Características do fio de tungstênio

Na forma de fio, o tungstênio mantém muitas de suas propriedades valiosas, incluindo seu alto ponto de fusão, baixo coeficiente de expansão térmica e baixa pressão de vapor em temperaturas elevadas. Como o fio de tungstênio também demonstra boa condutividade elétrica e térmica, ele é amplamente utilizado para iluminação de dispositivos eletrônicos e termopares.
Os diâmetros dos fios são geralmente expressos em milímetros ou mils (milésimos de polegada). No entanto, o diâmetro do fio de tungstênio é geralmente expresso em miligramas – 14,7 mg, 3,05 mg, 246,7 mg e assim por diante. Esta prática remonta à época em que, na falta de ferramentas para medir com precisão fios muito finos (0,001″ até 0,020″ de diâmetro), a convenção era medir o peso de 200 mm (cerca de 8″) de fio de tungstênio e calcular o diâmetro (D) do fio de tungstênio com base no peso por unidade de comprimento, usando a seguinte fórmula matemática:

D = 0,71746 x raiz quadrada (mg peso/200 mm comprimento)”

A tolerância de diâmetro padrão é de 1s a 3% da medição do peso, embora tolerâncias mais restritas estejam disponíveis, dependendo da aplicação do produto de arame. Este método de expressar o diâmetro também assume que o fio tem um diâmetro constante, sem variação significativa, estrangulamento ou outros efeitos cônicos em qualquer parte do diâmetro.
Para fios mais grossos (0,020″ a 0,250″ de diâmetro), utiliza-se a medida milímetro ou mil; as tolerâncias são expressas em porcentagem do diâmetro, com tolerância padrão de士1,5%
A maior parte do fio de tungstênio é dopada com vestígios de potássio, criando uma estrutura de grãos alongada e entrelaçada que exibe propriedades de não flacidez após a recristalização. Essa prática remonta ao uso principal do fio de tungstênio em lâmpadas incandescentes, quando temperaturas extremamente altas causariam flacidez do filamento e falha da lâmpada. A adição dos dopantes alumina, sílica e potássio na fase de mistura do pó alteraria as propriedades mecânicas do fio de tungstênio. No processo de estampagem e trefilação a quente do fio de tungstênio, a alumina e a sílica liberam gás e o potássio permanece, conferindo ao fio suas propriedades anti-queda e permitindo que as lâmpadas incandescentes operem sem formação de arco e falha de filamento
Embora o uso de fio de tungstênio hoje tenha se expandido além dos filamentos para lâmpadas incandescentes, o uso de dopantes na fabricação de fio de tungstênio continua. Processado para ter uma temperatura de recristalização mais alta do que quando em estado puro, o tungstênio dopado (assim como o fio de molibdênio) pode permanecer dúctil à temperatura ambiente e em temperaturas operacionais muito altas. A estrutura alongada e empilhada resultante também confere ao fio dopado propriedades como boa resistência à fluência, estabilidade dimensional e usinagem ligeiramente mais fácil do que o produto puro (não dopado).

O fio de tungstênio dopado é normalmente produzido em tamanhos de menos de 0,001 ″ a 0,025 ″ de diâmetro e ainda é usado para aplicações de filamento de lâmpada e filamento de fio, além de ser benéfico em forno, deposição e aplicações de alta temperatura. Além disso, algumas empresas (incluindo a Metal Cutting Corporation) oferecem fio de tungstênio puro e não dopado para aplicações onde a pureza é fundamental. Neste momento, o fio de tungstênio mais puro disponível é 99,99% puro, feito de pó 99,999% puro.

Ao contrário dos produtos de fio de metal ferroso - que podem ser encomendados em diferentes estados recozidos, desde condições totalmente duras até uma ampla gama de condições finais mais macias - o fio de tungstênio como elemento puro (e com exceção de uma escolha limitada de ligas) nunca pode ter tal gama de propriedades. No entanto, como os processos e equipamentos variam, as propriedades mecânicas do tungstênio devem variar entre os fabricantes, porque não há dois fabricantes que utilizem o mesmo tamanho de barra prensada, equipamento de estampagem específico e cronogramas de trefilação e recozimento. Portanto, seria uma coincidência extremamente feliz se o tungstênio fabricado por empresas diferentes tivesse propriedades mecânicas idênticas. Na verdade, eles podem variar em até 10%. Mas pedir a um fabricante de fio de tungstênio que varie seus próprios valores de tração em 50% é impossível.