Wolfram - jaki rodzaj metalu? Właściwości i zastosowania

Jednym z najczęstszych pierwiastków chemicznych jest wolfram. Jest oznaczony symbolem W i ma liczbę atomową równą - 74. Wolfram należy do grupy metali o wysokiej odporności na zużycie i temperaturze topnienia. W układzie okresowym Mendelejewa, znajduje się w szóstej grupie, ma podobne właściwości z "sąsiadami" - molibdenem, chromem.

Odkrycie i historia

W XVI wieku taki minerał był znany jako wolfram. Ciekawe było to, że podczas topienia cyny z rudy jej piana zmieniła się w żużel i oczywiście przeszkadzała w produkcji. Od tego czasu wolfram został nazwany "wilczą pianką" (wraz z nim Wolf Rahm). Nazwa minerału przeszła do samego metalu.

Szwedzki chemik Scheele w 1781 roku przetwarzany kwas azotowy Scheelite metal. W trakcie eksperymentu wyprodukował żółty ciężki kamień - tlenek wolframu (VI). Dwa lata później bracia Eluard (hiszpańscy chemicy) otrzymali czysty wolfram z minerału saskiego.

Ten pierwiastek i jego rudy są wydobywane w Portugalii, Boliwii, Korei Południowej, Rosji, Uzbekistanie, a największe rezerwy znaleziono w Kanadzie, Stanach Zjednoczonych, Kazachstanie i Chinach. Rocznie wydobywa się tylko 50 ton tego pierwiastka, więc jest on drogi. Rozważmy bardziej szczegółowo, jakiego rodzaju metalem jest wolfram.

Właściwości przedmiotu

Jak wspomniano wcześniej, wolfram jest jednym z najbardziej opornych metali. Ma świetny jasnoszary kolor. Jego temperatura topnienia wynosi 3422 ° C, a temperatura wrzenia 5555 ° C, czysta gęstość wynosi 19,25 g / cm ³ , a twardość 488 kg / mm2. To jest jeden z najcięższe metale o wysokiej odporności na korozję. Jest praktycznie nierozpuszczalny w kwasach siarkowym, chlorowodorowym i fluorowodorowym, ale szybko reaguje z nadtlenkiem wodoru. Jaki rodzaj metalowego wolframu, jeśli nie reaguje ze stopionym alkaliami? Reagowanie z wodorotlenek sodu i tlen, tworzy dwa związki - wolframian sodu i zwykłą wodę H ₂ O. Interesujące jest, że wraz ze wzrostem temperatury wolfram sam się ogrzewa, a następnie proces jest znacznie bardziej aktywny.

Uzyskanie wolframu

Na pytanie, do której grupy metali wolfram należy, można odpowiedzieć, że należy ona do kategorii rzadkich pierwiastków, takich jak rubid i molibden. A to z kolei oznacza, że ​​charakteryzuje się produkcją na małą skalę. Ponadto taki metal nie jest uzyskiwany przez redukcję z surowców, początkowo jest przetwarzany na związki chemiczne. Jak wytwarza się rzadki metal?

1. Niezbędny pierwiastek oddziela się od rudy i zatęża w roztworze lub osadzie.
2. Zdobądź następny krok czysty związek chemiczny związek przez oczyszczenie.
3. Czysty metal rzadki - wolfram jest ekstrahowany z otrzymanej substancji.

Aby wzbogacić rudę za pomocą separacji grawitacyjnej, flotacyjnej, magnetycznej lub elektrostatycznej. Wynikiem jest koncentrat zawierający 55-65% bezwodnika wolframowego WO3. Aby otrzymać proszek, redukuje się go za pomocą wodoru lub węgla. W przypadku niektórych produktów proces uzyskania przedmiotu kończy się na tym etapie. Tak więc proszek wolframowy jest używany do przygotowania twardych stopów.

Sztaby produkcyjne

Dowiedzieliśmy się już, jaki rodzaj metalu jest wolframem, a teraz dowiemy się, w jakim jest zrobiony. Kompaktowe wlewki - pręty wykonane są ze sproszkowanej mieszanki. Aby to zrobić, używaj tylko proszku, który został zredukowany przez wodór. Są one wytwarzane przez prasowanie i spiekanie. Okazuje się, że są dość trwałe, ale kruche wlewki. Innymi słowy, są słabo sfałszowane. Aby poprawić tę właściwość technologiczną, chwytacze są poddawani przetwarzaniu w wysokiej temperaturze. Z tego produktu wybierz inny asortyment.

Pręty wolframowe

Oczywiście jest to jeden z najpopularniejszych rodzajów produktów wykonanych z tego metalu. Jakiego rodzaju wolframu używa się do ich wykonania? Są to opisane powyżej pręty, które są kute na obrotowej maszynie kuźniczej. Ważne jest, aby pamiętać, że proces przebiega w stanie rozgrzanym (1450-1500 ° С). Uzyskane pręty są wykorzystywane w różnych gałęziach przemysłu. Na przykład do produkcji elektrod spawalniczych. Ponadto pręty wolframu są szeroko stosowane w grzejnikach. Działają w piecach w temperaturach do 3000 ° C w próżni, gazie obojętnym lub wodorze. Pręty mogą być również używane jako katody urządzeń elektronicznych i wyładowczych, lampy radiowe.

Co ciekawe, same elektrody nie nadają się do konsumpcji, a zatem podczas spawania wymagany jest materiał segregujący (drut, pręt). Po stopieniu z spawanym materiałem tworzy on jeziorko spawalnicze. Te elektrody są zwykle używane do spawania metali nieżelaznych.

Wolfram i drut

Oto inny rodzaj rozpowszechnionego produktu. Drut wolframowy wykonany jest z kutych prętów, które wcześniej rozważaliśmy. Rysowanie odbywa się przy stopniowym spadku temperatury od 1000 ° C do 400 ° C. Następnie przeprowadzić czyszczenie produktu przez wyżarzanie, polerowanie elektrolityczne lub trawienie elektrolityczne. Ponieważ wolfram jest ogniotrwałym metalem, drut jest stosowany w elementach oporowych w piecach grzewczych w temperaturach do 3000 ° C. Wykonywane są z niej przetworniki termoelektryczne, spirale żarówek, grzejniki pętelkowe i wiele innych.

Związki wolframu z węglem

Węgliki wolframu są uważane za bardzo ważne z praktycznego punktu widzenia. Są używane do robienia twarde stopy. Związki z węglem mają dodatni współczynnik oporu elektrycznego i dobrą przewodność metalu. Węgliki wolframu składają się z dwóch typów: WC i W ₂ C. Różnią się one zarówno pod względem zachowania w kwasach, jak i rozpuszczalności w innych związkach z węglem.

Na bazie węglików wolframu wytwarza się dwa rodzaje twardych stopów: spiekany i odlewany. Te ostatnie otrzymuje się ze sproszkowanego związku i węglika z niedoborem C (mniej niż 3%) przez odlewanie. Drugi typ wykonany jest z wolframu monowęglowego WC i cementujących wiązadeł metalowych, które mogą być niklem lub kobaltem. Spiekane stopy są uzyskiwane tylko przez metalurgię proszków. Cementowanie proszku metalowego i węglika wolframu jest mieszane, prasowane i spiekane. Takie stopy mają wysoką wytrzymałość, twardość, odporność na zużycie.

W nowoczesnym przemyśle metalurgicznym są wykorzystywane do cięcia metalu i do produkcji narzędzi wiertniczych. Jednym z najczęstszych stopów są VK6 i VK8. Są one używane do produkcji noży, frezów, wiertarek i innych narzędzi tnących.

Zakres węglików wolframu jest dość obszerny. Są one używane do produkcji:

• materiały do ​​przekłuwania pancerza;
• części silników, statków powietrznych, statków kosmicznych i rakiet;
• sprzęt w przemyśle jądrowym;
• instrumenty chirurgiczne.

Na Zachodzie węgliki wolframu są szczególnie szeroko stosowane w biżuterii, w szczególności do produkcji obrączek ślubnych. Metal wygląda pięknie, estetycznie, jest łatwy w obsłudze.

To dlatego, że są one niezwykle odporne na zużycie. Podrapanie takiego produktu będzie wymagało wiele wysiłku. Nawet po kilku latach pierścień będzie wyglądał jak nowy. Nie zniknie, wzór wypukłości nie zostanie uszkodzony, a wypolerowana część nie straci swojego blasku.

Wolfram i ren

Stop tych dwóch pierwiastków jest dość szeroko stosowany do produkcji termoelementów wysokotemperaturowych. Wolfram - jaki rodzaj metalu? Podobnie jak ren, jest to metal odporny na wysoką temperaturę, a stopowanie pierwiastków zmniejsza tę właściwość. Ale co, jeśli weźmiesz dwie praktycznie identyczne substancje? Wtedy ich temperatura topnienia nie zmniejszy się.

Jeśli ren zostanie użyty jako dodatek, zwiększy się wytrzymałość cieplna i plastyczność wolframu. Stop ten wytwarza się przez topienie w metalurgii proszków. Termopary wykonane z tych materiałów są odporne na ciepło i mogą mierzyć temperatury powyżej 2000 ° C, ale tylko w środowisku obojętnym. Oczywiście, takie produkty są drogie, ponieważ w ciągu jednego roku wydobywa się tylko 40 ton renu i tylko 51 ton wolframu.