Как испаряется вольфрам
Вольфрам — классический материал для высокотемпературных нагревателей, работающих в вакууме или инертной среде, потому что при нагреве в окислительной среде он окисляется. Из вольфрама удобно делать нити накаливания — проволоку, которую нагревают пропусканием тока. Почти век именно так человек освещал своё жильё и нагревал катоды электронно-вакуумных приборов, которые были когда-то основой радиотехники, а в некоторых её областях применяются и поныне. Казалось бы, про поведение вольфрама должно быть известно всё.
Тем не менее исследователи из «Лаборатории космического материаловедения — Калуга» (Курчатовский институт) решили присмотреться к поведению раскалённого вольфрама. Вольфрамовый нагреватель представлял собой две скрученные вольфрамовые проволоки марки ВА, диаметром 0,5 мм, намотанные в виде спирали на диэлектрические стержни. Он работал в аргоне при давлении 1,8•105 Па и температурах от 1200 до 1720 К с выдержкой полчаса при максимальной температуре. Авторы отмечают, что несмотря на низкую скорость испарения вольфрама при этих температурах заметны активные процессы его испарения и конденсации на поверхности проволоки. Из-за жёсткости материала, из которого скручивалась спираль, существовали зазоры между обращёнными внутрь скрутки поверхностями проволоки. На рисунке показаны микрокристаллы на внутренней поверхности одной из проволок скрутки, среди которых можно выделить формы куба и ромбододекаэдра, характерные для вольфрама. Наиболее интенсивное осаждение и кристаллизация происходили по кратчайшему пути между двумя поверх-ностями, чем объясняется образование гряды из микрокристаллов. Авторы обнаружили там также характерные для сплава ВА примеси алюминия (0,31%) и кислорода (0,49%), а также углерод (1,95%), попавший в вольфрам из смазки, которая применяется при волочении проволоки.
Супельняк С. И. и др. Сублимация вольфрама на спиральном нагревателе. Письма в ЖТФ, 2026, вып. 3, с. 29.
