Нагретый вольфрам
Cтраница 1
Нагретый вольфрам энергично соединяется с кислородом и быстро сгорает. Поэтому вольфрамовый электрод нельзя применять для сварки на воздухе; он применим только в защитных газах, не содержащих кислорода и непрерывно вдуваемых в дугу, - это инертные газы аргон или гелий, или же водород, иногда смеси этих газов. Дуга постоянного тока в аргоне при прямой полярности ( минус на вольфрамовом электроде) легко зажигается, горит спокойно и устойчиво; напряжение дуги ниже, чем в воздухе; при этом электрод нагревается мало. Обычное напряжение дуги ( 10 - 15 в) поднимается до 25 - 30 в лишь при больших токах. [1]
Предпочтительно предварительно обрабатывать нагретый вольфрам в токе водорода. [2]
Гексабромид вольфрама WBre получается действием сухих паров брома на предварительно нагретый вольфрам в атмосфере азота. Твердое, черно-синее, игольчатое вещество, при нагревании сублимирует. Легко разлагаются на воздухе и гидролизуются. Пентабромид получается также действием брома на вольфрам в присутствии восстановителя. [3]
Кислород соединяется с вольфрамом, образуя окисел, который немедленно испаряется и конденсируется на стеклянной стенке, в то время как водород на нагретом вольфраме превращается в атомарный водород. Атомарный водород затем восстанавливает на стекле окисел вольфрама в металлический вольфрам и рекомбинирует с кислородом, приводя к образованию водяного пара, который может вернуться к вольфрамовой нити для повторения цикла. Таким способом на стенках оболочки может быть образован осадок вольфрама, несмотря на то что температура вольфрама намного ниже той, которая нужна для образования осадка при обычном испарении. [4]
После такой обработки основная часть оставшегося в стеклянной оболочке лампы газа будет появляться из молибденовых или никелевых вводов, которые остаются при более низкой температуре, или из стекла. Нагретый вольфрам выделяет следующие газы ( в порядке их концентрации): азот, окись углерода и водород. Присутствие их в твердом растворе всегда увеличивает электрическое сопротивление металла. Если после отпайки лампы имеет место чрезмерная дегазация вольфрама, обычно наблюдается гистерезис соотношения сопротивление / температура. Этот гистерезис происходит следующим образом. При высоких температурах газ выделяется из глубины металла диффузией к поверхности и испарением. При охлаждении тот же газ, если он не был удален откачкой или абсорбирован в другом месте, конденсируется на поверхности вольфрама и начинает диффундировать обратно в металл, увеличивая тем самым его сопротивление. Скорость, с которой происходят все эти процессы, является экспоненциальной функцией температуры. Для ламп, используемых в области до 1800 С, дрейф сопротивления при охлаждении, скажем до 1200 С, может происходить в пределах нескольких дней как результат недостаточной дегазации в начальной стадии или последующей течи. [5]
 |
Схема процесса сварки неплавящимся электродом. [6] |
Сварку неплавящимся электродом выполняют на постоянном или переменном токе. Особенности горения дуги переменного тока обусловлены различными физическими свойствами электрода и изделия. В полупериоде, когда катодом является нагретый вольфрам, дуга вследствие значительной термоионной эмиссии возбуждается при низком напряжении. В следующий полупериод, когда катодом является холодный металл ( например, алюминий А1) с ничтожной термоионной эмиссией, возбуждение дуги требует значительного пика напряжения. В результате кривая напряжения имеет несимметричную форму, что, в свою очередь, приводит к появлению в сварочной цепи постоянной составляющей тока. [7]
У многих перегоревших ламп - и радиоламп, и обычных осветительных - внутри на стекле появляется темный налет. Смысл этого термина объяснить несложно: как бы тщательно мы ни откачивали воздух из ламп, некоторое количество водяных паров всегда остается; при высокой температуре вода диссоциирует на водород и кислород; последний взаимодействует с нагретым вольфрамом; окись вольфрама испаряется, а присутствующий там же водород ее восстанавливает. В результате мельчайшие частицы вольфрама перелетают с нити накаливания на стекло, образуя темное пятно, а сама нить становится тоньше и в конце концов обрывается. Лампа выходит из строя. [8]
У многих перегоревших ламп - и радиоламп, и обычных осветительных - внутри на стекле появляется темный налет. Смысл этого термина объяснить несложно: как бы тщательно мы ни откачивали воздух из ламп, некоторое количество водяных паров всегда остается; при высокой температуре вода диссоциирует на водород и кислород; последний взаимодействует с нагретым вольфрамом; окись вольфрама испаряется, а присутствующий там же водород ее восстанавливает. В результате мельчайшие частицы вольфрама перелетают с нити накаливания на стекло, образуя темное пятно, а сама нить становится тоньше и в конце концов обрывается. [9]
Исследуя адсорбцию водорода, кислорода, водяного пара и цезия на вольфраме, Лэнгмюр установил, что адсорбция протекает с такими же большими энергиями, жак и типичные химические реакции. Он показал, что при ударе молекул водорода о горячую поверхность вольфрама часть этих молекул диссоциирует и выделяется в виде атомарного водорода. Степень этой диссоциации растет с температурой. Когда молекулы воды ударяются о нагретый вольфрам, они диссоциируют; некоторая часть продуктов удаляется в виде WO3 и Н; десорбция Н2 и О2 не была обнаружена. Образующаяся трехокись вольфрама осаждается на стеклянных стенках и в дальнейшем частично восстанавливается при комнатной температуре атомарным водородом и выделяется вода. При соприкосновении пара цезия с достаточно горячей поверхностью вольфрама каждый атом цезия ионизируется и десорбируется в виде иона. [10]
Они особенно ясно демонстрируют наличие у ребер граней необычных адсорбционных свойств. Весьма возможно, что эти ребра являются теми каталитически активными центрами, о которых упоминает в своей работе Тэй-лор [8], являющийся особенно активным сторонником положения об активных центрах. Эти ребра можно легко сделать неактивными с помощью не больших количеств ядов, которые на них сильно адсорбируются. Выявление граней ( 334) на нагретом вольфраме в результате адсорбции углерода является типичным случаем изменения типа граней адсорбента, выходящих на поверхность, под влиянием адсорбата. [11]
Страницы: 1