耐震钨丝的发展趋势

中国的钨丝加工业自50年代由原上海灯泡厂从制粉开始成功地产出中国第一根钨丝以来，经历了近50年的建设，其间有原苏联援建设备和技术、有从日本引进设备与技术、有从欧美引进设备和技术等不同阶段以及不同企业的发展时期，在钨丝的制造技术上日臻完善，规模上日益扩大，到了2001年产销各类粗钨丝近1000t,细钨丝100亿m,满足了国内各种电光源对钨丝的质量要求和数量需求，有效地促进了中国电光源工业的蓬勃发展。约占国内总量1/4的钨丝出口到全球各地，展现了中国钨丝性能与价格比优越的魅力。相信在21世纪，中国的钨丝加工业，倚靠中国的资源优势和己经掌握的成熟技术，必将在全球显示强劲的竞争实力。

随着汽车工业、电子工业、宇航科技与国防科技的发展，对照明材料将提出更高的要求，新一代照明光源如发光二极竹、无极灯等，具备了高抗震、长寿命的显著优点，这些光源在尖端科技产品的应用越来越广泛，耐震灯泡在这方面所起的作用将逐步削减。由于WAl牌号钨丝的通用性强，具有广阔的市场，随着科技的进步和新技术新工艺的应用，钨丝的性能在不断改良，钨丝的耐震特性也能够得以改善，应用在国防科技、宇航科技等重要领域的可靠性将进一步提高。

车船照明用钨丝灯泡

生产车船照明灯泡是耐震钨丝的主要用途。根据中国照明电器协会统计的数字表明，2001年中国生产汽车灯、摩托车灯的企业33家，灯泡总量约6.5亿只，其中，汽车前照灯1亿只，汽车中尾灯4亿只。国产车灯除了满足国内的汽车生产企业配套及市场维修外，还大量出日欧、美洲及亚太地区。产品质量基本接近或达到世界先进国家同类产品的质量水平，中国己基本实现了汽车、摩托车照明灯泡配套的国产化。

日前全国汽车、摩托车灯泡市场的总容量约6亿只水平，对钨丝的总需求量约2亿米，折合钨丝总重量约60t,贸易总额约3000万元人民币。预计到2005年达到8亿只，年均增长10%左右。灯泡生产企业选择掺杂Si,AI, K元素的WAl牌号的耐震钨丝可以根据灯的种类、灯丝制造工艺的不同选择白钨丝或黑钨丝，还可以细分有矫直型和普通型。

耐震钨丝的特性及其分类

根据国外资料和国内应用研究的结果表明，所有耐震钨丝均以掺杂钨为基础，再添加微量的Co或少量的Re等元素，以获得更好的高温延性，增强钨丝的耐震性能。实质上都属于以掺杂Si、Al、K元素的WAl牌号钨丝为基体，耐震钨丝必须具备的特点是:钨丝的高温抗下垂性能好，再结品温度高，经过高温处理后，能够形成细长晶型结构的再结晶组织，且各晶界之间呈楔形或燕尾状搭接，晶粒的长宽比值大于10等特征。

可分为三类:一是纯粹掺杂Si、Al、K元素的钨丝，该钨丝组织结构好，高温下垂性值小，达到或超过GB/T4181-1997钨丝标准之WAL-1牌号的钨丝。这类钨丝是最常用的钨丝，目前国内外生产的普通照明灯和特种照明月(包括汽车灯、摩托车灯、飞机着陆灯等车船照明灯所采用的钨丝均属此类；

二是掺杂Si、Al、K元素基础上再添加微量的Co和REO，由于是微量添加，对钨丝的化学组成并无明显改变，而耐高温抗下垂性能却有所改良，仍然归类为WAL牌号的掺杂钨丝，由于应用面窄，用户必须因需而定制，一般应用在可靠性要求更高的灯种上；

三是掺杂Si、Al、K元素基础上再添加少量的Re元素而形成的钨铼合金丝等。含铼量低的钨铼合金丝具有好的组织结构、高的再结晶温度、高的电阻率、高的塑性和延伸率等优异特性。含铼低的钨铼合金丝(如W-3Re)除用于制造高品质的抗震灯丝外，还用于电子管和显象管热丝，提高了抗震性和可靠性。

耐震钨丝的定义

在电光源用钨丝家族中，用于交通工具如机动车辆、飞机、船舶等照明灯泡及其它指示灯泡的耐震钨丝数量相对较少，约占5%，具备耐震性能的钨丝虽然有销售，但长期以来难以发展为具有影响力的产销规模，因此，国内的钨钼材料企业没做大规模的宣传。

耐震钨丝是根据钨丝应用在电光源中所具有的常温及高温耐震特性而命名，是指作为光源或电器元件的钨丝在高温和常温状态下具有耐震动、抗变形和维持一定寿命为特性的钨丝。由于选择钨丝的不同特性具有不同的用途，因此目前国内对耐震钨丝技术标准的界定尚无明确定论。我们暂且把应用在车辆、飞机、坦克、轮船、舰艇、航天器等移动物体照明灯泡或指示灯泡中的钨丝定性为耐震钨丝。

钨丝/铜复合材料力学性能的研究

实验方法：实验选用纯度大于99.9%的纯铜作为复合材料的基体合金，采用直径为0.3mm的钨丝，将其拉直，切成60 mm长。分别将纯铜和钨丝在丙酮中进行超声波清洗，去除表层污垢，然后在盐酸溶液中浸泡去除表层氧化物。采用石英竹渗流水淬法制备的复合材料试样为圆柱形，其直径和长度分别为6mm和60mm。对于连续纤维增强金属基复合材料，体积分数过低时纤维不能均匀分布而导致增强效应低，而体积分数过高时纤维与基体的结合界面强度降低又会导致增强效应降低。研究表明纤维的体积分数在50%~60%之间时复合材料具有很好的力学性能，考虑到钨丝尽可能地均匀分布，这单选择钨丝的体积分数为60%。


采用石英管渗流水淬法制备了钨丝/铜复合材料，测试并分析了其力学性能结果表明：

(1)体积分数为60%的钨丝/铜复合材料具有1185MPa的拉伸强度和1340MPa的压缩强度，压缩时的塑性应变达到6.4%。

(2)水淬法制备的钨丝/铜复合材料存在较大的残余热应力，材料的拉伸性能降低，不符合复合材料的混合律而存在一定的拉压不对称性。

钨丝/铜复合材料介绍

钨与铜的复合材料主要有2种形式，一是钨/铜复合材料，即在钨骨架中渗铜获得，主要用作电极、开关等一种是钨丝/铜复合材料，即在钨丝束中渗铜获得常被用作分析金属基复合材料性能的模型材料，作为高强度、高热传导性复合材料用于高温、高热流领域。

钨丝/铜复合材料高于钨/铜复合材料的强度和热传导性，钨丝与铜成本低、易于获得，且不能相互溶解，在世纪60年代到80年代得到广泛的研究。研究涉及钨丝/铜复合材料的应力应变行为；钨丝的体积分数对钨丝/铜复合材料的强度、模量和传导率的影响；高温下钨丝/铜复合材料的断裂、蠕变和碰撞行为。这些研究奠定了纤维增强复合材料的基本理论，形成了可以预测复合材料性能的混合律准则，使用此准则可以设计出所需结构和性能的复合材料。

上述研究主要是采用液态熔体浸渗法来制备钨丝/铜复合材料。1998年，首次采用石英竹渗流水淬法制备钨妊或钢妊增强金属基复合材料，通过该方法制备的复合材料获得了更大的强度和塑性，在金属基复合材料领域引起广泛关注。

钨丝弹簧圈的实验研究

金属钨对机体不产生毒性，人日服25~80g未见异常。我国自行研制的钨丝弹簧圈应用于临床之前曾进行了毒性实验，也未见明显毒性反应。

关于钨丝弹簧圈栓塞后血管是否再通是其保证治疗效果的关键，也是许多学者争论的焦点话题。本实验结果显示，只要血竹被完全栓塞，即使弹簧圈被吸收，栓塞部位的血竹壁也会完全消失目此血竹内不会有血流通过，也就不会存在再通的问题。但是临床上所见的钨丝弹簧圈栓塞 AVM其被吸收以后病变再通，可能是由于病变通过多支血竹供血，血流通过其他吻合血竹进入畸形血竹团而造成复发。由于第1次治疗栓塞了部分病变，病人在短期内还是可以收到一定临床疗效的。对于单支供血的颅内动静脉疹(AVF) ,CCF等还是可以保证其长期效果的。只要动脉瘤被完全栓塞，即使弹簧圈被吸收后，由于原来的动脉壁结构己完全消失也不会引起复发。有文献报道，弹簧圈栓塞后在动脉瘤日处形成二层结构的新生内皮组织层。所以当弹簧圈吸收后，原来的动脉瘤日可能被此新生内皮组织层修复而治愈。

钨丝弹簧圈在体内存在吸收现象。吸收后并不会对机体产生毒性反应，栓塞的血竹也不可能再通。只要选择好适应证，仍可继续应用于临床。

钨丝弹簧圈简介

钨丝弹簧圈一直被认为是不可吸收性栓塞材料。然而，对其栓塞后的长期随访表明：影像学上可见弹簧圈的密度降低，体积变小，检测血钨浓度发现术后3至6个月明显增高。这就说明钨丝弹簧圈在体内可能被溶解并吸收，但吸收的机制尚不清楚。

为了证实其在体内吸收而进行了实验研究，结果显示：正常弹簧圈表面光滑，而栓塞6个月后的弹簧圈表面有裂隙、凹凸不平、极易断裂目明显变细，最细处直径约100 um。以上结果可以看出，弹簧圈己经在体内明显被腐蚀并被吸收。

弹簧圈周围的纤维结缔组织内有大量金属颗粒聚积和多核吞噬细胞增生及其细胞内被吞噬的金属颗粒。取含有金属颗粒的组织标本用稀盐酸消化处理，在常温下以3000 r/min，取上清液2ml经电感祸连等质了光谱仪(ICP-MS)定性分析证实此金属颗粒成分为钨。可以推测其吸收机理可能是由于机体直接对弹簧圈的电解作用和单核巨噬细胞系统的吞噬作用。文献报道也证实了这一点。