Herstellung von Wolframdraht

Bei der Herstellung von Wolframfilamenten wird hauptsächlich Ammoniumparawolframat (APT) als Rohstoff verwendet. Der allgemeine Prozess umfasst das Kalzinieren von APT an Luft bei etwa 500 Grad, um Wolframtrioxid herzustellen, oder das leichte Reduzieren in Wasserstoff bei etwa 450 Grad, um blaues Wolframoxid zu erzeugen. Wolframfäden für Glühlampen erfordern die Zugabe kleiner Mengen Kaliumoxid, Siliziumdioxid und Aluminiumoxid zum Wolframtrioxid oder blauen Wolframoxid; die Gesamtmenge dieser drei sollte 1 % nicht überschreiten.

Anschließend wird das dotierte Wolframoxid mit Wasserstoff zu metallischem Wolframpulver reduziert. Der Reduktionsprozess umfasst im Allgemeinen zwei Schritte: erstens die Reduktion zu Wolframdioxid (braunes Wolframoxid) bei etwa 630 Grad und zweitens die Reduktion zu metallischem Wolframpulver bei etwa 820 Grad. Der Zweck dieser beiden Reduktionsschritte besteht darin, sicherzustellen, dass das hinzugefügte Kalium vollständig genutzt wird, und die Pulverpartikelgröße zu kontrollieren. Das resultierende dotierte Wolframpulver wird dann in einer speziell entwickelten Form zu langen, dünnen rechteckigen Streifen gepresst. Ein Wolframstab wird gesintert, indem ein elektrischer Strom durch Wasserstoffgas geleitet und durch Eigenwiderstand erhitzt wird (wodurch Temperaturen von etwa 3000 Grad erreicht werden). Nach dem Sintern kann die Dichte des Wolframbarrens über 85 % des theoretischen Wertes erreichen. Dieser Wolframbarren kann dann im Rotationsschmiedeverfahren zu Wolframstäben mit einem Durchmesser von ca. 3 mm geschmiedet und im Gesenkziehverfahren zu Wolframdrähten unterschiedlicher Dicke weiterverarbeitet werden.

Wenn der Durchmesser des Wolframdrahts den Mikrometerbereich erreicht, ist es schwierig, seinen Durchmesser mit herkömmlichen Messschiebern genau zu messen. Daher wird die Dicke von Wolframdrähten mit einem Durchmesser von weniger als 0,2 mm international üblicherweise durch das Gewicht eines 200 mm langen Drahtabschnitts ausgedrückt.