Волфрам: приложение, свойства и химични характеристики

Майската природа обогати човечеството с полезни химически елементи. Някои от тях са скрити в дълбините и се съдържат в сравнително малък брой, но тяхното значение е много важно. Един такъв е волфрам. Неговата употреба се дължи на специални свойства.

История на произхода

Осемнадесети век, векът на откриването на масата на Менделеев, се превърна в основен елемент в историята на този метал.

По-рано съществуваше вещество, което е част от минералните скали, което предотврати топенето на необходимите метали от тях. Например, получаването на калай е трудно, ако рудата съдържа такъв елемент. Разликата в температурите на топене и химическите реакции доведе до образуването на пяна от шлака, което намали количеството на калайния изход.

През VIII век металът е последователно отворен от шведския учен Шеле и испанците от братята Елуард. Това се случи поради химически експерименти върху окисляването на минерални скали - схелит и вълмодрат.

Той е регистриран в периодичната таблица на елементите в съответствие с атомно число 74. Рядък огнеупорен метал с атомна маса 183.84 е волфрам. Използването му се дължи на необичайни свойства, открити през 20-ти век.

Къде да погледнем?

По отношение на количеството в земните недра, то е "слабо населено" и заема 28-то място. Той е компонент на около 22 различни минерали, но от съществено значение за производството му има само четири от тях: шеелит (съдържа около 80% триоксид), волфрам, и ферберит Gyubnera (са съставени от 75-77% всяка). руди Съставът често съдържа примеси в някои случаи, произведени заедно с "извличане" на метали, като молибден, калай, тантал и така нататък. Най-големите депозити са в Китай, Казахстан, Канада, САЩ, а също и в Русия, Португалия и Узбекистан.

Как да го получим?

Във връзка със специалните свойства, както и с малкото съдържание в скалите, технологията за получаване на чист волфрам е доста сложна.

1. Магнитно разделяне, електростатично разделяне или флотация, за обогатяване на рудата до 50-60% от концентрацията на волфрамов оксид.
2. Освобождаването на 99% оксид чрез химични реакции с алкални или кисели реагенти и постепенното пречистване на получената утайка.
3. Редукцията на метала с въглерод или водород, добивът на съответния метален прах.
4. Производство на блокове или прахово-синтеровани брикети.

Един от важните етапи при получаване на металургични продукти е праховата металургия. Тя се основава на смесването на прахообразни огнеупорни метали, тяхното пресоване и последващо синтероване. По този начин се получава голям брой технологично важни сплави, включително волфрамов карбид, чието приложение се среща основно в промишленото производство на режещи инструменти с повишена мощност и издръжливост.

Физични и химични свойства

Волфрамът е огнеупорен и тежък метал със сребрист цвят с обемно ориентирана кристална решетка.

• Точката на топене е 3422 ° С.
• Точката на кипене е 5555 ° С.
• Плътността е 19,25 g / cm³.

Той е добър проводник на електрически ток. Той не е магнетизиран. Някои минерали (например, схелитът) са луминисцентни.

Устойчив на въздействието на киселини, корозивни вещества в околната среда при високи температури, корозия и стареене. Дезактивирането на влиянието на отрицателните примеси в стоманите, подобряването на неговата устойчивост на топлина, устойчивостта на корозия и надеждността също се улесняват от волфрам. Използването на такива желязо-въглеродни сплави е оправдано от тяхната изработка и устойчивост на износване.

Механични и технологични свойства

Волфрамът е твърд, силен метал. Твърдостта му е 488 HB, крайната сила е 1130-1375 Mpa. В студено състояние не е пластмаса. При температура от 1600 ° C, пластичността се повишава до състояние на абсолютно съответствие с обработката под налягане: коване, валцуване и изтегляне. Известно е, че 1 кг от този метал прави възможно производството на прежда с обща дължина до 3 километра.

Рязането е трудно поради прекомерна твърдост и крехкост. За пробиване, струговане, фрезоване, карбидни волфрамови кобалтови материали, произведени по метода праховата металургия. По-рядко, при ниски скорости и специални условия, се използват инструменти от високоскоростна сплав, съдържаща волфрам. Стандартните принципи на рязане не са приложими, тъй като оборудването е изключително бързо износено и обработваният волфрам е пукнат. Прилагат се следните технологии:

1. Химическо обработване и импрегниране на повърхностния слой, включително използването на сребро за тази цел.
2. Отопление на повърхността с помощта на пещи, газови пламъци, електрически ток от 0,2 А. Допустимата температура, при която има леко увеличение на еластичност и, съответно, подобрява рязане - 300-450 ° C.
3. Рязане на волфрам с използване на ниско топими вещества.

Заточването и смилането е целесъобразно да се извършва с помощта на диаманти и elborovyh инструменти, по-рядко - корунд.

Заваряването на този огнеупорен метал се извършва основно под въздействието на електрическа дъга, волфрам или въглеродни електроди в среда на инертни газове или течни защити. Също така е възможно да се използва контактно заваряване.

Този конкретен химически елемент има характеристики, които го отличават в общата маса. Така, например, се характеризират с висока устойчивост на топлина и износоустойчивост, подобрява качеството и режещите свойства на легирани стомани волфрамови и висока температура на топене позволява производството на лампи с нажежаема жичка и за електроди за заваряване.

приложение

Рядкостта, необичайността и важността определят широкото използване на метал, наречен волфрам - волфрам в модерната технология. Свойствата и приложенията оправдават високата цена и търсенето. Високите температури на топене, твърдост, якост, устойчивост на топлина и устойчивост на химични влияния и корозия, устойчивост на износване и характеристики на рязане са главните тромпети. Примери за употреба:

1. Нажежаема спирала.
2. Сплавяване на стомани за да получат високоскоростен, износоустойчиви, топлоустойчив и топлоустойчиви желязо-въглеродни сплави, които намират приложение за производство на свредла и други инструменти, перфоратори, пружини и ресори, за железопътен транспорт.
3. Производство на твърди сплави "на прах", използвани основно като особено устойчиви на износване рязане, пробиване или пресоване.
4. Електроди за заваряване с аргон и контактно заваряване.
5. Производство на части за рентгеново и радиотехника, различни технически лампи.
6. Специални светлинни бои.
7. Телове и части за химическата промишленост.
8. Различни практически малки неща, например, mormyshki за риболов.

Различните сплави, които включват волфрам, придобиват популярност. Обхватът на такива материали понякога е изненадващ - от тежкото инженерство до леката промишленост, където се произвеждат тъкани със специални свойства (например огнеупорни).

Не съществуват универсални материали. Всеки известен елемент и създадени сплави се отличават с тяхната уникалност и необходимост за определени сфери на живота и индустрията. Някои от тях обаче имат специални свойства, които правят възможни преди това невъзможни процеси. Един такъв метал е волфрам. Неговото приложение не е достатъчно широко, както в стоманата, но всяка от опциите е изключително полезна и необходима за човечеството.