ИСТОРИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ВОЛЬФРАМА
Открытия в области применения вольфрама можно условно связать с четырьмя областями: химия, сталь и суперсплавы, нити накаливания и карбиды.
1847 год: Соли вольфрама используются для производства цветного хлопка, а также для придания огнестойкости одежде, используемой в театральных и других целях.
1855 год: Изобретен бессемеровский процесс, позволивший наладить массовое производство стали. Одновременно с этим в Австрии началось производство первых вольфрамовых сталей.
1895 год: Томас Эдисон исследовал способность материалов флуоресцировать при воздействии рентгеновских лучей и обнаружил, что вольфрамат кальция является наиболее эффективным веществом.
1900 год: Быстрорежущая сталь, особая смесь стали и вольфрама, представлена на Всемирной выставке в Париже. Она сохраняет свою твердость при высоких температурах, что делает ее идеальной для использования в инструментах и механической обработке.
1903 год: Нити накаливания в лампах и лампочках стали первым примером использования вольфрама, благодаря его чрезвычайно высокой температуре плавления и электропроводности. Единственная проблема? Первые попытки показали, что вольфрам слишком хрупкий для широкого применения.
1909 год: Уильям Кулидж и его команда в компании General Electric в США успешно открыли процесс получения пластичных вольфрамовых нитей посредством соответствующей термической обработки и механической обработки.
1911 год: Процесс Кулиджа получил коммерциализацию, и в короткие сроки вольфрамовые лампы, оснащенные ковкой вольфрамовой проволокой, распространились по всему миру.
1913 год: Нехватка промышленных алмазов в Германии во время Второй мировой войны заставила исследователей искать альтернативу алмазным фильерам, используемым для волочения проволоки.
1914 год: «Некоторые военные эксперты союзников считали, что через шесть месяцев у Германии закончатся боеприпасы. Союзники вскоре обнаружили, что Германия наращивает производство боеприпасов и на некоторое время превзошла союзников. Изменение отчасти было связано с использованием быстрорежущей стали из вольфрама и вольфрамовых режущих инструментов. К горькому удивлению британцев, как позже выяснилось, используемый вольфрам в основном добывался на их корнуоллских рудниках». – Из книги К. С. Ли «Вольфрам» 1947 года.
1923 год: Немецкая компания по производству электрических лампочек подает патент на карбид вольфрама, или твердый сплав. Он изготавливается путем «цементирования» очень твердых зерен монокарбида вольфрама (WC) в связующей матрице из прочного металлического кобальта методом жидкофазного спекания.
Результат изменил историю вольфрама: материал, сочетающий в себе высокую прочность, ударную вязкость и высокую твердость. Фактически, карбид вольфрама настолько тверд, что единственный природный материал, способный его поцарапать, — это алмаз. (В настоящее время карбид является наиболее важным применением вольфрама.)
1930-е годы: В нефтеперерабатывающей промышленности появились новые области применения соединений вольфрама, в частности, для гидроочистки сырой нефти.
1940 год: Начинается разработка суперсплавов на основе железа, никеля и кобальта, чтобы удовлетворить потребность в материале, способном выдерживать невероятно высокие температуры реактивных двигателей.
1942 год: Во время Второй мировой войны немцы первыми применили сердечник из карбида вольфрама в высокоскоростных бронебойных снарядах. Британские танки практически «расплавлялись» при попадании в них таких снарядов.
1945 год: Ежегодные продажи ламп накаливания в США составляют 795 миллионов штук в год.
1950-е годы: К этому времени вольфрам начали добавлять в суперсплавы для улучшения их характеристик.
1960-е годы: Появились новые катализаторы, содержащие соединения вольфрама, для очистки выхлопных газов в нефтяной промышленности.
1964 год: Усовершенствование эффективности и увеличение производства ламп накаливания позволили снизить стоимость обеспечения заданного количества света в тридцать раз по сравнению со стоимостью на момент внедрения системы освещения Эдисона.
2000 год: К этому моменту ежегодно вытягивается около 20 миллиардов метров лампового провода, что соответствует примерно 50-кратному расстоянию от Земли до Луны. На освещение потребляется от 4% до 5% от общего объема производства вольфрамовых ламп.
ВОЛЬФРАМ СЕГОДНЯ
Сегодня карбид вольфрама чрезвычайно широко распространен, и его применение включает металлообработку, обработку древесины, пластмасс, композитных материалов и мягкой керамики, бесстружечную формовку (горячую и холодную), горнодобывающую промышленность, строительство, бурение горных пород, конструкционные детали, износостойкие детали и компоненты военного назначения.
Сплавы вольфрамовой стали также используются в производстве сопел ракетных двигателей, которые должны обладать хорошими жаростойкими свойствами. Сверхсплавы, содержащие вольфрам, применяются в лопатках турбин, износостойких деталях и покрытиях.
Однако в то же время, после 132 лет господства ламп накаливания, их постепенно выводят из эксплуатации в США и Канаде.
Дата публикации: 29 июля 2021 г.
