Wolfram wird aufgrund seiner hohen Übergangstemperatur von duktil zu spröde, was die Verarbeitung erschwert und bei niedrigen Temperaturen zu Brüchen führt, in der Regel nicht in Heizgeräten verwendet. Außerdem oxidiert Wolfram bei hohen Temperaturen an der Luft, so dass eine Schutzgasatmosphäre für Schweiß- und Heizanwendungen erforderlich ist.
Zusammenfassung der Antwort:
Wolfram wird in erster Linie deshalb nicht in Heizgeräten verwendet, weil es bei niedrigen Temperaturen spröde wird und bei hohen Temperaturen an der Luft oxidiert, so dass es schwierig zu bearbeiten ist und besondere Handhabungsbedingungen erfordert.
-
Ausführliche Erläuterung:Sprödigkeit bei niedrigen Temperaturen:
-
Wolfram hat eine Übergangstemperatur von duktil zu spröde, die normalerweise über der Raumtemperatur liegt. Das bedeutet, dass Wolfram unterhalb einer bestimmten Temperatur von duktil (kann zu Drähten gezogen oder zu dünnen Blechen gehämmert werden) zu spröde (anfällig für Bruch oder Zersplitterung) wird. Diese Eigenschaft macht es schwierig, Wolfram zu bearbeiten und zu formen, insbesondere in typischen Umgebungen bei Raumtemperatur, wo es sich eher wie Glas als wie ein Metall verhält.Oxidation bei hohen Temperaturen:
-
Wolfram oxidiert an der Luft bei Temperaturen ab etwa 500 °C, und dieser Prozess beschleunigt sich über 1200 °C. Oxidation kann zu Materialverschlechterung und Versagen führen, insbesondere bei Heizelementen, bei denen die Aufrechterhaltung der strukturellen Integrität entscheidend ist. Wenn Wolfram in Heizanwendungen eingesetzt wird, ist daher oft eine Schutzgasatmosphäre oder ein Vakuum erforderlich, um die Oxidation zu verhindern, was die Komplexität und die Kosten des Heizgeräts erhöht.Herausforderungen bei der Herstellung:
-
Die Schwierigkeiten bei der Bearbeitung und Herstellung von Wolfram aufgrund seiner hohen Übergangstemperatur von duktil zu spröde tragen ebenfalls zu seiner begrenzten Verwendung in Heizgeräten bei. Herkömmliche Bearbeitungswerkzeuge wie Diamantwerkzeuge sind für reines Wolfram unwirksam, und das Material lässt sich nicht ohne weiteres zu Rohren ziehen oder extrudieren. Dies macht die Herstellung von Heizelementen aus Wolfram im Vergleich zu anderen Materialien wie Edelstahl oder Widerstandsdraht kostspieliger und technisch anspruchsvoller.Alternative Werkstoffe:
Für viele Heizanwendungen werden alternative Materialien wie Edelstahlrohre oder Widerstandsdrähte aufgrund ihrer niedrigeren maximalen Betriebstemperaturen, ihrer einfachen Herstellung und ihrer Oxidationsbeständigkeit bevorzugt. Diese Werkstoffe eignen sich besser für allgemeine Heizanwendungen, bei denen die Temperaturen 650 Grad Celsius nicht überschreiten, was sie für einen weit verbreiteten Einsatz in Heizgeräten praktischer und kostengünstiger macht.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Wolfram zwar über einzigartige Eigenschaften wie einen hohen Schmelzpunkt und eine gute thermische Stabilität verfügt, aber aufgrund seiner Sprödigkeit bei niedrigen Temperaturen und seiner Neigung zur Oxidation bei hohen Temperaturen für allgemeine Heizanwendungen weniger geeignet ist. Diese Herausforderungen erfordern eine spezielle Handhabung und besondere Bedingungen, die die Komplexität und die Kosten der Verwendung von Wolfram in Heizgeräten erhöhen.
