Volfrámové drôty sa stanú predvídateľnými

Simulačný model určuje životnosť žiaroviek

Mikrokrak v drôte volfrámu Fraunhofer-Gesellschaft
čítať nahlas

Keď si kúpite žiarovku, nikdy neviete, ako dlho bude horieť. Rôzna životnosť je obmedzená hlavne mikrotrhlinami vo volfrámovom drôte. Teraz simulačný model pre materiály popisuje popraskanie pred a po procese kreslenia a umožňuje tak odhad životnosti.

Žiarovky žijú nepretržite v ideálnom prípade 42 dní - ak boli ich výrobcom. Ale v skutočnosti to vyzerá tmavšie: Niektoré hrušky horia až po rokoch, iné už po niekoľkých dňoch. Rovnomernejšia kvalita produktu okrem iného obmedzuje jemné praskliny vo volfrámovom drôte, ktoré nakoniec spôsobia jeho zlomenie. S týmto problémom zápasia aj dvaja najväčší klasickí výrobcovia Osram a Philips.

Doteraz sa priemysel snažil zlepšovať proces ťahania drôtov. Pri simulácii materiálového správania by mala byť výroba lepšie zacielená ako predtým. Trhliny a následné ťažkosti pri navíjaní sú na stope výrobcov spolu s výskumníkmi z Fraunhoferovho inštitútu mechaniky materiálov IWM. „Akonáhle poznáme povahu a správanie drôtu, môžeme optimalizovať a štandardizovať výrobu.“ Bernd Eberhard, projektový manažér v Osrame, predpokladá.

Pri 40 mikrónoch je volfrámové vlákno v priemere asi o polovicu tenšie ako ľudské vlasy, v závislosti od typu žiarovky. Kým drôt nedosiahne tento priemer, musí sa napnúť a natiahnuť v niekoľkých krokoch. V závislosti od počtu môže získať niekoľko alebo viac pozdĺžnych trhlín. Takéto praskliny sa tvoria hlavne v prvých fázach ťahania, tj keď sa zužujú od necelých štyroch milimetrov k 0, 3.

Jemné praskliny sa predlžujú, keď drôt pokračuje v ťahaní až do priemeru päť mikrometrov. Dôvodom je napätie, ktoré pretrváva po pretiahnutí drôtu, ako zistil vedúci projektu Fraunhofer Holger Brehm a jeho kolegovia. „Podarilo sa nám popísať správanie drôtu a prasklín počas procesu kreslenia a potom. Prvýkrát je volfrámový drôt viditeľný na obrazovke počas celého procesu omladenia. “Displej

Tvorba trhlín sa ďalej skúma a do modelu sa začleňujú ďalšie relevantné faktory. Podstatné je trenie medzi drôtom a lisovnicou. Keď je vysoká, kov sa zahrieva viac. Preto vedci v súčasnosti integrujú zmenu teploty počas a po pretiahnutí do simulácie. „Nakreslený drôt ochladzuje rýchlejšie na povrchu ako vo svojom vnútri, “ zhŕňa najnovšie experimentálne výsledky Brehm. „Bohužiaľ, tento proces môže spôsobiť aj rozpory.“

(Fraunhofer-Gesellschaft, 19.07.2005 - NPO)