Tungsten: primjena, svojstva i kemijske karakteristike

Majka priroda obogatio je čovječanstvo s korisnim kemijskim elementima. Neki od njih su skriveni u dubinama i sadržani su u relativno malom broju, ali njihovo značenje je vrlo značajno. Jedan takav je volfram. Njegova uporaba je zbog posebnih svojstava.

Povijest podrijetla

Osamnaesto stoljeće, stoljeće otkrića Mendelejevevog stola, postalo je temeljno u povijesti ovog metala.

Ranije je postojala tvar koja je dio mineralnih stijena, što je spriječilo taljenje potrebnih metala iz njih. Na primjer, dobivanje kositra bilo je teško ako je ruda sadržavala takav element. Razlika u temperaturi taljenja i kemijskim reakcijama dovela je do formiranja troske pjene, što je smanjilo količinu izlaza kositra.

U VIII. Stoljeću švedski znanstvenik Scheele i Španjolci dosljedno otvaraju metal od strane braće Eluarda. To se dogodilo zbog kemijskih pokusa na oksidaciji mineralnih stijena - scheelita i tolfamita.

Zapisano je u periodičnoj tablici elemenata u skladu s atomskim brojem 74. Rijedak vatrostalni metal s atomskom masom 183.84 je volfram. Njegova je upotreba zbog neobičnih svojstava koja su otkrivena tijekom 20. stoljeća.

Gdje potražiti?

Što se tiče količine u crijevima zemlje, to je "rijetko naseljeno" i zauzima 28. mjesto. To je sastavni dio oko 22 različitih minerala, ali bitno za njegovu proizvodnju su samo 4 od njih: šelova olovna ruda (sadrži oko 80% trioksid), volframit i ferberite Gyubnera (sastoje se od 75-77% svaki). U sastavu ruda najčešće sadrže nečistoće, u nekim slučajevima, paralelnu "ekstrakciju" metala kao što su molibden, kositar, tantal i tako dalje. Najveći depoziti nalaze se u Kini, Kazahstanu, Kanadi, SAD-u, a tu su iu Rusiji, Portugalu i Uzbekistanu.

Kako to dobiti?

U vezi s posebnim svojstvima, kao i malim sadržajem u stijenama, tehnologija dobivanja čiste volframa je prilično komplicirana.

1. Magnetsko razdvajanje, elektrostatičko razdvajanje ili flotacija da se obogaćuju ruda do 50-60% koncentracije volfram oksida.
2. Oslobađanje 99% oksida kemijskim reakcijama s alkalnim ili kiselim reagensima i faznom pročišćavanjem dobivenog taloga.
3. Redukcija metala s ugljikom ili vodikom, prinos odgovarajućeg metalnog praha.
4. Proizvodnja ingota ili sinteriranih briketa u prahu.

Jedna od važnih faza u dobivanju metalurških proizvoda je metalurška prašina. Temelji se na miješanju refraktorskih metala u prahu, njihovom prešanju i naknadnom sinteriranju. Tako se dobije veliki broj tehnološki važnih legura, uključujući volfram karbida, pri čemu se primjena uglavnom nalazi u industrijskoj proizvodnji alata za rezanje povećane snage i trajnosti.

Fizička i kemijska svojstva

Tungsten je vatrostalni i teški metal srebrne boje s volumenskom kristalnom rešetkom.

• Talište iznosi 3422 ° C.
• Vrelište je 5555 ° C.
• Gustoća je 19,25 g / cm³.

To je dobar dirigent električne struje. Nije magnetizirano. Neki minerali (na primjer, scheelite) su luminescentni.

Otporan na utjecaj kiselina, korozivnih tvari u okruženju visokih temperatura, korozije i starenja. Deaktivacija utjecaja negativnih nečistoća u čeliku, poboljšanje otpornosti na toplinu, otpornosti na koroziju i pouzdanosti također je olakšana volframom. Korištenje takvih legura željeza i ugljena opravdano je njihovom proizvodnjom i otpornošću na habanje.

Mehanička i tehnološka svojstva

Tungsten je tvrdi, snažan metal. Njegova tvrdoća iznosi 488 HB, krajnja snaga 1130-1375 Mpa. U hladnom stanju nije plastična. Na temperaturi od 1600 ° C, plastičnost se podiže do apsolutnog udovoljavanja tlačne obrade: kovanja, valjanja i crtanja. Poznato je da 1 kg ovog metala omogućuje proizvodnju pređe ukupne duljine do 3 km.

Rezanje je teško zbog pretjerane tvrdoće i krhkosti. Za bušenje, okretanje, glodanje, karbidni volfram-kobaltni materijali načinjeni metodom metalurgija praha. Manje često, pri malim brzinama i posebnim uvjetima, alati se koriste od čelika koji sadržava željezo s visokim stupnjem legure. Standardna načela za rezanje nisu primjenjiva, budući da je oprema iznimno brzo istrošena, a obrađena volfram je napuknut. Primjenjuju se sljedeće tehnologije:

1. Kemijska obrada i impregnacija površinskog sloja, uključujući upotrebu srebra za tu svrhu.
2. Zagrijavanje površine pomoću peći, plin, plamen električnu struju od 0,2 A. dopuštena temperatura na kojem se nalazi neka povećanje žilavosti i, prema tome, poboljšanu rezanje, - 300-450 ° C
3. Rezanje volframa upotrebom tvari s niskim talištem.

Oštrenje i brušenje je svrhovito provesti uz pomoć dijamanta i elborovyh alati, rjeđe - korund.

Zavarivanje ovog vatrostalnog metala vrši se uglavnom pod utjecajem električnog luka, volframa ili ugljenih elektroda u okruženju inertnih plinova ili tekućih zaštićenja. Također je moguće koristiti zavarivanje kontakata.

Ovaj kemijski element ima svojstva koja ga razlikuju u ukupnoj masi. Tako, na primjer, da se odlikuje visoka toplinska otpornost i otpornost na trošenje, poboljšava kvalitetu i rezanje svojstva dopiranih čelika volframa, a temperaturu taljena omogućava proizvodnju vlakna i svjetiljke za elektrode za zavarivanje.

primjena

Rijetkost, neobičnost i važnost određuju široku primjenu u modernoj tehnologiji metala pod nazivom volfram - volfram. Svojstva i aplikacije opravdavaju visoku cijenu i potražnju. Visoke temperature taljenja, tvrdoće, čvrstoće, otpornosti na toplinu i otpornosti na kemijske utjecaje i koroziju, otpornost na habanje i karakteristike rezanja glavne su karte. Upotrijebite slučajeve:

1. Filament filament.
2. Allocija čelika kako bi se postigla velike brzine, otporan na habanje, otporan na toplinu i otporan na toplinu željeza ugljika legure, koji nalaze primjenu za proizvodnju bušilice i drugih alata, udaraca, izvora i lisnate opruge, željeznicom.
3. Proizvodnja tvrdih legura "praha", uglavnom kao specijalno rezno otporno na rezanje, bušenje ili prešanje alata.
4. Elektrode za argonske i kontaktne zavarivanje.
5. Izrada dijelova za rendgensku i radijsku tehniku, razne tehničke svjetiljke.
6. Posebne svjetleće boje.
7. Žice i dijelovi za kemijsku industriju.
8. Razne praktične male stvari, na primjer, mormyshki za ribolov.

Razne legure, koje uključuju volfram, dobivaju popularnost. Opseg takvih materijala je ponekad iznenađujući - od teških inženjeringa do lagane industrije, gdje se izrađuju tkanine s posebnim svojstvima (na primjer, vatrostalnim).

Univerzalni materijali ne postoje. Svaki poznati element i stvorene legure se razlikuju po svojoj jedinstvenosti i nužnosti za određene sfere života i industrije. Međutim, neki od njih imaju posebna svojstva koja bi omogućila neprohodne procese. Jedan takav metal je volfram. Njegova primjena nije dovoljno široka, kao u čeliku, ali svaka od mogućnosti je vrlo korisna i neophodna za čovječanstvo.