Вольфрамовая фольга ВД-25: технические характеристики и применение
Вольфрамовая фольга марки ВД-25 — это тонколистовой прокат из вольфрама технической чистоты, полученный методом порошковой металлургии с последующей прокаткой и вакуумным отжигом. Марка ВД-25 соответствует содержанию основного металла не менее 99,95 % и относится к деформированному вольфраму, предназначенному для работы в условиях высоких температур и агрессивных сред. В отличие от листового вольфрама толщиной свыше 0,5 мм, фольга ВД-25 имеет толщину от 0,02 до 0,2 мм и поставляется в рулонах или мерных полосах.
Технические параметры и структура
Фольга ВД-25 изготавливается по ГОСТ 18903-73 и ТУ, регламентирующим содержание примесей. Ключевое отличие от вольфрамовой фольги других марок — минимальное количество легкоплавких примесей и высокая плотность после спекания, что обеспечивает стабильность механических свойств при термоциклировании. Структура — мелкозернистая, равноосная, без выраженной текстуры, что снижает анизотропию прочности при изгибе.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Единица измерения | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Толщина | 0,02–0,20 | Микрометрия | мм | Допуск 10 % |
| Плотность | 19,1–19,3 | Гидростатическое взвешивание | г/см | Теоретическая — 19,3 |
| Предел прочности | 600–900 | Растяжение | МПа | Зависит от толщины |
| Относительное удлинение | 2–8 | Растяжение | % | Для толщины 0,1 мм |
| Температура рекристаллизации | 1200–1400 | Металлография | C | В вакууме |
| Содержание W | 99,95 | Масс-спектрометрия | % | Сумма примесей 0,05 |
Области применения
Фольга ВД-25 востребована в тех узлах, где требуется сочетание тугоплавкости, низкого давления насыщенных паров и стабильности геометрии при нагреве до 2000 C в вакууме или инертной среде. Конкретные направления:
- Нагревательные элементы высокотемпературных вакуумных печей сопротивления (экраны, держатели, токоподводы).
- Катоды и антикатоды рентгеновских трубок, включая фокусные пятна в медицинских и дефектоскопических системах.
- Токопроводящие элементы в электронно-лучевых установках и ионных имплантерах.
- Диафрагмы и сопла в плазмотронах и установках газотермического напыления.
- Подложки для эпитаксиального осаждения тугоплавких соединений в микроэлектронике.
- Теплозащитные экраны в аэрокосмических двигательных установках и ракетных соплах.
Технологические особенности обработки
Фольга ВД-25 поставляется в отожжённом состоянии с шероховатостью поверхности Ra 0,8 мкм. Резка выполняется лазером или электроэрозионным методом; механическая резка ножницами приводит к образованию микротрещин по кромке. При гибке радиус должен составлять не менее двух толщин листа во избежание расслоения. Сварка возможна только в среде аргона или в вакууме, предпочтительно электронно-лучевым методом.
Условия эксплуатации и ограничения
В окислительной среде при температуре выше 400 C вольфрам интенсивно окисляется с образованием летучего триоксида WO, поэтому фольга ВД-25 применяется преимущественно в вакууме (остаточное давление не выше 10 Па) или в среде высокочистого аргона, азота, водорода. В контакте с углеродом при 1400–1600 C образуются карбиды WC и WC, что приводит к охрупчиванию. Совместимость с керамикой на основе AlO и ZrO сохраняется до 1800 C.
Вопросы и ответы
Чем фольга ВД-25 отличается от фольги ВД-15?
Марка ВД-25 содержит не менее 99,95 % вольфрама, тогда как ВД-15 — не менее 99,85 %. Разница проявляется в меньшем количестве легкоплавких примесей и более высокой температуре рекристаллизации, что критично для длительной работы при 1800–2000 C.
При какой минимальной толщине фольга ВД-25 сохраняет герметичность?
Герметичность при вакуумном уплотнении обеспечивается начиная с толщины 0,05 мм при условии отсутствия микротрещин по кромке. Для толщины 0,02 мм рекомендуется дополнительная подложка из молибдена.
Допускается ли эксплуатация фольги ВД-25 в воздушной среде?
Кратковременно — до 400 C. Выше этой температуры начинается активное окисление с образованием летучего WO, что приводит к быстрому уносу материала. Для воздушной среды применяют защитные покрытия на основе SiC или AlO.
Какой максимальный размер полосы фольги ВД-25 доступен?
Стандартная ширина рулона — до 300 мм, длина — до 50 м. Мерные полосы режутся по длине заказчика с допуском 1 мм. Толщина свыше 0,15 мм поставляется в виде листов размером до 500 200 мм.
