Тугоплавкие металлы

К тугоплавким проводникам относят металлы с температурой плавления больше 1700 ^ОС. Как правило, они являются химически устойчивыми при низких температурах, но при повышенных температурах активно взаимодействуют с атмосферой. Поэтому эксплуатация их при высоких температурах возможна только в атмосфере инертных газов, или в вакууме. Механическая обработка тугоплавких металлов затруднительна вследствие их повышенной твердости и хрупкости. Параметры основных тугоплавких металлов приведены в таблице 4.7. Вольфрам – светло-серый материал, обладающий наиболее высокой температурой плавления и очень большой плотностью. Для него характерна слабая механическая связь кристаллов, поэтому вольфрамовые изделия с мелкозернистой структурой очень хрупкие. В результате механической обработки ковкой и волочением вольфрам приобретает волокнистую структуру, что обеспечивает механическую прочность и гибкость тонких вольфрамовых нитей, диаметр которых может быть менее 10 мкм. Вольфрам обладает наименьшим значением ТКl среди всех чистых металлов, применяемых в вакуумной технике.

Вольфрам является одним из важнейших материалов электровакуумной техники, т.к. он имеет достаточно высокую плотность тока эмиссии. Из него изготовляют нити накала осветительных ламп, катодов прямого и косвенного накала мощных генераторных ламп, высоковольтных выпрямителей, рентгеновских трубок. Его применяют также для изготовления разрывных контактов реле, пускателей прерывателей. В микроэлектронике вольфрам применяют для изготовления испарителей для нанесения в вакууме тонких пленок различных материалов.

Молибден – тугоплавкий материал, близкий к вольфраму по свойствам, хотя почти в 2 раза легче последнего. Его используют в электровакуумной технике при менее высоких температурах, чем вольфрам. В паре с вольфрамом молибден используют для изготовления термопар, для измерения температур до 2000 ⁰С в инертных средах, вакууме.

Тантал широко применяется в электровакуумной технике при менее высоких температурах, чем вольфрам, характеризуется высокой пластичностью даже при комнатной температуре. Например, прокатыванием получают танталовую фольгу для электролитических конденсаторов толщиной в несколько мкм. К преимуществам тантала относят не только возможность его использования в качестве электровакуумного конструкционного материала, выдерживающего температуры до 1200 ⁰С, но и его способность поглощать остаточные газы в электровакуумном приборе. Тантал широко применяют в производстве пленочных резисторов, электролитических конденсаторов, а также в качестве различных нагревателей и испарителей, используемых при нанесении тонких пленок. Тантал, как и близкий к нему по свойствам ниобий, используют в качестве сверхпроводников.

Титан применяют в электровакуумной технике благодаря хорошим механическим свойствам и высокой газопоглощающей способности.