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光伏

光伏切割钨丝(光伏切割设备)

工品易达2022-10-30光伏16

钨丝是什么东西?

将钨条锻打、拉拔后制成的细丝。主要用于白炽灯、卤钨灯等电光源中。用于灯泡中作各种发光体的钨丝,还需要在冶制过程中掺入少量的钾、硅和铝的氧化物,这种钨丝称为掺杂钨丝(Doped Tungsten Wire),也称作218钨丝或不下垂钨丝(Non-sag Tungsten Wire)。 现在的钨丝一般是各种拉丝模拉制的。

有硬质合金拉丝模、精密陶瓷拉丝模等,金刚石只是其中一种拉丝模,激光钻孔只是制模的一种方法,并不一定需要用金刚石。 拉丝机由粗拉丝机,中拉丝机,细拉丝机及极细拉丝机组成完整的拉丝机生产线。

钨的熔点高,电阻率大,强度好,蒸气压低,是所有纯金属中制作白炽灯丝的最佳材料。但钨的硬度大且脆,很难加工。

1909年,库利奇发明了钨丝的加工工艺,为白炽灯泡的生产和推广起了决定性的作用,其基本原理一直沿用到今天。

我国的上海灯泡厂于1951年4月开始试制钨丝,用简单的碗、缸、烧杯等作化学反应用的试验工具,提炼出三氧化钨。并制造多种模具和设备,将钨粉压成钨条,随后用旋锤机和拉丝模将钨条锤成钨棒,1953年9月拉出第一根直径1毫米钨丝。但规格太粗,不能制成灯泡,后拉出了直径为0.18毫米的钨丝,制成第一只用国产钨丝的100伏500瓦灯泡。国产钨丝在耐高温性能、性脆易断、线径不圆度和不均匀性等方面与国际技术水平尚存在差距。1958年9月,又试制成功8微米特细钨丝,是小型电子管和小型灯泡的主要材料。1985年,上海灯泡厂又从日本引进钨丝生产技术和部分设备。主要有适应特种电光源要求的钨丝生产技术和从烧结到细丝拉制的关键设备,钨条焊接,高频退火,旋锤串打多模拉丝,蓝钨加料和氢气回收技术等设备合计86台(套),国内配套设备主要是全部动力系统和前段工序中的蒸发、球磨、酸洗、混粉、还原、压模、预烧等设备共63台(套)。其中13台(套)专用设备,由上海灯泡厂设计制造。钨丝流水生产线建成投产后,产品工艺由40年代水平达到国际上80年代初水平,产品完全符合出口标准,产量增长了25%,1990年出口创汇达20余万美元。现货供应99.98%以上高纯度军工用钨条、钨粉。

制作

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 钨丝的生产大都用仲钨酸铵 (APT)作原料。一般的工艺过程是将仲钨酸铵在 500℃左右的空气中焙烧成三氧化钨,或在450℃左右的氢气中轻微还原成蓝色氧化钨。制作白炽灯灯丝的钨丝需要在三氧化钨或蓝色氧化钨中掺入少量的氧化钾、氧化硅和氧化铝,三者用量总和不超过1%,这就是巴兹在1922年发明的钨丝掺杂工艺。经过掺杂处理的钨的氧化物用氢气还原成金属钨粉。还原过程一般分两步进行:第一步在630℃左右还原成二氧化钨(棕色氧化钨),第二步在820℃左右还原成金属钨粉。两步还原的目的是使掺入的钾充分发挥作用和控制粉末粒度。这样取得的掺杂钨粉再在一种特制的模子中压制成细长的方条。把方条在氢气中通电,用自电阻加热(温度达3000℃左右)的方法进行烧结,烧结后钨条的密度可达到理论值的85%以上。这种钨条便可以用旋锻方法加工成直径为3mm左右的钨杆,然后进一步用模子拉拔的方法加工成各种不同粗细的钨丝。例如220V、15W的白炽灯用的钨丝直径约为15µm,而 10000W的溴钨灯用的钨丝直径约为1.25mm。更细的钨丝如 220V、10W的白炽灯钨丝直径约为12µm,则要采用电解腐蚀的方法来制作。

当钨丝的直径达到微米级时,用常规的卡尺很难精确地测定其直径。因此,国际上通常将直径在0.2mm以下的钨丝用其切长为200mm丝段的重量来表示丝的粗细,例如上述15W白炽灯钨丝的直径可以用0.679mg/200mm来表示。

使用性能

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 包括高温使用性能、室温使用性能和丝径的一致性。

①高温使用性能。 白炽灯用钨丝的工作温度常在2300~2800℃之间,一般灯泡功率越大,灯丝的工作温度也越高,由此可见,灯丝的工作温度远超过钨丝的再结晶温度,此时,灯丝在其自重的作用下,在两挂钩之间的丝段将产生下垂现象,严重时,灯丝可下垂到与灯泡的玻壳相碰。对于在钨的粉末冶金过程中掺入了少量的钾硅铝的氧化物的掺杂钨丝,虽然其最终的成品丝中的硅和铝的含量只有百万分之几,钾的含量也不过百万分之几十,但用这种掺杂钨丝作的灯丝其下垂程度却可以有极大的改善。其原因是由于掺杂钨丝与未掺杂钨丝再结晶的晶体结构有很大的差别。未掺杂钨丝的再结晶晶体基本上是等轴晶体,而掺杂钨丝的再结晶晶体结构是呈长条状互相搭接的粗大晶粒。从金属材料的高温蠕变理论来看,这种粗长搭接结构的再结晶晶体结构能大大地提高其高温抗下垂的能力。根据70年代进行的一系列的透射电镜和俄歇能谱仪的研究分析表明,这种掺杂钨丝所特有的粗长搭接结构的再结晶晶体结构的生成与掺杂钨丝中所含有的钾有密切的关系。残存在掺杂钨条中的微量钾在加工中形成与丝轴平行的钾泡列,它阻碍再结晶过程中晶粒的横向长大,因而生成粗长的搭接结构。

白炽灯灯丝的下垂既与掺杂钨丝中的添加元素含量及加工工艺有关,也与灯丝制作过程中的处理工艺有关。钨丝在拉制成成品丝时保留了大量的内应力,在绕制成灯丝时又在钨丝的截面上产生新的不均匀变形的内应力。这些内应力必须在灯丝装架进入泡壳前加以完善的消除,否则灯泡在燃点开始的时候就会使灯丝扭曲、变形和下垂。灯丝的下垂会严重地降低灯泡的发光效率。

②室温使用性能。钨丝的室温使用性能表现在绕丝性能上。钨丝由于其加工流程长,如果工艺管理不善,则很容易使钨丝产生很多细小裂纹或局部变脆,以致绕丝时很容易断裂。由于裂纹所造成的绕丝断裂断口呈须毛状,而由于丝材变脆所造成的断口则呈现晶面闪光状。

③丝径的一致性。钨丝丝径一致性差是使白炽灯泡光电参数超差的一个重要原因,有的还会影响到灯泡的使用寿命。

应用

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 钨丝除少量用作高温炉的发热材料、电子管的热子和复合材料的加强筋等外,绝大部分都用于制作各种白炽灯和卤钨灯的灯丝以及气体放电灯的电极。对用作气体放电灯阴极的钨丝或钨杆,为降低其电子逸出功,须加入0.5~3%的钍,称为钨钍丝。由于钍是一种放射性元素,污染环境,故有用铈来代替钍作成钨铈丝或钨铈杆的。但铈的蒸发率高,所以钨铈丝或钨铈杆只能用于小功率的气体放电灯。

钨丝一旦经高温使用发生再结晶以后就变得很脆,在受冲击或震动的情况下极易断裂。在一些要求高可靠性的电光源产品中,为防止灯丝的断裂,常在掺杂钨丝中加入3~5%的铼,称为钨铼丝,它可以使钨的延脆转变温度下降到室温或室温以下。这是一种很奇特的铼效应,至今还未发现一种元素能代替铼,在钨中产生同样效应。

钨在常温下有较好的耐酸、碱能力,但在潮湿的空气中易被氧化,所以细钨丝不能在潮湿环境中贮存过久。另外钨在1200℃上下就开始与碳起反应生成钨的碳化物,所以对灯丝的烧氢处理要注意这个问题,否则钨与其表面的石墨润滑剂起反应,则灯丝就要变脆断裂。

钨的切割方法

钨丝 可以用电化学方法腐蚀

其他……机械方法很难不在钨内部产生微小裂缝

这东西实在太脆了

呵呵,当时做实验,要求钨丝尽量不要产生内部裂缝,因此是用 NaOH 通电腐蚀的。这东西实在太脆,钨丝直接用手就能折断,只不过会产生好多劈裂……

硅片多线切割用的钢线是什么材料

硅片多线切割上有的钢丝一般为 82钢或者92钢。 其切割原料不是做为电极丝,进做为切割过程中,切割材料(SiC)载体, 目前此钢种做的最好的是日本的神户制钢,另外 日本的新日铁也能凑合用。还有日本的东京制钢、德国撒斯特。 国内的基本不可用。 主要有 宝钢、青钢、兴澄、武钢、

动力电池回收迎新机,综合梳理出3大梯队7家企业,包含2只成长股

近期全球动力电池峰会有带火了电池回收,7月22日有10只概念股涨停。随着电动 汽车 保有量的增加,与之对于的配套服务也将出现规模效应,比如2022年充电桩就呈现爆发式增长,工信部介绍,上半年充换电桩新增数量同比增长3.8倍,而动力电池回收也将出现高增长,2021-2025年复合增长率有望达42%,市场规模达到500亿元。

资源回收被称为城市矿山,动力电池回收目前还处于行业发展初期,属于蓝海市场,参与企业近两年快速增长,动力电池回收企业注册数量在2021年达到24503家,而2020年只有3400家,快速增长的同时,也面临资源争夺战。根据动力电池回收的商业模型, 行业资质、回收技术和回收渠道是动力电池回收企业发展的关键 。根据商业模型成熟度来看,第一梯队有宁德时代、赣锋锂业、格林美、厦门钨业等,有技术和渠道优势;第二梯队有天奇股份、光华 科技 等,这类企业扩产积极,回收渠道方面也在积极扩展;第三类企业是近期通过参股或新进入该行业的企业,如超越 科技 、旺能环境、迪生力等。

格林美(002340) 主营锂电三元前躯体材料和资源回收,在动力电池回收方面,公司先后与340家车企、电池企业签订了车用动力电池回收处理协议并展开合作,公司完成5大回收利用基地布局,目前公司回收网点突破200个,是行业内绝对的动力电池回收龙头。电池回收量也突飞猛进,2019-2021年回收量从1000吨提升至8400吨,预计2022年的回收量同比还将翻番。

厦门钨业(600549) 有3大业务板块,电池材料、钨钼、稀土。公司是第二批《新能源 汽车 废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》的企业,而公司控股公司赣州市豪鹏 科技 有限公司是第一批入选的5家企业之一,赣州豪鹏成立于2010年,主要股东有厦门钨业、深圳豪鹏 科技 、北汽蓝谷控股的北京新能源 汽车 ,从股东构成来看,赣州豪鹏聚集了锂电池产业链上游、中游、下游厂家,厦门钨业做锂电正极材料,深圳豪鹏生产经营锂离子蓄电池,北汽蓝谷是电动 汽车 整车厂。厦门钨业废旧电池(镍氢和锂离子电池)回收利用和偏钨酸铵生产项目推进中,回收量方面,2020年公司表示电池回收量约4300吨,处于盈利状态,2021年公司年报中,也没有更多电池回收方面的数据,动力电池回收,厦门钨业建立电池回收的动因是保障锂电材料的上游资源,公司投资的价值在另外3点。

(1)公司在钨产业中技术和资源优势突出,公司掌握全球最先进的钨及炭化钨粉料技术,同时也具有资源禀赋优势,钨资源储量近 200万吨,占全球30%左右, 钨冶炼产品生产能力达22000吨/年,世界第一。公司钨钼板块已构建起完整的产业链, 最大的亮点是公司光伏钨丝有望成为光伏技术革命的受益者 ,硅料价格高企,“大尺寸+薄片化”已成为硅片环节的主要发展方向,钨基金刚线比碳钢金刚线更细,在切割硅片时,硅料损耗更少,多产出的硅片价值大于钨丝与传统母线的价差。 钨基金刚线潜力较大,处于产业化初期 ,2022年底,光伏用钨丝产能有望快速提升至245亿米/年,2023年将增长至845亿米/年, 光伏钨丝有望给公司提供新的增量。

(2)公司是中国四大稀土集团之一,完整的稀土产业链,抗风险能力较强,稀土永磁景气度高。在新能源高速发展的大背景下,稀土永磁材料需求旺盛,金力永磁、中科三环等企业中报业绩高增长,公司稀土领域也在扩产中,预计2022 年底磁材毛坯产能将增长至1.2万吨/年,另外,公司也在 探索 稀土的高端应用,发展稀土靶材市场,公司拟规划建设3000吨稀土功能靶材及稀土金属合金生产线项目,或将成为新的利润增长点。

(3)锂电材料方面,公司定位高电压材料,高电压三元材料具有性价比优势,销量增长著,2022年业绩快报显示,公司锂电材料营收85亿元,同比增长127.52%,环比增长41%,净利率3.71亿元,同比增长139%,环比增长56.54%。公司正在加速布局三元材料、磷酸铁锂材料产能,到2023年正极材料整体产能有望提升至 17.5万吨。随着产品规模效应显现,盈利能力有望进一步提升。

天奇股份(002009) 主营智能装备、锂电池循环、重工装备、循环产业四大业务板块,动力电池回收主要是子公司天奇金泰阁钴业开展,天奇锂致实业对回收材料再进行深加工,2021年年报显示,公司碳酸锂由原年产碳酸锂1150吨提升至2000吨,2021年8月启动技改项目,完成后,整体处理规模由年处理2万吨废旧锂电池提升至年处理5万吨,2022年4月公告计划处理15万吨/年废旧磷酸铁锂电池,根据2021年年报信息,公司未来5年计划加大投资,以废旧锂电池原料为主导,形成年产3万吨三元前驱体及1.2万吨电池级碳酸锂的生产项目。

天奇股份的看点,除了快速扩产计划外,公司的 汽车 拆解业务未来可以和电池回收业务形成协议效应,废旧动力电池来源渠道之一就是 汽车 拆解;另外,在回收渠道方面,公司明显加快步伐,2022年以来,公司和融资租赁公司海通恒信,互联网 科技 公司京东 科技 、电池厂星恒电源等建立战略合作,不断构筑公司的废旧动力电池回收体系。公司整体目前市值较小,锂电回收业务高速增长,具备一定的估值提升空间。

光华 科技 (002741) 主要产品有PCB化学品、锂电池材料、化学试剂。公司2015年开始布局锂电池回收业务,是我国第一批入选《新能源 汽车 废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》的企业,入选时间比厦门钨业、天奇股份子公司金泰阁要早,公司具有先发优势,另外,旗下珠海中力新能源也在第二批入选。公司拥有磷酸铁锂废料回收相关专利,拥有行业领先的磷酸铁锂正极材料回收技术,能耗、酸耗低,技术优势奠定核心竞争力。产能方面,2021年以来,公司进行大扩产,目前已具有 2.6 万吨正极材料产能。且尚有1万吨磷酸铁锂回收产能预计22年下半年投产,另有10 万吨磷酸铁锂回收产能在筹建中。近年来公司与北汽集团、南京金龙、福建欧辉等客车厂商签订了合作框架协议,另外公司的首个焕能服务站已于2021年在北京建成,退役动力电池来源进一步夯实稳固。

超越 科技 (301049) 公司主营危险废物处置服务和电子废弃物处置两大业务,公司上市后拟横向扩展到 汽车 拆解和动力电池回收业务,公司计划投资4亿元,在安徽滁州市形成6万吨/年废旧动力电池回收再利用能力,另外在2021年9月公司公告拟5.9亿元投建报废车辆回收拆解及综合利用项目。公司动力电池回收还在规划中,公司有资源回收的经验,未来如果 汽车 拆解和电池回收形成一定规模,两大业务可以形成协同效应。

旺能环境(002034)是国内生活固废龙头之一,公司垃圾焚烧发电 50 亿千瓦时/年,公司固废处理可以形成稳定的现金流,为公司业务扩展提供资金保障,公司年初完成对浙江立鑫新材料 60%股权的并购切入锂电回收业务;2022年6月与司永兴新能源签署战略合作协议,在废旧动力电池回收技术、回收网络等领域展开合作。产能方面, 公司已经规划了6万吨/年磷酸铁锂废电池回收产能。

迪生力(603335)主营 汽车 铝合金车轮,主要产品是轮胎、轮毂、新材料。动力电池回收业务主要是控股子公司广东威玛开展,设计产能碳酸锂约1600万吨/年,年产硫酸钴、硫酸镍、碳酸锂、硫酸锰合计约5600万吨。广东威玛注册时间是2020年1月,公司在互动平台表示广东威玛的产品供货给湖南邦普循环 科技 有限公司、格林美等相关行业公司。迪生力最大的特点是公司市值小,股价低,技术形态较完美,短、中、长期均线密集,并且在年线上方不远,周线、月线均已形成突破,技术上看,爆发力最强,但也要注意市场风险。

动力电池回收第一梯队的企业,有技术、渠道的优势,但公司体量太大,动力电池回收业务只是锦上添花;第二梯队企业是天奇股份、光华 科技 这两家企业,借助动力电池回收业务的快速发展,有望打造新的增长极,有一定的成长空间;第三梯队动力电池回收业务还未验证,有的是市场对它们的预期。

以上内容仅供参考。

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