Фольга W-La20 в Минске

Фольга W-La20: лантансодержащая вольфрамовая фольга для высокотемпературных узлов

Фольга W-La20 — тонколистовой прокат из лантансодержащего вольфрама, легированного оксидом лантана LaO в количестве около 2 % по массе. В отличие от чистого вольфрама марки ВЧ, дисперсное упрочнение оксидом лантана подавляет рост зерна при рекристаллизации и сохраняет пластичность после высокотемпературных отжигов. Именно это свойство определяет применение фольги W-La20 в узлах, где требуется сочетание температуры эксплуатации выше 1600 C, стойкости к термической усталости и способности к формообразованию без хрупкого разрушения.

Материал выпускается в виде холоднокатаного листа толщиной от 0,05 до 0,5 мм и поставляется в отожжённом или деформированном состоянии. Содержание LaO регламентируется на уровне 1,5–2,5 %, плотность составляет 19,1–19,3 г/см, температура рекристаллизации смещается к 1500–1600 C против 1200–1300 C у нелегированного вольфрама. Предел прочности при 20 C — 700–900 МПа, относительное удлинение — 5–15 % в зависимости от степени деформации и режима отжига.

Технические характеристики

Структурные особенности и поведение при нагреве

Легирование оксидом лантана формирует в матрице вольфрама наноразмерные частицы LaO, которые закрепляют границы зёрен и тормозят их миграцию. В результате фольга W-La20 после отжига при 1800–2000 C сохраняет мелкозернистую структуру с размером зерна 5–20 мкм, тогда как нелегированный вольфрам в тех же условиях даёт столбчатую крупнозернистую структуру с потерей пластичности. Это позволяет изготавливать из фольги W-La20 элементы, работающие в циклическом режиме нагрев–охлаждение без образования трещин.

При температурах выше 2000 C в вакууме или защитной атмосфере наблюдается испарение оксида с поверхности, поэтому ресурс изделия лимитируется не только механическими нагрузками, но и средой эксплуатации. В водороде и инертных газах фольга сохраняет свойства до 2200 C кратковременно.

Области применения

• Экраны и теплозащитные элементы вакуумных печей сопротивления с рабочими температурами 1600–2000 C.
• Катодные узлы и подогреватели электронно-лучевых установок и ионных источников.
• Тигли и вставки для испарения металлов в установках магнетронного и термического напыления.
• Компоненты рентгеновских трубок: мишени, коллиматоры, диафрагмы.
• Токовводы и токоподводящие элементы в высокотемпературных вакуумных системах.
• Оснастка для горячего прессования и спекания тугоплавких порошков.

Технология обработки

Фольга W-La20 поддаётся резке лазером, электроэрозионной и плазменной обработке. Гибка и штамповка выполняются при температуре 300–600 C для снижения риска хрупкого разрушения. Сварка осуществляется электронно-лучевым или лазерным методом в вакууме; дуговая сварка в защитных газах применяется ограниченно из-за склонности к образованию пор. Соединение с другими металлами выполняется пайкой припоями на основе меди или серебра с предварительным никелированием.

Вопросы и ответы