Полоса вольфрамовая W-Ce20 в Минске

Вольфрамовая полоса W-Ce20: легированный церием прокат для высокотемпературных узлов

Полоса вольфрамовая W-Ce20 — это горячекатаный или холоднокатаный прокат из вольфрама, легированного оксидом церия (CeO) в количестве 1,8–2,2 % по массе. Введение CeO/CeO формирует дисперсную вторую фазу, которая тормозит рост зерна при рекристаллизации и повышает эмиссионную способность поверхности. В отличие от чистого вольфрама W, материал W-Ce20 сохраняет работоспособность при циклическом нагреве до 2000 C в вакууме и защитных средах, демонстрируя более низкую температуру начала эмиссии электронов.

Технические характеристики и сортамент

Полоса W-Ce20 поставляется в отожжённом или деформированном состоянии с нормируемыми отклонениями по толщине и ширине. Типичные параметры проката:

• Толщина — 0,1–6,0 мм; ширина — 10–200 мм; длина — до 1000 мм.
• Плотность — 19,1–19,3 г/см (ниже плотности чистого W за счёт легирования).
• Температура рекристаллизации — 1400–1600 C (выше, чем у нелегированного вольфрама).
• Работа выхода электронов — 2,7–3,0 эВ (снижена относительно 4,5 эВ у чистого W).
• Предел прочности при 20 C — 600–900 МПа в зависимости от степени деформации.
• Относительное удлинение — 2–8 % для отожжённого состояния.

Структура и физико-механические свойства

Оксид церия распределяется по границам зёрен вольфрамовой матрицы, образуя стабильные включения размером 0,5–3 мкм. Такая морфология обеспечивает сопротивление высокотемпературному ползучести и замедляет собирательную рекристаллизацию. Полоса W-Ce20 сохраняет форму при термоциклировании в водороде и инертных газах, тогда как чистый вольфрам склонен к провисанию при температурах выше 1600 C.

Области применения

Полоса W-Ce20 востребована в узлах, где требуется сочетание тугоплавкости и стабильной эмиссии:

• Катоды и эмиттеры в электронно-лучевых пушках установок электронно-лучевой сварки и напыления.
• Экраны и теплозащитные элементы в вакуумных печах сопротивления и индукционных печах.
• Электроды для дуговой сварки в среде аргона при изготовлении титановых и молибденовых конструкций.
• Токоподводы и держатели в установках ионной имплантации и плазменных реакторах.
• Мишени и испарители в магнетронных системах нанесения тугоплавких покрытий.

Технологические особенности обработки

Полоса W-Ce20 обрабатывается шлифованием, электроэрозионной резкой и лазерной резкой. Механическая обработка резанием затруднена из-за высокой твёрдости (HV 350–450). Сварка возможна только в среде аргона или гелия с предварительным подогревом до 800–1000 C. Отжиг проводится в вакууме или водороде при 1200–1400 C для снятия напряжений без потери дисперсного упрочнения.

Вопросы и ответы