Production de fil de tungstène

La production de filaments de tungstène utilise principalement le paratungstate d'ammonium (APT) comme matière première. Le processus général consiste à calciner l'APT dans l'air à environ 500 degrés pour produire du trioxyde de tungstène, ou à le réduire légèrement dans l'hydrogène à environ 450 degrés pour produire de l'oxyde de tungstène bleu. Les filaments de tungstène pour lampes à incandescence nécessitent l'ajout de petites quantités d'oxyde de potassium, de dioxyde de silicium et d'oxyde d'aluminium au trioxyde de tungstène ou à l'oxyde de tungstène bleu ; le montant total de ces trois éléments ne doit pas dépasser 1 %.

L'oxyde de tungstène dopé est ensuite réduit en poudre de tungstène métallique à l'aide d'hydrogène. Le processus de réduction comporte généralement deux étapes : premièrement, réduction en dioxyde de tungstène (oxyde de tungstène brun) à environ 630 degrés, et deuxièmement, réduction en poudre de tungstène métallique à environ 820 degrés. Le but de ces deux étapes de réduction est de garantir que le potassium ajouté est pleinement utilisé et de contrôler la taille des particules de poudre. La poudre de tungstène dopée obtenue est ensuite pressée en longues et fines bandes rectangulaires dans un moule spécialement conçu. Une barre de tungstène est frittée en faisant passer un courant électrique à travers de l'hydrogène gazeux et en la chauffant à l'aide d'une auto-résistance (atteignant des températures d'environ 3 000 degrés). Après frittage, la densité de la barre de tungstène peut atteindre plus de 85 % de la valeur théorique. Cette barre de tungstène peut ensuite être forgée en tiges de tungstène d'un diamètre d'environ 3 mm à l'aide d'une méthode de forgeage rotatif, puis transformée en fils de tungstène de différentes épaisseurs à l'aide d'une méthode d'étirage-.

Lorsque le diamètre du fil de tungstène atteint le niveau micrométrique, il est difficile de mesurer avec précision son diamètre à l'aide d'un pied à coulisse conventionnel. Par conséquent, au niveau international, l’épaisseur des fils de tungstène d’un diamètre inférieur à 0,2 mm est généralement exprimée par le poids d’une section de fil de 200 mm de long.