Tungsten: applikation, egenskaper och kemiska egenskaper

Moderens natur berikade mänskligheten med användbara kemiska element. Några av dem är gömda i sina tarmar och finns i ett relativt litet antal, men deras betydelse är väldigt signifikant. En sådan är volfram. Dess användning beror på speciella egenskaper.

Ursprungs historia

Det artonde århundradet, århundradet för upptäckten av Mendeleyevs bord, blev grundläggande i historien om denna metall.

Tidigare togs förekomsten av ett ämne som ingår i mineralstenar, vilket förhindrade smältning av nödvändiga metaller från dem. Till exempel var att få tenn svårt om malmen innehöll ett sådant element. Skillnaden i smältemperaturer och kemiska reaktioner ledde till bildandet av slaggskum, vilket minskade mängden tennutlopp.

Under VIII-talet öppnades metallen konsekvent av den svenska forskaren Scheele och spanjorerna av bröderna Eluard. Detta hände på grund av kemiska experiment på oxidation av mineralstenar - scheelit och wolframit.

Det är registrerat i det periodiska systemet med element i enlighet med atomnummer 74. En sällsynt eldfast metall med en atomvikt på 183,84 är volfram. Dess användning beror på ovanliga egenskaper som upptäcktes under 20-talet.

Var ska du titta?

När det gäller kvantitet i jordens tarmar är den "glesbefolkade" och upptar den 28: e platsen. Det är en komponent av ca 22 olika mineraler, men endast 4 av dem har stor betydelse för produktionen: scheelite (innehåller ca 80% trioxid), wolframit, ferberit och gubnerit (var 75-77% vardera). I sammansättningen av malmer innehåller oftast orenheter, i vissa fall en parallell "återhämtning" av metaller som molybden, tenn, tantal och så vidare. De största insättningarna finns i Kina, Kazakstan, Kanada, USA, även i Ryssland, Portugal, Uzbekistan.

Hur får man?

På grund av dess speciella egenskaper, liksom dess låga innehåll i bergarterna, är tekniken för att erhålla ren volfram ganska komplicerad.

1. Magnetisk separation, elektrostatisk separation eller flotation för att berika malmen till 50-60% koncentration av volframoxid.
2. Isolering av 99% oxid genom kemiska reaktioner med alkaliska eller sura reagens och gradvis rening av den resulterande fällningen.
3. Reduktionen av metallen med kol eller väte, utbytet av motsvarande metallpulver.
4. Tillverkning av ingots eller pulver sintrade briketter.

Ett av de viktiga stadierna för att erhålla metallurgiska produkter är pulvermetallurgi. Det är baserat på blandning av pulverformiga eldfasta metaller, deras pressning och efterföljande sintring. Således erhålles ett stort antal tekniskt viktiga legeringar, innefattande volframkarbid, vars användning huvudsakligen återfinns i industriell produktion av skärverktyg med ökad effekt och hållbarhet.

Fysikaliska och kemiska egenskaper

Tungsten är en eldfast och tung metall av silverfärg med en volymcentrerad kristallgitter.

• Smältpunkten är 3422 ° C.
• Kokpunkten är 5555 ° C.
• Tätheten är 19,25 g / cm3.

Det är en bra ledare för elektrisk ström. Det magnetiseras inte. Vissa mineraler (till exempel scheelite) är luminescerande.

Beständig mot påverkan av syror, frätande ämnen i miljön med höga temperaturer, korrosion och åldrande. Deaktivering av påverkan av negativa föroreningar i stål, förbättring av dess värmebeständighet, korrosionsbeständighet och tillförlitlighet underlättas också av volfram. Användningen av sådana järn-kollegeringar är motiverad av deras tillverkbarhet och slitstyrka.

Mekaniska och tekniska egenskaper

Tungsten är en hård, stark metall. Dess hårdhet är 488 HB, den ultimata styrkan är 1130-1375 Mpa. I kall tillstånd är det inte plast. Vid en temperatur av 1600 ° C höjs plasticiteten till tillståndet för absolut överensstämmelse med tryckbehandling: smide, rulla och ritning. Det är känt att 1 kg av denna metall gör det möjligt att producera ett garn med en total längd på upp till 3 km.

Skärning är svårt på grund av överdriven hårdhet och brittleness. För borrning, vridning, fräsning, hårdmetall används volfram-koboltmaterial som tillverkas av pulvermetallurgi. Mindre ofta, vid låga hastigheter och speciella förhållanden, används verktyg från höghastighetslegerat legerat tungstenhaltigt stål. Standardskärprinciperna är inte tillämpliga, eftersom utrustningen är extremt snabbt sliten och den volfram som behandlas är krackad. Följande tekniker tillämpas:

1. Kemisk behandling och impregnering av ytskiktet, inklusive användning av silver för detta ändamål.
2. Uppvärmning av ytan med hjälp av ugnar, gasflamma, elektrisk ström på 0,2A. Den tillåtna temperaturen vid vilken det finns en liten ökning av duktiliteten och därmed förbättrar skärningen - 300-450 ° C.
3. Tungsten skärning med användning av lågsmältande ämnen.

Skärning och slipning är lämplig för utförande med hjälp av diamant och elborovyh verktyg, mindre ofta - korundverktyg.

Svetsning av denna eldfasta metall utförs huvudsakligen under påverkan av en elektrisk ljusbågs-, volfram- eller kolelektroder i omgivningen av inerta gaser eller vätskebeskyttare. Det är också möjligt att använda kontaktsvetsning.

Detta specifika kemiska element har egenskaper som särskiljer det i den totala massan. Så, till exempel, kännetecknas av hög värmebeständighet och slitstyrka, förbättras kvaliteten och skäregenskaperna hos legerade tungstenhaltiga stål och hög smältpunkt gör det möjligt att framställa glödlampor för lampor och svetselektroder.

ansökan

Sällsynthet, ovanlighet och vikt bestämmer den breda användningen i modern metallteknik som kallas Tungsten-Tungsten. Egenskaper och applikationer motiverar hög kostnad och efterfrågan. Höga temperaturer på smältning, hårdhet, hållfasthet, värmebeständighet och motstånd mot kemisk påverkan och korrosion, slitstyrka och skäregenskaper är de viktigaste trumfkorten. Använd fall:

1. Filamentfilament.
2. Dopning av stål för att erhålla höghastighetståg, slitstarka, värmebeständiga och värmebeständiga järnkollegeringar som används för produktion av borrar och andra verktyg, stansar, fjädrar och fjädrar, skenor.
3. Att göra "pulver" hårda legeringar, används huvudsakligen som särskilt slitstarka skärnings-, borr- eller pressverktyg.
4. Elektroder för argonbåg och kontaktsvetsning.
5. Tillverkning av delar till röntgen- och radioteknik, olika tekniska lampor.
6. Speciella ljusfärger.
7. Tråd och delar till kemisk industri.
8. Olika praktiska små saker, till exempel, mormyshki för fiske.

Olika legeringar, som inkluderar volfram, blir allt populärare. Omfattningen av sådana material är ibland överraskande - från tung teknik till lätt industri, där tyger med speciella egenskaper (till exempel eldfasta) tillverkas.

Universella material existerar inte. Varje känt element och skapade legeringar kännetecknas av deras unika och nödvändighet för vissa sfärer av liv och industri. Vissa av dem har emellertid speciella egenskaper som gör tidigare orealiserbara processer möjliga. En sådan metall är volfram. Dess tillämpning är inte tillräckligt stor, som i stål, men varje av alternativen är extremt användbar och nödvändig för mänskligheten.