Вольфрамовые пластины ГОСТ 25395-90: технические характеристики и применение
Вольфрамовые пластины по ГОСТ 25395-90 — это изделия из металлического вольфрама технической чистоты, изготовленные методами порошковой металлургии. Стандарт распространяется на пластины, получаемые спеканием и последующей механической обработкой, и устанавливает требования к химическому составу, размерам и физико-механическим свойствам. Основное применение — высокотемпературные узлы, где требуется сочетание тугоплавкости и низкого давления насыщенного пара.
Марки и химический состав
ГОСТ 25395-90 регламентирует пластины из вольфрама марок ВТ (технический) и ВЧ (чистый). Содержание основного элемента — не менее 99,90 % для ВТ и 99,95 % для ВЧ. Лимитируемые примеси: молибден, железо, никель, кремний, углерод, кислород. Суммарная массовая доля примесей не превышает 0,10 % для марки ВТ.
- ВТ — технический вольфрам, сумма примесей 0,10 %
- ВЧ — вольфрам повышенной чистоты, сумма примесей 0,05 %
- Mo — не более 0,05 % (ВТ), не более 0,03 % (ВЧ)
- Fe — не более 0,03 %
- O — не более 0,005 %
Физико-механические свойства
Плотность спечённого вольфрама составляет 19,1–19,3 г/см. Температура плавления — 3410 C. Твёрдость по Виккерсу для пластин в состоянии поставки — 350–450 HV. Предел прочности при растяжении при 20 C — 550–750 МПа; при 1000 C снижается до 180–250 МПа. Модуль упругости — 390–410 ГПа. Коэффициент теплового расширения в диапазоне 20–1000 C — 4,5 10 К.
| Параметр | Марка ВТ | Марка ВЧ | Условия измерения | Единица |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | 19,1–19,3 | 19,2–19,4 | 20 C | г/см |
| Твёрдость HV | 350–450 | 380–480 | нагрузка 10 кгс | HV |
| Предел прочности | 550–700 | 600–750 | 20 C, растяжение | МПа |
| Теплопроводность | 163–173 | 165–175 | 20 C | Вт/(мК) |
| Температура плавления | 3410 | 3410 | — | C |
Сортамент и допуски
Стандарт устанавливает толщину пластин от 0,5 до 20 мм, ширину от 50 до 300 мм, длину от 100 до 600 мм. Предельные отклонения по толщине — 0,1 мм для пластин до 5 мм и 0,5 мм для пластин свыше 10 мм. Плоскостность — не более 0,5 мм на 100 мм длины. Кромки обрабатываются механически, допускается скругление радиусом 0,5–1,0 мм.
Области применения
Вольфрамовые пластины ГОСТ 25395-90 применяются в качестве мишеней для магнетронного распыления в установках ионно-плазменного напыления, экранов и теплозащитных элементов в вакуумных печах сопротивления, электродов для контактной сварки, а также в качестве подложек в электронно-лучевых испарителях. В атомной энергетике используются как конструкционные элементы в зонах с высокой радиационной нагрузкой.
- Мишени магнетронных распылительных систем
- Тепловые экраны вакуумных печей (до 2500 C)
- Электроды контактной сварки
- Подложки электронно-лучевых испарителей
- Элементы рентгеновских трубок
Условия эксплуатации
Рабочий диапазон температур — от –50 C до 2500 C в вакууме или инертной среде. При нагреве выше 400 C на воздухе вольфрам интенсивно окисляется с образованием летучего триоксида WO, поэтому эксплуатация допускается только в защитной атмосфере аргона, азота или водорода. Скорость испарения при 2000 C в вакууме — не более 10 г/(смс).
Вопросы и ответы
Какие марки вольфрама предусмотрены ГОСТ 25395-90?
Стандарт устанавливает две марки: ВТ (технический вольфрам с суммой примесей не более 0,10 %) и ВЧ (повышенной чистоты, сумма примесей не более 0,05 %).
Какова максимальная рабочая температура вольфрамовых пластин?
В вакууме или инертной среде — до 2500 C. На воздухе эксплуатация ограничена 400 C из-за интенсивного окисления с образованием летучего WO.
Какая толщина пластин поставляется по ГОСТ 25395-90?
Диапазон толщин — от 0,5 до 20 мм. Предельные отклонения: 0,1 мм для тонких пластин и 0,5 мм для пластин свыше 10 мм.
Применяются ли вольфрамовые пластины в микроэлектронике?
Да, они используются как мишени для магнетронного распыления при нанесении барьерных слоёв и плёнок в производстве интегральных схем.
