Фольга W-La10: лантансодержащая вольфрамовая фольга
Фольга W-La10 — тонколистовой прокат из вольфрама, легированного оксидом лантана (LaO) в количестве около 1 % по массе. Введение лантана переводит материал из класса чистого вольфрама в группу дисперсно-упрочнённых тугоплавких металлов: оксидные частицы тормозят рекристаллизацию и сохраняют мелкозернистую структуру при высокотемпературных нагревах. Именно это отличает W-La10 от фольги из технического вольфрама марок ВЧ, ВТ и определяет её применение в узлах, работающих в условиях длительной термической нагрузки.
Технические характеристики
Материал сохраняет работоспособность в вакууме и инертных средах при температурах до 2000 C и выше. Ключевое преимущество перед нелегированным вольфрамом — устойчивость к росту зерна: после отжига при 1600–1800 C структура остаётся равноосной, тогда как чистый вольфрам интенсивно рекристаллизуется. Лантан также снижает температуру перехода в хрупкое состояние и повышает стойкость к термоциклированию.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Условия | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Толщина | 0,05–0,5 мм | микрометрия | 20 C | по согласованию |
| Содержание LaO | 0,8–1,2 % | химический анализ | партия | основной легирующий компонент |
| Плотность | 19,1–19,3 г/см | гидростатика | 20 C | ниже чистого W |
| Предел прочности | 600–900 МПа | растяжение | 20 C | зависит от степени деформации |
| Рабочая температура | до 2000 C | испытания в вакууме | вакуум 10 Па | без активного окисления |
| Ширина полосы | 50–300 мм | линейный замер | 20 C | рулон или мерный отрез |
Технология получения
Фольгу W-La10 изготавливают методом порошковой металлургии: шихту на основе вольфрамового порошка с добавкой лантана прессуют, спекают и подвергают многопроходной горячей и холодной прокатке с промежуточными отжигами. Дисперсные частицы LaO распределяются по телу зерна и по границам, формируя барьер для миграции дислокаций. Готовый прокат поставляется в отожжённом или деформированном состоянии — выбор режима определяет сочетание прочности и пластичности.
Области применения
- Эмиттеры и катоды электронно-лучевых пушек установок электронно-лучевой сварки и напыления.
- Экраны и теплозащитные элементы вакуумных печей сопротивления и индукционных печей.
- Детали ионных источников и ускорителей, работающие в условиях бомбардировки ионами.
- Токовводы и нагреватели высокотемпературных вакуумных установок.
- Мишени и подложки в процессах магнетронного распыления.
- Компоненты рентгеновских трубок и газоразрядных приборов.
Обработка и сборка
Резку фольги выполняют лазером, электроэрозионным или химическим травлением; механическая резка кромки требует подогрева из-за склонности вольфрама к хрупкому разрушению при комнатной температуре. Соединение с другими деталями ведут диффузионной сваркой в вакууме или пайкой тугоплавкими припоями. Перед установкой в вакуумную систему поверхность обезжиривают и отжигают для удаления адсорбированных газов и оксидных плёнок.
Вопросы и ответы
Чем фольга W-La10 отличается от фольги из чистого вольфрама?
Дисперсные частицы LaO подавляют рекристаллизацию, поэтому W-La10 сохраняет мелкозернистую структуру и механические свойства после длительных нагревов до 1800–2000 C, тогда как чистый вольфрам теряет прочность и охрупчивается.
В каких средах допустима эксплуатация фольги W-La10?
Материал работоспособен в вакууме, аргоне, гелии и водороде. В присутствии кислорода при температурах выше 400 C начинается интенсивное окисление, поэтому в воздушной среде изделие применяют только с защитными покрытиями или при ограниченном нагреве.
Какой минимальной толщины поставляется фольга W-La10?
Стандартный сортамент начинается от 0,05 мм. Более тонкие образцы (до 0,02 мм) изготавливают по отдельному заказу, поскольку дальнейшее утонение повышает риск разрывов при прокатке и требует специальной оснастки.
Как хранить и транспортировать фольгу W-La10?
Рулоны и отрезки хранят в сухих помещениях при относительной влажности не выше 60 %, в герметичной упаковке с влагопоглотителем. Фольгу оберегают от изгибов и ударов: вольфрам при комнатной температуре хрупок, и механические повреждения кромки снижают выход годного при раскрое.
