Волфрам - какав метал? Својства и апликације

Један од најчешћих хемијских елемената је волфрам. Означен је симболом В и има атомски број - 74. Волфрам припада групи метала са високом отпорношћу на хабање и тачком топљења. У периодичном систему Менделејева, он је у 6. групи, има сличне особине са "суседима" - молибденом, хромом.

Откриће и историја

У КСВИ веку, такав минерал је био познат као волфрам. Интересантно је било то што се при топљењу коситра из руде његова пјена претворила у шљаку и, наравно, ометала производњу. Од тада се волфрам назива "вучја пјена" (са њим. Волф Рахм). Име минерала је прошло до самог метала.

Шведски хемичар Сцхееле 1781. године нитратна киселина Сцхеелите метал. Током експеримента произвео је жути тешки камен - волфрамов оксид (ВИ). Две године касније, браћа Елуард (шпански хемичари) добијали су чисти волфрам од саксонског минерала.

Овај елемент и његове руде се копају у Португалу, Боливији, Јужној Кореји, Русији, Узбекистану, а највеће резерве су пронађене у Канади, Сједињеним Државама, Казахстану и Кини. Само 50 тона овог елемента се копа годишње, тако да је скупо. Размотримо детаљније какав метал је волфрам.

Својства ставке

Као што је раније поменуто, волфрам је један од најотпорнијих метала. Има сјајну светло сиву боју. Тачка топљења је 3422 ° Ц, а температура кључања 5555 ° Ц, чиста густина износи 19,25 г / цм3, а тврдоћа 488 кг / мм². Ово је један од најтежи метали поседује високу отпорност на корозију. Практично је нерастворљив у сумпорној, хлороводоничној и флуороводоничној киселини, али брзо реагује са водоничним пероксидом. Какав метал волфрам, ако не реагује са растопљеним алкалијама? Реагујем са натријум хидроксид и кисеоник, он формира два једињења - натријум тунгстрат и обичну воду Х ₂ О. Занимљиво је да се температура повећава, волфрам се самозагрева, онда је процес много активнији.

Добијам волфрам

На питање којој групи метала припада волфрам, може се одговорити да она спада у категорију ретких елемената, као што је рубидијум и молибден. А то, пак, значи да га карактерише мала производња. Осим тога, такав метал се не добија редукцијом из сировина, већ се прерађује у хемијска једињења. Како је производња ретког метала?

1. Потребан елемент се изолује из рудног материјала и концентрује у раствор или седимент.
2. Следећи корак добијате чиста хемикалија једињење пречишћавањем.
3. Чисти ретки метал - волфрам се добија из добијене супстанце.

За обогаћивање руде употребом гравитације, флотације, магнетног или електростатичког раздвајања. Резултат је концентрат који садржи 55-65% анхидрида волфрама ВО ₃ . Да би се добио прах, он се редукује коришћењем водоника или угљеника. За неке производе завршава процес добијања артикла. Тако се за припрему тврдих легура користи прах од волфрама.

Мануфацтуринг стаффс

Већ смо схватили какав је метал волфрам, а сада ћемо сазнати у којој је врсти направљен. Компактни инготи - шипке су израђене од прашкастог средства. Да би се то урадило, користити само прах, који је редукован водоником. Израђују се пресовањем и синтеровањем. Испада прилично издржљиве, али крхке инготе. Другим ријечима, они су лоше ковани. Да би се побољшало ово технолошко својство, грабици се подвргавају високотемпературној обради. Од овог производа направите још један асортиман.

Тунгстен штапови

Наравно, ово је један од најчешћих типова производа од овог метала. Која врста волфрама се користи да би се направила? То су горе описане шипке, које су коване на ротационој машини за ковање. Важно је напоменути да се процес одвија у топлом стању (1450-1500 ° Ц). Добијене шипке се користе у разним индустријама. На пример, за производњу електрода за заваривање. Поред тога, волфрамове шипке се широко користе у грејачима. Они раде у пећима на температурама до 3000 ° Ц у вакууму, инертном гасу или водонику. Шипке се могу користити и као катоде електронских и гасних уређаја, радио-цеви.

Интересантно је да се саме електроде не конзумирају, па се приликом заваривања тражи материјал за пуњење (жица, шипка). Када се истопи са завареним материјалом, он ствара базу за заваривање. Ове електроде се обично користе за заваривање обојених метала.

Волфрам и жица

Ево још једне врсте распрострањеног производа. Волфрамова жица је направљена од кованих шипки, које смо претходно разматрали. Цртеж се изводи са постепеним смањењем температуре од 1000 ° Ц до 400 ° Ц. Након тога слиједи чишћење производа жарењем, електролитичким полирањем или електролитичким јеткањем. Пошто је волфрам ватростални метал, жица се користи у отпорним елементима у пећима за грејање на температурама до 3000 ° Ц. Из ње се израђују термоелектрични претварачи, спирале жаруља са жарном нити, петље и још много тога.

Једињења волфрама са угљеником

Карбиди волфрама се сматрају веома важним са практичне тачке гледишта. Користе се за израду тврде легуре. Једињења са угљеником имају позитиван коефицијент електричне отпорности и добру проводљивост метала. Волфрам карбиди се формирају од два типа: ВЦ и В ₂ Ц. Разликују се у понашању у киселинама, као иу растворљивости у другим једињењима са угљеником.

На бази волфрамових карбида израђују се две врсте тврдих легура: синтероване и ливене. Ови последњи се добијају од прашкастог једињења и карбида са Ц недостатком (мање од 3%) ливењем. Други тип је направљен од монокарбидног волфрамовог ВЦ-а и цементних лигамената, који могу бити никл или кобалт. Синтероване легуре се добијају само металургијом праха. Цементни метални прах и волфрамов карбид су помешани, пресовани и синтеровани. Такве легуре имају високу чврстоћу, тврдоћу, отпорност на хабање.

У савременој металуршкој индустрији користе се за резање метала и за производњу алата за бушење. Једна од најчешћих легура су ВК6 и ВК8. Користе се за израду секача, секача, бушилица и других резних алата.

Обим волфрам карбида је прилично обиман. Дакле, користе се за производњу:

• опрема за пробијање оклопа;
• делови мотора, авиона, свемирских летелица и ракета;
• опрема у нуклеарној индустрији;
• хируршки инструменти.

На Западу, волфрам карбиди су посебно широко коришћени у накиту, посебно за производњу венчаних прстена. Метал изгледа лепо, естетски, лако се рукује.

То је зато што су изузетно отпорни на хабање. За огреботине такав производ ће морати уложити много труда. Чак и након неколико година, прстен ће изгледати као нови. Неће избледети, рељефни узорак неће бити оштећен, а полирани део неће изгубити свој сјај.

Волфрам и рениј

Легура ова два елемента је прилично широко коришћена за производњу термопарова високе температуре. Волфрам - какав метал? Као рениј, то је метал отпоран на топлоту, а легирање елемената смањује ову особину. Али шта ако узмете две практично идентичне супстанце? Тада се њихова тачка топљења неће смањити.

Ако се рениј користи као адитив, доћи ће до повећања отпорности на топлоту и дуктилности волфрама. Ова легура се производи топљењем у металургији праха. Термопарови направљени од ових материјала су отпорни на топлоту и могу да мере температуру изнад 2000 ° Ц, али само у инертном окружењу. Наравно, такви производи су скупи, јер је у једној години минирано само 40 тона ренија и само 51 тона волфрама.