DE2343278A1 - Wolframfaden - Google Patents
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Description
Wolframfaden
Thoriumoxid enthaltende Wolfrainmaterialien werden weit verbreitet
als Glühfäden in elektrischen Lampen und als Elektronenquelle beispielsweise in Leistungsröhren, elektrischen Entladungslampen
und Schweisselektroden verwendet. Es ist seit einer gewissen Zeit auch erkannt worden, dass ein höherer Thoriumoxidwert in dem Wolframmaterial eine höhere Rekristallisationstemperatur und grössere mechanische Festigkeit erzeugt. Es ist*
ferner für Thoriumdioxid aufweisende Wolframmaterialien, die durch konventionelle Pulvermetallurgie hergestellt sind, erkannt
worden, dass eine Verarbeitung des Materials zu einem Glühfaden- oder Drahtprodukt mit zunehmendem Thoriumdicxidgehalt
schwieriger wird. Auf Grund dieser letztgenannten Schwierigkeit bei der Verarbeitung eines Dispersionslegierungsproduktes,
bei dem ein pulverisierter Presskörper aus einer Mischung der festen Ausgangsmaterialien oder durch Th(NO,)|,-Zusätze zu den
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Wolframoxiden hergestellt wird, gibt es zwei allgemeine Legierungstypen,
die zur Zeit hergestellt werden. Genauer gesagt wird eine 2 Gew.-% Thoriumdioxid enthaltende Legierung für Produkte
verwendet, die keinen stark gehämmerten oder eine kleine Grosse aufweisenden Padenteil erfordern, während eine 1 Gew.-/?
enthaltende Legierung hergestellt wird für Glühfäden mit kleinerem Durchmesser, die für Lampen und Elektronenröhren bestimmt
sind.
Obwohl die oben beschriebenen zwei allgemeinen Typen von Wolframlegierungsmaterialien
seit langer Zeit hergestellt werden, bestehen immer noch Probleme. Die Bearbeitung eines Materials mit
2 % Thoriumdioxid auf eine fertige Grosse wird häufig von Materialausbeuten unter 50 % begleitet. Obwohl die Legierung
mit 1 % Thoriumdioxid besser zu verarbeiten ist, zeichnet sie sich ebenfalls durch eine ungleichförmige Wolframkornstruktur
aus, die bei der Rekristallisation auftritt, wo die einzelnen Wolframkristalle eine ungleiche Grosse aufweisen und sich mit
einer betonten Ungleichförmigkeit im Wachstum entlang der Drahthauptachse entwickeln.
Ein weiteres Problem existiert bei beiden Typen der oben beschriebenen
binären Legierungen, die von einer trockenen Mischung der Ausgangsmaterialien oder dem Th (NO,)^-Zusatz zu Wolframoxid
ausgehen, das wenigstens teilweise der nicht gleichförmigen Verteilung des Thoriumdioxid-Zusatzes zuzuschreiben ist, die aus
der Deformation und dem Bruch der grösseren Tt^-Teilchen während
der Fertigung resultiert. Da der Thoriumdioxidzusatz das Kornwachstum der einzelnen Wolframkristalle während der Rekristallisation
behindern kann, die in einem Draht auftritt, der durch Schmieden und Ziehen aus einem Gußblock hergestellt worden ist,
hat die oben erwähnte nicht gleichförmige ThO^-Verteilung, die
aus der Deformation und dem Bruch der grösseren ThO2*-Teilchen
resultiert, die Neigung, die Bildung grösserer langgestreckter Körner in einigen Bereichen des Drahtes su bewirken,
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Es würde deshalb wünschenswert sein, einen Wolframfaden zu schaffen, der mehr als 1 Gew.-% Thoriumdioxid-Partikelchen enthält
und der auf einfache Weise mit einem Minimum an Schwierigkeiten zu kleinen Grossen verarbeitet werden kann.
Weiterhin würde es äusserst nützlich sein, einen Wolframfaden zu schaffen, der mehr als 1 Gew.-% Thoriumdioxid-Teilchen mit
gleichförmiger und kleiner Korngrösse der Wolframkristalle nach der Rekristallisation enthält.
Gemäss der vorliegenden. Erfindung wurde gefunden, dass binäre.
Legierungen aus Wolfram, die etwa 1 bis 2 Gew.-% Thoriumdioxid-Partikelchen
enthalten, in einer bestimmten, im folgenden genau zu beschreibenden Weise hergestellt werden können, um ein
Dispersionslegierungsprodukt zu schaffen, das nach mechanischer Bearbeitung zu eine kleinere Grosse aufweisenden und besser
gleichachsig ausgerichteten Wolframkristallen rekristallisiert, als diese durch Pulvermetallurgieherstellung erhalten werden
können. Insbesondere wurde gefunden, dass nach Inkorporation der oben angegebenen Thoriumdioxidwerte in einem pulverisierten Pressling
aus Wolframkristallen unter Verwendung einer Flüssigkeitsdiffusionstechnik eine engere Grössenverteilung d'er Thoriumdioxidpartikelchen
erhalten werden kann, als sie bei Herstellung des Presslings erhalten wird, wenn von einer trocknen Mischung
der Legierungsbestandteile ausgegangen wird. Wenn ein derartiges Dispersionsprodukt, das Thoriumdioxidpartikelchen mit einem'
Durchmesser von weniger als etwa 4 ,um (4 Mikron) enthält, in
üblicher Weise weiter bearbeitet wird, um ein stab-, faden- oder drahtförmiges Produkt zu erhalten, bleibt die räumliche Verteilung
der ThO^-Partikelchen gleichförmiger als im Falle herkömmlich
hergestellter Materialien. Wie beispielsweise aus Fig.l ersichtlich ist, sind die meisten der grossen ThO2-Partikelchen
in einem Stab mit 2,36 mm (93 mils) Durchmesser aus Wolfram mit 2 Gew.-/i ThO0 , der durch konventionelle Verfahren hergestellt
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ist, stabähnliche Segmente, die entlang der Stabachse aneinander gereiht sind. Die Anzahl dieser Art von Segmentpartikelchen, die
in dem neuen Material zu sehen ist, das etwa den gleichen ThOp-Gehalt aufweist, ist merklich kleiner auf Grund der verbesserten
ThOp-Verteilung bei der einleitenden Rohblock-Bearbeitungsstufe.
Der endgültige Wolframdraht, der gemäss der vorliegenden Erfindung
hergestellt ist, besteht aus einer durch Dispersion verstärkten Legierung, die eine relativ kleine und stabile rekristallisierte
Wolframkorngrösse mit einer gleichförmigeren
räumlichen Verteilung von ThOp aufweist, die dem Fehlen der
extrem grossen ThOp-Partikelchen in dem vorangegangenen Rohblock zuzuschreiben ist. Es ist ferner auch möglich, die Thoriumdioxid-Partikelchen~in einem Wolframpressling so zu verteilen, dass ein gleichförmiger Gradient der Thoriumdioxid-Konzentration existiert, wobei eine maximale Konzentration an dem äusseren Oberflächenabschnitt des Presslings angeordnet ist und diese Konzentration
mit zunehmendem Abstand zum Innenteil des Presslings kontinuierlich abnimmt. Durch Verändern der Thoriumdioxid-Konzentration in dieser Weise kann ferner erwartet werden, dass ein Thoriumdioxid-Konzentrationsgradient in dem endgültigen Drahtfaden in der Weise erzeugt werden kann, dass die maximale Konzentration von Thoriumdioxid an dem äusseren Oberflächenteil des Glühfadens angeordnet ist und diese Konzentration mit wachsendem Abstand zur mittleren Längsachse des Glühfadens kontinuierlich abnimmt.
räumlichen Verteilung von ThOp aufweist, die dem Fehlen der
extrem grossen ThOp-Partikelchen in dem vorangegangenen Rohblock zuzuschreiben ist. Es ist ferner auch möglich, die Thoriumdioxid-Partikelchen~in einem Wolframpressling so zu verteilen, dass ein gleichförmiger Gradient der Thoriumdioxid-Konzentration existiert, wobei eine maximale Konzentration an dem äusseren Oberflächenabschnitt des Presslings angeordnet ist und diese Konzentration
mit zunehmendem Abstand zum Innenteil des Presslings kontinuierlich abnimmt. Durch Verändern der Thoriumdioxid-Konzentration in dieser Weise kann ferner erwartet werden, dass ein Thoriumdioxid-Konzentrationsgradient in dem endgültigen Drahtfaden in der Weise erzeugt werden kann, dass die maximale Konzentration von Thoriumdioxid an dem äusseren Oberflächenteil des Glühfadens angeordnet ist und diese Konzentration mit wachsendem Abstand zur mittleren Längsachse des Glühfadens kontinuierlich abnimmt.
Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand
der folgenden Beschreibung und der fotographischen Aufnahmen verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Fig. 1 sind Fotographien mit 2000-facher Vergrößerung und zeigen
die ThOp-Verteilung für Stäbe mit einem Durchmesser von
2,36 mm (93 mil), die aus einer binären Legierung gemäss
der vorliegenden Erfindung hergestellt sind, im Vergleich zu einer üblichen W-Legierung mit 2 Gew.-/? ThOp.
die ThOp-Verteilung für Stäbe mit einem Durchmesser von
2,36 mm (93 mil), die aus einer binären Legierung gemäss
der vorliegenden Erfindung hergestellt sind, im Vergleich zu einer üblichen W-Legierung mit 2 Gew.-/? ThOp.
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Fig. 2 sind Fotographien ebenfalls mit einer 2000-fachen Vergrösserung
und zeigen die ThOp-Verteilung in einem gesinterten Preßkörper, der gemäss der vorliegenden Erfindung hergestellt
ist, im Vergleich zu der ThOp-Verteilung für einen entsprechenden gesinterten Preßkörper, der durch
konventionelle Pulvermetallurgie hergestellt ist.
Fig. 3 zeigt Fotographien von rekristallisierten Wolfram-Kornstrukturen
für konventionelles Wolframmaterial mit 1 Gew.-i ThOp im Vergleich zur erfindungsgemässen Wolfram-Legierung
mit 1,7 Gew.-%
Das Flüssigkeitsdiffusionsverfahren, das gemäss der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, beinhaltet hauptsächlich, dass ein
poröser Preßkörper aus Wolfram-Partikelchen in einem inerten flüssigen Lösungsmittel für eine lösliche Thoriumverbindung getränkt
wird, bis die poröse Struktur des Preßkörpers mit dem Lösungsmittel im wesentlichen gefüllt ist, und anschliessend der
mit Lösungsmittel.gefüllte Preßkörper in eine flüssige Lösung der Thoriumverbindung für einen ausreichenden Zeitraum eingetaucht
wird, damit eine Flüssigkeitsdiffusion der gelösten Thoriumverbindung in wenigstens einen Teil des in den Poren des
Preßkörpers enthaltenen Lösungsmittels erfolgen kann. Der Preßkörper wird dann aus der Lösung herausgenommen, nachdem ein vorbestimmtes
Ausmaß der Flüssigkeitsdiffusion aufgetreten ist, und das gesamte Lösungsmittel wird entfernt, um im grossen und ganzen
eine Thoriumdioxid-Konzentration zwischen etwa 1 bis 2 Gew.-%
in den Poren der gebildeten Zusammensetzung beizubehalten. Mit "inertes flüssiges Lösungsmittel" ist ein Lösungsmittel für die
Thoriumverbindung gemeint, das durch Trocknen oder Erhitzen des mit Flüssigkeit gefüllten Presskörpers beseitigt werden kann,
ohne eiren Rest in der Porenstruktur zurückzulassen oder irgend eine signifikante chemische Reaktion mit dem Wolframmaterial zu
durchlaufen. Bei anderen Ausführungsbeispielen des oben
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beschriebenen Flüssigkeitsdiffusionsverfahrens kann ein Konzentrationsgradient
der Thoriumverbindung in den Poren der Zusammensetzung erzeugt werden, so dass eine leichte aber gleichförmige
Abnahme in der entstehenden Thoriumdioxid-Konzentration in Richtung zur Mitte erzeugt werden kann.
Es wird nun ein spezielles Beispiel angegeben, um die Herstellung eines verbesserten Wolframfadens gemäss der vorliegenden Erfindung
darzustellen. Es wurde ein gepresster Körper, der etwa 3,0 kg wiegt und einen rechtwinkligen Querschnitt von 17 mm χ
22 mm mit einer Dichte von 10,9 g/cm aufweist, aus Wolframpulver mit einer mittleren Teilchengrösse von 2,5 /Um (2,5 Mikron) durcii
konventionelle Techniken hergestellt. Der Pressling wurde langsam in destilliertem Wasser getränkt, bis die miteinander verbundene
Porenstruktur des Presslings gesättigt war, und anschliessend wurde der mit Flüssigkeit gefüllte Rohblock in eine wässrige
Th (NO.,) ^-Lösung mit einer Konzentration von 520 g ThO2 pro Liter
Lösung getaucht. Der Flüssigkeitsdiffusionsprozess wurde nach
etwa 30 Stunden unterbrochen, indem der Pressling aus der Thoriumnitratlösung
herausgenommen wurde. Der Pressling wurde als nächstes langsam in einem Vakuumofen bei ebwa 5^ C (130 F) getrocknet,
der den grössten Teil des Lösungsmittels aus den Poren des Presslings entfernte, während ein leichter Konzentrationsgradient des
Thoriumzusatzes in den Poren bei einer etwaigen ThO„-Konzentration
von 1,9 Gew.-% zurück blieb. Der den Thoriumzusatz enthaltende
Pressling wurde dann einer konventionellen Vorsinterung bei etwa 1200 C in Wasserstoff für 2 Stunden ausgesetzt, die das Thoriumnitrat
in den Poren in Thoriumoxid umwandelte.
Der vorgesinterte Pressling gemäss dem vorliegenden Beispiel wurde dann in konventioneller Weise gesintert, indem ein elektrischer
Strom durch das Teil hindurchgeschickt wurde, um dessen Temperatur bis nahe auf den Schmelzpunkt zu erhöhen. Die Sinterbehandlung
wurde dadurch ausgeführt, dass der vorgesinterte Pressling vertikal zwischen Elektroden aufgehängt und ein
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elektrischer Strom in Stufen hindurchgeschickt wurde, um für
einen Austritt von irgend_weichen verdampfbaren Verunreinigungen in dem Pressling zu sorgen.
Aus dem gesinterten Pressling wurden Versuchsproben erhalten, die einen rechtwinkligen Querschnitt hatten, um die Thoriumoxid-Konzentration
sowie die Verteilung und den Grössenbereich der Thoriumoxidpartikelchen zu messen. Die Versuchsproben wurden
durch bekannte Autoradiographie- und Extraktions-Nachbildungstechniken untersucht. Bei einer Querschnittsprobe betrug die
Thoriumoxidkonzentration, die durch übliche Röntgenstrahlenverfahren gemessen wurde, etwa 2,1 Gew.-% Thoriumoxid an der Ecke
des Presslings, wobei die Konzentration auf etwa 1,9 Gew.-% Thoriumoxid an der mittleren Längsachse des Presslings abnahm.
Es wurde auch gefunden, dass der Charakter der Teilchengrösse des Thoriumdioxids in dem erfindungsgemässen Pressling, wie sie
durch Untersuchung von Extraktionsnachbildungen im Elektronenmikroskop beobachtet wurde, in signifikanter Weise unterschiedlich
war gegenüber derjenigen, die durch konventionelle Pulvermetallurgie erhalten wird, wie sie in Pig. 2 gezeigt ist.
Erstens war der Grössenbereich der Thoriumoxidpartikelchen in dem erfindungsgemässen Material wesentlich kleiner als derjenige
im konventionellen Material der gleichen Massenzusammensetzung. Zweitens wurde keine wesentliche Agglomeration oder Segregation
der Thoriumoxidpartikelchen in dem erfindungsgemässen Material gefunden, und die Grosse der grösseren Thoriumoxidpartikelchen
in dem erfindungsgemässen Material war wesentlich kleiner als diejenige, die in dem konventionellen Material gefunden wurde.
Es wurden k« ' - Thoriumoxid-Partikelchen mit einer Teilchengrösse
von mehr als etwa 4 ,um (4 Mikron) Durchmesser in der
untersuchten Probe beobachtet, wogegen es nicht unüblich war, in den bekannten Wolframmaterialien, die 2 Gew.-$£ ThO2 enthalten,
ThOp-Partikelchen von mehr als 7 /Um (7 Mikron) zu sehen.
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Nach dem Sinterschritt wurde der Pressling gewalzt, gehämmert
und zu einem Draht von etwa 457 /um (18 mils) gezogen, was gemäss konventionellen Bearbeitungstechniken für Wolfram geschah. Der endgültige Wolframdraht wurde ferner einer Rekristallisation unterworfen, indem ein elektrischer Strom durch den Draht in einer Wasserstoffatmosphäre hindurchgeschickt wurde. Genauer gesagt, wurde der Draht für etwa 6 Minuten etwa 80 % seiner Schmelzleistung ausgesetzt, wodurch eine kleinere und gleichförmigere Wolfram-Korngrösse erzeugt wurde, als diese in konventioneller Weise für entweder 1 oder 2 Gew.-% ThOp aufweisende Legierungen erhalten wird. Die gleichförmigere rekristallisierte Kornstruktur ist eine Folge einer kleineren Anzahl von ThOp-Partikelchensegmenten, die parallel zur Drahtachse des neuen Materials ausgerichtet sind.
und zu einem Draht von etwa 457 /um (18 mils) gezogen, was gemäss konventionellen Bearbeitungstechniken für Wolfram geschah. Der endgültige Wolframdraht wurde ferner einer Rekristallisation unterworfen, indem ein elektrischer Strom durch den Draht in einer Wasserstoffatmosphäre hindurchgeschickt wurde. Genauer gesagt, wurde der Draht für etwa 6 Minuten etwa 80 % seiner Schmelzleistung ausgesetzt, wodurch eine kleinere und gleichförmigere Wolfram-Korngrösse erzeugt wurde, als diese in konventioneller Weise für entweder 1 oder 2 Gew.-% ThOp aufweisende Legierungen erhalten wird. Die gleichförmigere rekristallisierte Kornstruktur ist eine Folge einer kleineren Anzahl von ThOp-Partikelchensegmenten, die parallel zur Drahtachse des neuen Materials ausgerichtet sind.
Es wurde ein weiterer Vergleich der Rekristallisationsstruktur zwischen Wolframfäden, die gemäss der vorliegenden Erfindung hergestellt
waren, und den gleichen Durchmesser aufweisenden Fäden angestellt, die in konventioneller Weise hergestellt waren, aber
nur 1 Gew.-% Thoriumoxid enthielten. Wenn ein konventionelles
Produkt mit einem Durchmesser von 178 ,um (7 mil) rekristallisiert wurde, indem es für 5 Minuten auf 2650 0C erhitzt wurde, wurde eine Rekristallisationsstruktur erhalten, die sich durch einige grosse langgestreckte Körner auszeichnet. Als Unterschied dazu fehlte bei dem Rekristallisationsgefüge eines Drahtproduktes mit dem gleichen Durchmesser^ das aber gemäss der vorliegenden Erfindung hergestellt war und etwa 1,7 Gew.-% Thoriumoxid enthielt, nach einer Erhitzung für 6 Stunden bei 265O0C die grosse Korngrösse und Ungleichförmigkeit in der Kornstruktur des konventionellen Produktes. Die zu vergleichenden Kornstrukturen sind in Fig. 3 gezeigt. Die gleichen Unterschiede wurdenbei der Drahtgrösse von 56 /Um (2,2 mil) sogar noch betont, was die gleichförmigere Grosse und Form der rekristallisierten Wolframkörner bestätigt, die gemäss der vorliegenden Erfindung erhalten werden. Es hat sich auch gezeigt, dass ein rekristallisierter Wolframfaden mit der verbesserten Kornstruktur eine höhere Duktilität
Produkt mit einem Durchmesser von 178 ,um (7 mil) rekristallisiert wurde, indem es für 5 Minuten auf 2650 0C erhitzt wurde, wurde eine Rekristallisationsstruktur erhalten, die sich durch einige grosse langgestreckte Körner auszeichnet. Als Unterschied dazu fehlte bei dem Rekristallisationsgefüge eines Drahtproduktes mit dem gleichen Durchmesser^ das aber gemäss der vorliegenden Erfindung hergestellt war und etwa 1,7 Gew.-% Thoriumoxid enthielt, nach einer Erhitzung für 6 Stunden bei 265O0C die grosse Korngrösse und Ungleichförmigkeit in der Kornstruktur des konventionellen Produktes. Die zu vergleichenden Kornstrukturen sind in Fig. 3 gezeigt. Die gleichen Unterschiede wurdenbei der Drahtgrösse von 56 /Um (2,2 mil) sogar noch betont, was die gleichförmigere Grosse und Form der rekristallisierten Wolframkörner bestätigt, die gemäss der vorliegenden Erfindung erhalten werden. Es hat sich auch gezeigt, dass ein rekristallisierter Wolframfaden mit der verbesserten Kornstruktur eine höhere Duktilität
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aufweist, als sie durch konventionelle Herstellung erhalten werden kann. Die bevorzugte Gesamtkonzentration von Thoriumoxid
in einem Wolframpressling, um diese erwünschten Ergebnisse zu erzeugen, liegt zwischen 1,3 und 1,9 Gew.-%.
Als noch deutlicheren Hinweis auf die Beziehung zwischen der Streckgrenze und der Zugfestigkeit für erfindungsgemässe Legierungsmaterialien
werden gewisse weitere physikalische Versuche angegeben. Genauer gesagt wurden tatsächliche Messungen der
Streckgrenze, Zugfestigkeit und prozentualen Dehnung bei Proben mit einem Durchmesser von 457 /Um (18 mil) aus zwei unterschiedlichen
Rohblöcken des Typs eines Legierungsproduktes aus mit Thoriumoxid versehenem Wolfram gemacht, der in dem vorstehenden
speziellen Beispiel beschrieben wurde. Die gleichen physikalischen Messungen wurden für Proben mit einem Durchmesser von 457 /Um
(18 mil) durchgeführt, die aus Legierungsprodukten von mit Thoriumoxid versehenem Wolfram erhalten wurden, die 1 und 2 Gew.-%
Thoriumoxid enthielten, aber durch konventionelle Pulvermetallurgie hergestellt waren. Alle Versuchsproben wurden einer lOminütigen
Vergütung in Vakuum bei 2400 C vor den phjsikalischen Versuchen
ausgesetzt, die bei Temperaturen von Raumtemperatur bis
2500 C durchgeführt wurden. Die Belastungsänderung während dieser physikalischen Versuche betrug 1,27 mm (0,05 Zoll) pro 2,5 cm
pro Minute. Ein Vergleich der Versuchsergebnisse für die verschiedenen Proben ist in der folgenden Tabelle I zusammengestellt.
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Te mn | 2 Streckgrenze in kg/cm (psi) |
1 % | erfindungsgem. | TABELLE I | 1 % | erfindungsgem. | 2 | Dehnung | % | 1 % | 2 | in % | I | K> CaJ |
|
J» W illLJ ·
0 |
ThO2 | Legierung | Th.0.2 | Legierung | . .ThO | 2 | ThO | erfindungsgem. | O | J> | |||||
C | (1,7 % | 2 Zugfestigkeit in kg/cm (psi) |
8.140 | (1,7 % | Legierung | I | ΓΟ | ||||||||
RT | 2 % | ThO2) | (116.170) | . . .ThO2) .... | (1,7 % | ||||||||||
ThO2 | 12.700 | ThO2) | CO | ||||||||||||
2 % | (180.620) | O | |||||||||||||
1.700 | 3.280 | . ThQ2 | 4.250 | 5.510 | oh | π | d | ||||||||
500 | (24.180) | (46.700) | 12.100 | (60.530) | (78.410) | 24, | U | ||||||||
3.430 | (171.160) | 5.470 | 28,8 | ||||||||||||
4.750 | 1.530 | (48.730) | 3.090 | ( 77.830) | d | O7 η | |||||||||
•Τ | 1000 | (67,550) | (21.700) | 2.680 | (44.060) | 3.812 | 5 | 23, | 27,9 | ||||||
Ο to |
(38.150) 2.810 |
7.020 | ( 54.450) 3.833 |
oh P. | |||||||||||
CS | 4.710 | (39-930) | (99.780) | ( 54.750) | 24,b O Λ Il |
||||||||||
(67.050) | 1.150 | 1.940 | 1.850 | 2.220 | A f~\ | ο Ii | 3 | 21,4 | |||||||
co | 1500 | (16.420) | (27.665) | 4.985 | (26.400) | ( 31.720) | 19, | 0 | 24, | ||||||
«Π | 2.010 | (70.890) | 2.274 | ||||||||||||
2.770 | (28.600) | ( 32.490) | 3 | ||||||||||||
(39.400) | 844 (12.020) |
1.170 | 1.020 (14.380) |
19, | 2 | 10, | 22 ,Q | ||||||||
2000 | (16.740) | 3.085 | |||||||||||||
1.080 (15.310) |
(43.920) | 1.154 ( 16.490) |
34 | ||||||||||||
1.510 (21.490) |
485 | 488 | 531 | 555 | Q | 2 | 6. | • * | 10,9 | ||||||
2500 | ( 6.920) | ( 6.940) | ( 7.550) | ( 7.930} | ~ J | ||||||||||
404 | (23.'42O) | 421 | |||||||||||||
520 | " ( 5.750) | ( 6.870) | 11,0 | ||||||||||||
( 7.390) | |||||||||||||||
779 | |||||||||||||||
(11.290) | |||||||||||||||
Aus der Tabelle I ist zu entnehmen, dass die Streckengrenze für das mit Thoriumoxid versehene Wolframlegierungsprodukt mit einer
zunehmenden Höhe der Thoriumoxidkonzentration zunimmt. Die vorstehend
angegebenen Duktilitätsmessungen für die auf konventionelle Weise hergestellten Legierungen mit 1 und 2 Gew.-% Thoriumoxid
geben auch allgemein an, dass die Duktilität mit zunehmenden Thoriumoxidwerten vermindert wird. Im Gegensatz zu dieser letztgenannten
Erkenntnis sind jedoch die Streck- und Zugfestigkeiten für die 1,7 Gew.-% Thoriumoxid aufweisende Legierung gemäss der
vorliegenden Erfindung wesentlich höher als für die 1 Gew.-#
Thoriumoxid aufweisende Legierung, die in konventioneller Weise hergestellt ist, während die Duktilität, die durch die prozentuale
Dehnung gemessen wird, die gleiche ist wie für das 1 % Thoriumoxid aufweisende Material. Diese signifikante Erhöhung der
Duktilität konnte für das neue 1,7 Gew.-% ThCU aufweisende Wolframmaterial
nicht erwartet werden.
Im Rahmen der hier gegebenen technischen Lehren können verschiedene
Modifikationen vorgenommen werden, um die erfindungsgemässen Produkte zu erhalten. Beispielsweise können verschiedene Modifikationen
bei dem Plüssigkeitsdiffusionsverfahren mit vergleichbaren Ergebnissen durchgeführt werden. In ähnlicher Weise können
gegenüber den vorstehend beschriebenen unterschiedliche Bearbeitungsschritte bei der Herstellung der fertigen Wolframfäden
aus dem getränkten Pressling angewendet werden.
409812/0876
Claims (5)
- Ansprüchedass es etwa 1 bis 2 Gew.-% Thoriumoxid-Partikelchen enthält, wobei das Legierungsprodukt nach mechanischer Bearbeitung und Erhitzung auf eine erhöhte Temperatur eine ThOp-Verteilung mit einem kleineren Teilchengrössenbereich und eine gleichförmigere räumliche Verteilung der ThOp-Partikelchen aufweist, als diese durch konventionelle Pulvermetallurgieherstellung erzielbar sind.
- 2. Dispersionslegierungsprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,dass die Thoriumoxid-Partikelchen in einem leichten, aber gleichförmigen Konzentrationsgradienten verteilt sind, wobei sich eine maximale Konzentration an der äusseren Oberfläche des Produktes befindet und die Thoriumoxidkonzentration mit zunehmendem Abstand zur Mitte des Produktes kontinuierlich abnimmt.
- 3. Dispersionslegierungsprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,dass die Thoriumoxidkonzentration in dem Bereich von 1,3 bis 1,9 Gew.-% liegt.
- 4. Dispersionslegierungsprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass diese nach der Rekristallisation eine verbesserte Duktilität aufweist.
- 5. Verwendung des Legierungsproduktes nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 als Glühfaden für elektrische Lampen.409812/0876Verwendung des Legierungsproduktes nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 als ein weiterer Glühfaden für elektrische Lampen, der eine verkleinerte Anzahl von ausgeschiedenen Thoriumoxid-Teilchen in der Form von stabähnlichen Einschlüssen aufweist, die mit der mittleren Längsachse des Glühfadens ausgerichtet sind.409812/087$"ZV-Lee rs e i te
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US00285939A US3853491A (en) | 1972-09-01 | 1972-09-01 | Tungsten filament having uniform concentration gradient of thoria particles |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2343278A1 true DE2343278A1 (de) | 1974-03-21 |
DE2343278B2 DE2343278B2 (de) | 1978-07-20 |
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