텅스텐은 뛰어난 열 특성으로 인해 발열체, 특히 고온 응용 분야에 사용됩니다.
텅스텐의 녹는점은 3422°C로 모든 순수 금속 중 가장 높습니다.
따라서 최대 2800°C의 온도에서 작동할 수 있어 특수 열처리 공정 및 진공 금속화에 이상적입니다.
알아야 할 5가지 주요 사실
1. 발열체에서의 사용
텅스텐 발열체는 경화 및 브레이징과 같은 일반적인 열처리 공정뿐만 아니라 고온의 특수 공정을 포함한 다양한 응용 분야에서 활용됩니다.
텅스텐의 높은 융점과 우수한 기계적 및 열적 안정성은 다른 재료가 실패할 수 있는 극한 조건에서 사용하기에 적합합니다.
예를 들어 텅스텐 와이어로 만든 텅스텐 히터는 알루미늄 도금, 크롬 도금, 거울 및 장식용 제품 제작을 위한 진공 금속화에 사용됩니다.
2. 작동 조건
텅스텐 발열체는 산화와 취화를 방지하기 위해 특정 조건에서 작동해야 합니다.
산소에 민감하므로 고온에서 공기에 노출되지 않아야 합니다.
텅스텐은 약 500°C에서 시작하여 1200°C 이상에서 급속히 공기 중에서 산화됩니다.
따라서 일반적으로 진공 또는 제어된 분위기에서 사용됩니다.
10-2 토르 미만의 압력에서 텅스텐은 최대 2000°C까지 사용할 수 있으며, 10-4 토르 미만에서는 약 2400°C까지 증발에 견딜 수 있습니다.
3. 설계 및 제어
텅스텐 발열체의 성능과 수명을 최적화하기 위해 램핑 온도 제어 시스템으로 설계되는 경우가 많습니다.
이 시스템은 저온 시동 조건에서 적용되는 전력을 제한하여 과열과 그에 따른 재료의 취화를 방지합니다.
4. 다른 소재와의 비교
몰리브덴, 탄탈륨, 흑연과 같은 다른 소재도 발열체에 사용되지만 텅스텐은 녹는점이 높고 극한 온도에서 우수한 성능을 발휘하기 때문에 두드러집니다.
하지만 텅스텐은 녹는점이 높고 특정 작동 조건이 필요하기 때문에 작업의 복잡성으로 인해 증기압, 산화 속도 및 사용 온도가 개선된 백금-로듐 합금과 같은 다른 재료에 비해 표준이 낮습니다.
5. 요약
요약하면, 텅스텐은 고온 응용 분야의 발열체에 중요한 소재이며, 고유한 특성을 활용하여 다른 소재가 견딜 수 없는 작동 온도와 조건을 달성합니다.
텅스텐은 산화와 취성에 대한 민감성을 관리하기 위해 신중한 설계와 제어 시스템을 통해 사용이 최적화됩니다.
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