钨丝的高温使用性能

钨丝包括高温使用性能、室温使用性能和丝径的一致性。

①高温使用性能。　

白炽灯用钨丝的工作温度常在2300～2800℃之间，一般灯泡功率越大，灯丝的工作温度也越高，由此可见，灯丝的工作温度远超过钨丝的再结晶温度，此时，灯丝在其自重的作用下，在两挂钩之间的丝段将产生下垂现象，严重时，灯丝可下垂到与灯泡的玻壳相碰。对于在钨的粉末冶金过程中掺入了少量的钾硅铝的氧化物的掺杂钨丝，虽然其Z终的成品丝中的硅和铝的含量只有百万分之几，钾的含量也不过百万分之几十，但用这种掺杂钨丝作的灯丝其下垂程度却可以有极大的改善。其原因是由于掺杂钨丝与未掺杂钨丝再结晶的晶体结构有很大的差别。未掺杂钨丝的再结晶晶体基本上是等轴晶体，而掺杂钨丝的再结晶晶体结构是呈长条状互相搭接的粗大晶粒。

从金属材料的高温蠕变理论来看，这种粗长搭接结构的再结晶晶体结构能大大地提高其高温抗下垂的能力。根据70年代进行的一系列的透射电镜和俄歇能谱仪的研究分析表明，这种掺杂钨丝所特有的粗长搭接结构的再结晶晶体结构的生成与掺杂钨丝中所含有的钾有密切的关系。残存在掺杂钨条中的微量钾在加工中形成与丝轴平行的钾泡列，它阻碍再结晶过程中晶粒的横向长大，因而生成粗长的搭接结构。

白炽灯灯丝的下垂既与掺杂钨丝中的添加元素含量及加工工艺有关，也与灯丝制作过程中的处理工艺有关。钨丝在拉制成成品丝时保留了大量的内应力，在绕制成灯丝时又在钨丝的截面上产生新的不均匀变形的内应力。这些内应力必须在灯丝装架进入泡壳前加以完善的消除，否则灯泡在燃点开始的时候就会使灯丝扭曲、变形和下垂。灯丝的下垂会严重地降低灯泡的发光效率。　

②室温使用性能。钨丝的室温使用性能表现在绕丝性能上。钨丝由于其加工流程长,如果工艺管理不善,则很容易使钨丝产生很多细小裂纹或局部变脆，以致绕丝时很容易断裂。由于裂纹所造成的绕丝断裂断口呈须毛状，而由于丝材变脆所造成的断口则呈现晶面闪光状。

③丝径的一致性。钨丝丝径一致性差是使白炽灯泡光电参数超差的一个重要原因，有的还会影响到灯泡的使用寿命。