鎢是世界上少有的一種有色礦產(chǎn)品,年產(chǎn)量很低,用途非常廣泛,主要用于鑄造配料用原料。鎢來(lái)源于一種白色砂型礦體,礦線特別微小,經(jīng)過(guò)采掘、研磨、水重選、提煉等多道工藝,得到品位達(dá)到95%以上的鎢礦粉,再經(jīng)過(guò)高溫電爐提煉成型生產(chǎn)出的成品才是鎢條。鎢的熔點(diǎn):3500℃。鎢礦主要分布在中國(guó)和俄羅斯,中國(guó)現(xiàn)在是世界上的鎢出口國(guó)。通常鎢條的純度都應(yīng)在99.95%以上,而且必須出具機(jī)構(gòu)的檢驗(yàn)分析測(cè)試報(bào)告,例如:國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心分析測(cè)試報(bào)告。
鎢泥是一種難硬化,具有可塑性的材料,是由鎢粉與高分子聚合物黏結(jié)而成的。鎢泥是一種全新的鎢制品,它顛覆了以往鎢制品一貫剛硬富含金屬質(zhì)感的形象,不會(huì)硬化,具有一定的柔韌性可以隨意捏成各種形狀。它的特殊性能讓它在很多的領(lǐng)域的運(yùn)用越來(lái)越廣泛,主要用途是玩具配重和漁墜子。
為有金屬光澤的灰黑色金屬(體心立方結(jié)晶)。熔點(diǎn)3400℃。沸點(diǎn)5555℃。鎢的硬度是金屬中硬的,經(jīng)過(guò)燒結(jié)的鎢條的硬度為200~250,經(jīng)過(guò)旋錘的鎢棒為350~400。溶于硝酸和氫氟酸的混酸。與氫氧化鈉和碳酸鈉的混合物熔融。微溶于硝酸、硫酸、王水;不溶于水,氫氟酸、氫氧化鉀。鎢有兩種變型,a和B。在標(biāo)準(zhǔn)溫度和常壓下,a型是穩(wěn)定的體心立方結(jié)構(gòu)。B型鎢只有在有氧存在的條件下才能出現(xiàn)。它在630℃以下是穩(wěn)定的,在630℃以上又轉(zhuǎn)化為a鎢,并且這一過(guò)程是不可逆的。
鎢絲的生產(chǎn)大都用仲鎢酸銨 (APT)作原料。一般的工藝過(guò)程是將仲鎢酸銨在 500℃左右的空氣中焙燒成三氧化鎢,或在450℃左右的氫氣中輕微還原成藍(lán)色氧化鎢。制作白熾燈燈絲的鎢絲需要在三氧化鎢或藍(lán)色氧化鎢中摻入少量的氧化鉀、氧化硅和氧化鋁,三者用量總和不超過(guò)1%,這就是巴茲在1922年發(fā)明的鎢絲摻雜工藝。經(jīng)過(guò)摻雜處理的鎢的氧化物用氫氣還原成金屬鎢粉。還原過(guò)程一般分兩步進(jìn)行:步在630℃左右還原成二氧化鎢(棕色氧化鎢),第二步在820℃左右還原成金屬鎢粉。兩步還原的目的是使摻入的鉀充分發(fā)揮作用和控制粉末粒度。這樣取得的摻雜鎢粉再在一種特制的模子中壓制成細(xì)長(zhǎng)的方條。把方條在氫氣中通電,用自電阻加熱(溫度達(dá)3000℃左右)的方法進(jìn)行燒結(jié),燒結(jié)后鎢條的密度可達(dá)到理論值的85%以上。這種鎢條便可以用旋鍛方法加工成直徑為3mm左右的鎢桿,然后進(jìn)一步用模子拉拔的方法加工成各種不同粗細(xì)的鎢絲。例如220V、15W的白熾燈用的鎢絲直徑約為15μm,而 10000W的溴鎢燈用的鎢絲直徑約為1.25mm。更細(xì)的鎢絲如 220V、10W的白熾燈鎢絲直徑約為12μm,則要采用電解腐蝕的方法來(lái)制作。
當(dāng)鎢絲的直徑達(dá)到微米級(jí)時(shí),用常規(guī)的卡尺很難地測(cè)定其直徑。因此,國(guó)際上通常將直徑在0.2mm以下的鎢絲用其切長(zhǎng)為200mm絲段的重量來(lái)表示絲的粗細(xì),例如上述15W白熾燈鎢絲的直徑可以用0.679mg/200mm來(lái)表示。