Изучены высокотемпературные режимы образования и роста кристаллических оксидных структур на поверхности вольфрамового проводника, нагреваемого электрическим током. Определены температуры, при которых на поверхности вольфрама возникают нитевидные кристаллы, исследованы закономерности их роста. Проведено физико-математическое моделирование температурных режимов нагрева и окисления вольфрамового проводника в воздухе. Результаты расчёта температурных режимов по разработанной модели хорошо описывают экспериментальные данные, полученные нами с использованием электротермографического метода. Проведенные экспериментальные исследования позволили установить физико-химический механизм образования и роста кристаллических оксидных структур на поверхности вольфрамового проводника. Доказано, что частицы углерода, которые входят в состав примеси, являются причиной возникновения на первичной оксидной плёнке нитевидных кристаллов триоксида вольфрама. С повышением температуры нити растут, разветвляются и превращаются в дендритные структуры сложной кустообразной формы. Доказано, что быстрый рост кристаллических структур происходит вследствие осаждения кластеров и микрогранул оксида WO$_3$ из газовой фазы на центры кристаллизации на поверхности проводника, которыми являются частицы примеси. Кластеры возникают из-за больших температурных градиентов у поверхности проводника. Установлено, что атомы углерода могут мигрировать по веткам оксидных кристаллических структур. Разработанный нами оптико-цифровой метод позволил наблюдать поверхность нагреваемого проводника в режиме реального времени и установить общие закономерности роста и разветвления кристаллов. Доказано, что кристаллы сначала интенсивнее растут в продольном направлении (перпендикулярно оси провода), затем, при достижении определённого размера, — в поперечном. Определены скорости роста кристаллических структур в продольном и поперечном направлениях. Установлено, что максимальные скорости роста кристаллов составляют 0,4–0,6 мкм/с. Определена фрактальная размерность оксидных структур, возникающих при различных температурах окисления. Это позволило детализировать механизм роста оксидных кристаллических структур на поверхности вольфрама.