Co to jest najbardziej oporny metal: nazwa i właściwości

Metale są najczęstszymi materiałami wraz ze szkłem i tworzywami sztucznymi. Są używane przez ludzi od czasów starożytnych. W praktyce ludzie poznawali właściwości metali i korzystali z nich z zyskiem, aby przyrządzać potrawy, artykuły gospodarstwa domowego różne struktury i dzieła sztuki. Główną cechą tych materiałów jest ich ogniotrwałość i twardość. W rzeczywistości ich zastosowanie w określonym obszarze zależy od tych cech.

Właściwości fizyczne metali

Wszystkie metale mają następujące ogólne właściwości:

1. Kolor - srebrnoszary z charakterystycznym blaskiem. Wyjątkami są: miedź i złoto. Są one odpowiednio podkreślone czerwonawym i żółtym odcieniem.
2. Stan skupienia jest stały, z wyjątkiem rtęci, która jest cieczą.
3. Przewodność cieplna i elektryczna - dla każdego rodzaju metalu wyrażana jest w różny sposób.
4. Plastyczność i plastyczność - zmienny parametr w zależności od konkretnego metalu.
5. Temperatura topnienia i temperatura wrzenia - określają ogniotrwałość i niską temperaturę topnienia, mają różne wartości dla wszystkich materiałów.

Wszystkie właściwości fizyczne metali zależą od struktury sieci krystalicznej, jej kształtu, wytrzymałości i położenia przestrzennego.

Ogniotrwałość metali

Ten parametr staje się ważny, gdy pojawia się pytanie o praktyczne wykorzystanie metali. Dla tak ważnych sektorów gospodarki narodowej, jak budowa statków powietrznych, budowa statków, budowa maszyn, podstawą są ogniotrwałe metale i ich stopy. Ponadto są one wykorzystywane do produkcji wysoko wytrzymałego narzędzia roboczego. Odlewanie i wytapianie otrzymuje wiele ważnych części i produktów. Według wytrzymałości wszystkie metale są podzielone na kruche i stałe, a poprzez ogniotrwałość są podzielone na dwie grupy.

Metale ogniotrwałe i topliwe

1. Ogniotrwałe - ich temperatura topnienia przekracza temperaturę topnienia żelaza (1539 ° C). Należą do nich platyna, cyrkon, wolfram, tantal. Jest tylko kilka z tych metali. W praktyce są one stosowane jeszcze mniej. Niektóre z nich nie są używane, ponieważ mają wysoką radioaktywność, inne są zbyt kruche i nie mają niezbędnej miękkości, inne są podatne na korozję, a są te, które są ekonomicznie nieopłacalne. Jaki jest najbardziej oporny metal? Właśnie o tym zostaną omówione w tym artykule.
2. Niskoprzepuszczalne są metale o temperaturze niższej lub równej temperatura topnienia cyny 231,9 ° C może zmienić ich stan skupienia. Na przykład: sód, mangan, cyna, ołów. Metale są używane w radio i elektrotechnice. Są często używane do powłok antykorozyjnych i jako przewodniki.

Wolfram jest najbardziej odpornym metalem

Jest to twardy i ciężki materiał o metalicznym połysku, w kolorze jasnoszarym, o wysokiej refraktotyczności. Obróbka jest trudna. W temperaturze pokojowej jest to kruchy metal i łatwo pęka. Jest to spowodowane zanieczyszczeniem przez zanieczyszczenia tlenu i węgla. Technicznie czysty wolfram staje się tworzywem sztucznym w temperaturze ponad 400 stopni Celsjusza. Pokazuje obojętność chemiczną, źle reaguje z innymi elementami. W naturze wolfram występuje w postaci złożonych minerałów, takich jak:

• Scheelite;
• wolfram;
• ferberit;
• hubnerit.

Wolfram otrzymuje się z rudy przy użyciu skomplikowanej obróbki chemicznej, w postaci proszku. Stosując metody prasowania i spiekania, wytwarzamy części o prostej formie i prętach. Tungsten jest bardzo odpornym elementem na działanie temperatury. Dlatego nie mogli zmiękczyć metalu przez sto lat. Nie było takich pieców, które mogłyby ogrzać się do kilku tysięcy stopni. Naukowcy udowodnili, że najbardziej odpornym metalem jest wolfram. Chociaż istnieje opinia, że ​​zgodnie z danymi teoretycznymi, syborg posiada większą refraktonię, ale nie można tego stanowczo potwierdzić, ponieważ jest pierwiastkiem radioaktywnym i ma krótki okres życia.

Informacje historyczne

Słynny szwedzki chemik Karl Scheele, który ma zawód farmaceuty, odkrył mangan, bar, chlor i tlen w małym laboratorium, przeprowadzając liczne eksperymenty. Na krótko przed śmiercią w 1781 roku odkrył, że mineralne tungsthen jest solą kwasu nieznanego. Po dwóch latach pracy jego uczniowie, dwóch braci d'Eluyar (hiszpańscy chemicy), wyizolowali nowy pierwiastek chemiczny z minerału i nazwali go wolframem. Zaledwie sto lat później wolfram - najbardziej ogniotrwały metal - spowodował prawdziwą rewolucję w branży.

Właściwości cięcia wolframu

W 1864 r. Angielski naukowiec Robert Müshet użył wolframu jako dodatku stopowego do stali, który wytrzymał więcej czerwonego ciepła i zwiększał twardość jeszcze bardziej. Frezy wykonane ze stali zwiększyły prędkość skrawania metalu o 1,5 raza i zaczęły osiągać 7,5 metra na minutę.

Działając w tym kierunku, naukowcy otrzymali wszystkie nowe technologie, zwiększając szybkość obróbki metalu za pomocą wolframu. W 1907 r. Pojawił się nowy związek wolframu z kobaltem i chromem, który stał się założycielem twarde stopy w stanie zwiększyć prędkość cięcia. Obecnie wzrósł do 2000 metrów na minutę, a wszystko to dzięki wolframowi - najbardziej opornemu metalowi.

Aplikacja wolframowa

Metal ten ma stosunkowo wysoką cenę i jest mocno obrobiony, dlatego jest stosowany tam, gdzie nie można go zastąpić innymi materiałami o podobnych właściwościach. Wolfram doskonale znosi wysokie temperatury, ma znaczną wytrzymałość, jest wyposażony w twardość, elastyczność i ogniotrwałość, dlatego jest szeroko stosowany w wielu gałęziach przemysłu:

• Metalurgiczny. Jest głównym konsumentem wolframu, który idzie do produkcji wysokiej jakości stali stopowych.
• Elektrotechniczne. Temperatura topnienia najbardziej ogniotrwałego metalu wynosi prawie 3400 ° C. Ognioodporność metalu pozwala na jego zastosowanie do produkcji żarników, haków w lampach i lampach elektronowych, elektrodach, lampach rentgenowskich, stykach elektrycznych.

• Inżynieria. Ze względu na zwiększoną wytrzymałość stali zawierających wolfram, wytwarzają jednoczęściowe kute wirniki, koła zębate, wały korbowe, korbowody.
• Lotnictwo. Jaki jest najbardziej ogniotrwały metal stosowany do produkcji twardych i wysokotemperaturowych stopów, z których wytwarzane są części silników lotniczych, urządzeń próżniowych, filamentów? Odpowiedź jest prosta - to jest wolfram.
• Przestrzeń. Od stali zawierającej wolfram, wytwarzają dysze strumieniowe, oddzielne elementy do silników odrzutowych.
• Wojsko. Wysoka gęstość metalu umożliwia wytwarzanie pocisków przeciwpancernych, pocisków, ochrony pancerz torped, pocisków i czołgów, granatów.
• Chemiczny. Odporny drut wolframowy na kwasy i zasady stosuje się do mat filtracyjnych. Przy pomocy wolframu zmienia się szybkość reakcji chemicznych.
• Tekstylia. Kwas tungsticowy jest stosowany jako barwnik tkaninowy a wolfram sodowy służy do produkcji skór, jedwabiu, wodoodpornych i ognioodpornych tkanin.

Powyższa lista zastosowań wolframu w różnych obszarach przemysłu wskazuje na wysoką wartość tego metalu.

Produkcja stopów z wolframem

Wolfram, najbardziej ogniotrwały metal na świecie, jest często używany do produkcji stopów z innymi pierwiastkami w celu poprawy właściwości materiałów. Stopy zawierające wolfram są z reguły wytwarzane w technologii metalurgii proszków, ponieważ w metodzie konwencjonalnej wszystkie metale zamieniają się w lotne ciecze lub gazy w temperaturze topnienia. Proces fuzji przebiega w próżni lub w atmosferze argonu, aby uniknąć utleniania. Mieszaninę składającą się z proszków metali prasuje się, piecze i topi. W niektórych przypadkach tylko sproszkowany wolfram jest prasowany i spiekany, a następnie porowata preforma jest nasycona stopionym metalem. W ten sposób uzyskuje się stopy wolframu ze srebrem i miedzią. Nawet niewielkie dodatki z najbardziej ogniotrwałego metalu zwiększają wytrzymałość cieplną, twardość i odporność na utlenianie stopów z molibdenem, tantalem, chromem i niobem. Proporcje w tym przypadku mogą być absolutnie dowolne, w zależności od potrzeb branży. Bardziej złożone stopy, w zależności od stosunku składników do żelaza, kobaltu i niklu, mają następujące właściwości:

• nie starzej się w powietrzu;
• mają dobrą odporność chemiczną;
• mają doskonałe właściwości mechaniczne: twardość i odporność na zużycie.

Dość złożone związki tworzą wolfram z berylem, tytanem i aluminium. Są odporne na utlenianie w wysokich temperaturach, a także na odporność na ciepło.

Właściwości stopów

W praktyce wolfram często łączy się z grupą innych metali. Związki wolframu z chromem, kobaltem i niklem, o wysokiej odporności na kwasy, są używane do produkcji narzędzi chirurgicznych. A także specjalne stopy żaroodporne, oprócz wolframu - najbardziej odpornego na korozję metalu, zawierającego chrom, nikiel, aluminium i nikiel. Wolfram, kobalt i żelazo należą do najlepszych marek stali magnetycznej.

Stale zawierające wolfram są odporne na ścieranie, nie pękają, zawsze zachowują twardość. Narzędzia tnące nie tylko zwiększają szybkość obróbki metalu, ale również mają długą żywotność.

Najbardziej topliwe i ogniotrwałe metale

Niskie topnienie obejmuje wszystkie metale, których temperatura topnienia jest niższa niż temperatura cyny (231,9 ° C). Elementy tej grupy są stosowane jako powłoki antykorozyjne, w elektrotechnice i radiotechnice, są częścią stopy przeciwfrykcyjne. Rtęć, której temperatura topnienia wynosi -38,89 ° C, jest ciekła w temperaturze pokojowej i jest szeroko stosowana w przyrządach naukowych, lampach rtęciowych, prostownikach, przełącznikach, w produkcji chloru. Rtęć ma najniższą temperaturę topnienia w porównaniu z innymi metalami w grupie o niskiej temperaturze topnienia. Wszystkie należą do metali ogniotrwałych, których temperatura topnienia jest wyższa niż temperatura żelaza (1539 ° C). Najczęściej są one stosowane jako dodatki do produkcji stali stopowych i mogą również służyć jako podstawa dla niektórych specjalnych stopów. Wolfram, o maksymalnej temperaturze topnienia 3420 ° C, w czystej postaci jest stosowany głównie do żarników w żarówkach elektrycznych.

Dość często w krzyżówkach zadają pytania, który z metali jest najbardziej topliwy lub najbardziej oporny? Teraz bez zastanowienia można odpowiedzieć: najbardziej topliwy - rtęć i najbardziej oporny - wolfram.

Krótko o żelazie

Ten metal nazywa się głównym materiałem konstrukcyjnym. Szczegóły wykonane z żelaza znajdują się na statku kosmicznym lub łodzi podwodnej, a także w domu w kuchni w postaci sztućców i różnych dekoracji. Metal ten ma srebrno-szary kolor, ma miękkość, plastyczność i właściwości magnetyczne. Żelazo jest bardzo aktywnym pierwiastkiem, w powietrzu tworzy się tlenkowa warstewka, która zapobiega kontynuacji reakcji. W wilgotnym środowisku pojawia się rdza.

Punkt topnienia żelaza

Żelazo ma plastyczność, dobrze nadaje się do kucia i jest źle przetwarzane przez odlewanie. Ten wytrzymały metal jest łatwo obrabiany i wykorzystywany do tworzenia napędów magnetycznych. Dobra kowalność pozwala na zastosowanie go do dekoracji. Czy żelazo jest najbardziej ogniotrwałym metalem? Należy zauważyć, że jego temperatura topnienia wynosi 1539 ° C. Z definicji, metale ogniotrwałe obejmują metale, których temperatura topnienia jest wyższa niż temperatura żelaza.

Można z całą pewnością stwierdzić, że żelazo nie jest najbardziej ogniotrwałym metalem i nawet nie należy do tej grupy pierwiastków. Odnosi się do materiałów o średniej temperaturze topnienia. Jaki jest najbardziej oporny metal? Takie pytanie nie zaskoczy cię teraz. Możesz spokojnie odpowiedzieć - to jest wolfram.

Zamiast zakończenia

Na całym świecie produkuje się około 30 000 ton wolframu rocznie. Metal ten niewątpliwie znajduje się w składzie najlepszych gatunków stali do produkcji narzędzi. Potrzeby hutnictwa pochłaniają do 95% całkowitego wyprodukowanego wolframu. Aby obniżyć koszty procesu, najczęściej używają tańszego stopu składającego się w 80% z wolframu i 20% żelaza. Wykorzystując właściwości wolframu, jego stop z miedzią i niklem jest wykorzystywany do produkcji pojemników używanych do przechowywania substancji radioaktywnych. W radioterapii ten sam stop służy do produkcji ekranów, zapewniających niezawodną ochronę.