Вольфрамовая фольга ВИ-20: технические характеристики и применение
Вольфрамовая фольга марки ВИ-20 — тонколистовой прокат из вольфрама технической чистоты, полученный методом порошковой металлургии с последующей прокаткой и отжигом. Марка ВИ-20 регламентирует содержание основного металла не менее 99,92 % и суммарную массовую долю примесей в пределах 0,08 %. Материал сохраняет объёмно-центрированную кубическую решётку и остаётся единственным металлом с температурой плавления 3422 C, применяемым в виде тонкого листа толщиной от 0,02 до 0,5 мм.
Технические параметры
Фольга ВИ-20 поставляется в отожжённом или деформированном состоянии. Плотность материала — 19,25 г/см, что определяет высокую массу изделий даже при малой толщине. Предел прочности при растяжении отожжённой фольги — 550–700 МПа, относительное удлинение — 2–5 %. Твёрдость по Виккерсу — 350–450 HV. Температура начала рекристаллизации — 1200–1300 C. Модуль упругости — 410 ГПа. Коэффициент теплового расширения — 4,5 10 К. Теплопроводность — 173 Вт/(мК). Удельное электрическое сопротивление — 5,5 10 Омм.
| Параметр | Значение | Единица | Условия | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Толщина | 0,02–0,5 | мм | прокатка | ГОСТ 18318 |
| Плотность | 19,25 | г/см | 20 C | гидростатика |
| Предел прочности | 550–700 | МПа | отжиг | растяжение |
| Температура плавления | 3422 | C | вакуум | ДТА |
| Теплопроводность | 173 | Вт/(мК) | 20 C | стационарный |
| Ширина рулона | 50–300 | мм | поставка | измерение |
Химический состав марки ВИ-20
- Вольфрам (W) — основа, не менее 99,92 %
- Железо (Fe) — не более 0,015 %
- Молибден (Mo) — не более 0,010 %
- Кремний (Si) — не более 0,010 %
- Кислород (O) — не более 0,005 %
- Углерод (C) — не более 0,008 %
Области применения
Фольга ВИ-20 востребована в узлах, где требуется сочетание тугоплавкости и минимальной толщины. В электронно-лучевых и ионно-плазменных установках она служит материалом катодов и экранов, работающих при 1800–2200 C в вакууме 10–10 Па. В полупроводниковом производстве фольга применяется как испаритель в термических напылительных системах для осаждения металлических плёнок на кремниевые пластины. В аэрокосмической отрасли — для изготовления теплозащитных экранов сопловых блоков и камер сгорания жидкостных ракетных двигателей. В металлургии — как легирующая добавка при выплавке специальных сталей и жаропрочных сплавов в вакуумных индукционных печах.
- Катодные узлы электронно-лучевых пушек
- Испарители установок магнетронного напыления
- Теплозащитные экраны ракетных двигателей
- Нагреватели высокотемпературных вакуумных печей
- Мишеневые узлы ионно-плазменных систем
- Легирующие компоненты жаропрочных сплавов
Технология получения
Исходным сырьём служит вольфрамовый порошок, восстанавливаемый водородом при 700–900 C. Из порошка прессуют штабики, спекаемые при 2200–2400 C, затем подвергают дуговой или электронно-лучевой плавке для рафинирования. Полученные слитки прокатывают в горячем состоянии при 1400–1600 C, после чего выполняют многопроходную холодную прокатку с промежуточными отжигами в водородной среде. Фольга толщиной менее 0,1 мм требует до 20–30 проходов с рекристаллизационными отжигами при 1100–1300 C. Финальная операция — правка и резка на мерные полосы.
Вопросы и ответы
При какой температуре эксплуатируется фольга ВИ-20?
В вакууме или инертной среде — до 2500 C без потери механической целостности. На воздухе предельная рабочая температура ограничена 400–500 C из-за интенсивного окисления с образованием летучего триоксида вольфрама.
Чем марка ВИ-20 отличается от ВИ-1?
ВИ-20 содержит не менее 99,92 % вольфрама, тогда как ВИ-1 — не менее 99,95 %. Разница в допустимом содержании примесей определяет область применения: ВИ-1 используют в ответственных электронных приборах, ВИ-20 — в нагревателях, экранах и испарителях.
Как хранить вольфрамовую фольгу?
В сухом отапливаемом помещении при влажности не выше 60 % в упаковке, исключающей контакт с влагой и активными химическими средами. Фольга толщиной менее 0,05 мм требует хранения в инертной атмосфере или вакуумной упаковке.
Возможна ли механическая обработка фольги ВИ-20?
Резка выполняется лазером, электроэрозионным или абразивным методом. Механическая гибка при комнатной температуре ограничена из-за низкой пластичности; нагрев до 400–600 C повышает технологичность формообразования.
