텅스텐 와이어의 역사

텅스텐와이어는 텅스텐 막대를 단조하고 인발하여 만든 필라멘트입니다. 우수한 특성으로 인해 텅스텐 와이어는 다양한 응용 분야에서 사용됩니다. 예를 들어, 텅스텐 필라멘트는 백열등이나 할로겐 램프와 같은 전기 광원에 사용됩니다. 이 기사에서는 텅스텐 와이어의 역사를 다룰 것입니다.

텅스텐 필라멘트 산업의 발전은 태초부터 전구산업과 밀접하게 연관되어 왔다.

1878년 에디슨은 탄소 필라멘트 전구를 발명했습니다. 그러나 이런 종류의 전구에는 심각한 단점이 있는데, 주로 수명이 짧습니다. 에디슨은 1879년에 탄소선을 실험하고 수백 시간 동안 사용했습니다. "탄소"는 융점(3550도)이 높지만 "승화" 온도는 매우 낮습니다. 저온에서 고체 상태에서 기체 상태로 직접 승화하기 때문에 소비되기 쉽고 수명이 짧으며 공기와 완전히 격리되어야 합니다(공기 중에서 연소됩니다).

약 20년 후(1897년)에 탄소선은 오스뮴선과 탄탈륨선으로 대체되었으나, Os와 Ta의 녹는점이 낮아 작동온도와 광효율이 낮아졌다.

1903년 A.Just와 F.Hannaman의 특허에 따라 최초의 텅스텐 와이어가 헝가리에서 생산되었습니다. 1904년에 A. Just와 F. Hannaman은 텅스텐 화합물과 혼합된 무탄소 바인더를 사용하여 필라멘트로 압출한 다음 수소에서 가열하여 금속으로 환원했습니다. 이 방법으로 만든 텅스텐 와이어는 매우 부서지기 쉽지만 광효율이 훨씬 좋기 때문에 탄소 와이어, 오스뮴 와이어, 탄탈 와이어를 대체하여 전구를 만들었습니다.

위의 방법 중 어느 것도 미세한 텅스텐 와이어를 준비할 수 없습니다. 이 문제를 해결하기 위해 1907년에 니켈 함량이 낮은 텅스텐 합금이 도입되었습니다. 기계적 가공을 통해 제조되나 취성이 심하여 적용에 어려움이 있습니다.

1913년에 핀치는 백열등 필라멘트의 취성을 크게 감소시키는 토리아화 텅스텐 필라멘트(ThO2 함량: 1~2%)를 발명했습니다. 처음에는 필라멘트가 곧게 펴져 있기 때문에 필라멘트 늘어짐은 문제가 되지 않습니다. 그러나 1913년 이후 Langmuir는 직선선을 나선형선으로 바꾸었습니다. 이런 식으로 전구를 사용할 때 높은 작동 온도와 자중으로 인해 필라멘트가 늘어지고 순수 텅스텐과 토륨 텅스텐이 사용 요구 사항을 충족하기가 어렵습니다.

텅스텐 와이어 늘어짐과 짧은 수명 문제를 해결하기 위해 1917년 A. Pacz는 고온에서 "변형되지 않는" 텅스텐 와이어를 발명했습니다. 그러나 최초의 비처짐 텅스텐 필라멘트는 토리아티드 텅스텐 필라멘트보다 더 부서지기 쉬웠기 때문에 일부 전구 제조업체는 토리아티드 텅스텐 필라멘트 사용을 고집했습니다.

그러나 비 처짐 텅스텐 와이어 생산 공정의 지속적인 개발 및 개선으로 사람들은 산화 텅스텐에 K, Si 및 Al 화합물을 동시에 첨가하면 텅스텐 와이어가 고온에서 처짐 저항이 좋아질 수 있다는 것을 점차 깨달았습니다. 이것은 사람들이 종종 "비처짐 텅스텐 와이어" 또는 "도핑된 텅스텐 와이어"를 의미하는 "AKS 텅스텐 와이어"라고 부르는 것입니다.