Volfram: uporaba, lastnosti in kemijske lastnosti

Mati narava bogati človeštvo z uporabnimi kemičnimi elementi. Nekateri so skriti v globinah in jih vsebujejo relativno majhno število, vendar je njihov pomen zelo pomemben. Ena taka je volfram. Njegova uporaba je posledica posebnih lastnosti.

Zgodovina izvora

Osemnajsto stoletje, stoletje odkrivanja Mendelejevove mize, je postalo temeljno v zgodovini tega kovine.

Pred tem je obstajala snov, ki je del mineralnih kamnin, kar je preprečilo taljenje potrebnih kovin iz njih. Na primer, pridobivanje kositra je bilo težko, če je vsebovala tak element. Razlika v talilnih temperaturah in kemičnih reakcijah je privedla do tvorbe žlindre, ki je zmanjšala količino kositra.

V VIII. Stoletju so ga bratje Eluard dosledno odprli s švedskim znanstvenikom Scheelejem in Španci. To se je zgodilo zaradi kemijskih poskusov oksidacije mineralnih kamnin - šelita in volframita.

Registrirana je v periodični tabeli elementov v skladu z atomskim številom 74. Redka ognjevzdržna kovina z atomsko maso 183,84 je volfram. Njena uporaba je posledica nenavadnih lastnosti, ki so bile odkrite v 20. stoletju.

Kje pogledati?

V smislu količine v črevesju zemlje je »redko poseljen« in zaseda 28. mesto. To je sestavni del približno 22 različnih mineralov, toda nujno za njegovo izdelavo le 4 izmed njih: šelit (vsebuje okoli 80% trioksida), volframit in ferberit Gyubnera (sestojijo iz vsake 75-77%). O sestavi rude pogosto vsebuje nečistoče v nekaterih primerih, proizvedene skupaj z "ekstrakcijo" kovin, kot molibden, kositer, tantala in tako naprej. Največji depoziti so na Kitajskem, v Kazahstanu, Kanadi, ZDA, obstajajo pa tudi v Rusiji, na Portugalskem in v Uzbekistanu.

Kako priti?

V povezavi s posebnimi lastnostmi, kot tudi majhno vsebino v kamninah, je tehnologija pridobivanja čiste volframa precej zapletena.

1. Magnetna ločitev, elektrostatično ločevanje ali flotacija, da se obogati rudo do 50-60% koncentracije volframovega oksida.
2. Sprostitev 99% oksida s kemičnimi reakcijami z alkalnimi ali kislimi reagenti in postopno čiščenje nastale oborine.
3. Zmanjšanje kovine z ogljikom ali vodikom, dobitek ustreznega kovinskega prahu.
4. Izdelava ingotov ali sintranih briketov v prahu.

Ena od pomembnih faz pridobivanja metalurških izdelkov je metalurgija prahu. Temelji na mešanju praškastih ognjevzdržnih kovin, njihovem stiskanju in naknadnem sintranju. Tako dobimo veliko tehnološko pomembnih zlitin, vključno z volframov karbid, katerega uporaba je predvsem v industrijski proizvodnji rezalnih orodij z večjo močjo in trajnostjo.

Fizikalne in kemijske lastnosti

Volfram je ognjevzdržna in težka kovina srebrne barve s kristalno mrežo, ki je usmerjena na prostornino.

• Tališče je 3422 ° C.
• Vrelišče je 5555 ° C.
• Gostota je 19,25 g / cm³.

Je dober prevodnik električnega toka. Ni magnetiziran. Nekateri minerali (na primer, Scheelite) so luminescentni.

Odporen na vpliv kisline, jedkih snovi v okolju visokih temperatur, korozije in staranja. Deaktiviranje vpliva negativnih nečistoč v jeklih, izboljšanje njegove toplotne odpornosti, odpornosti proti koroziji in zanesljivosti omogoča tudi volfram. Uporaba takšnih zlitin železa in ogljika je upravičena z njihovo izdelljivostjo in odpornostjo proti obrabi.

Mehanske in tehnološke lastnosti

Volfram je trd, močan kovina. Njegova trdota je 488 HB, končna moč je 1130-1375 Mpa. V hladnem stanju ni plastike. Pri temperaturi 1600 ° C se plastičnost dvigne na stanje popolne skladnosti s tlačnim obdelovanjem: kovanje, valjanje in črpanje. Znano je, da 1 kg te kovine omogoča izdelavo preje s skupno dolžino do 3 km.

Rezanje je težavno zaradi pretirane trdote in krhkosti. Za vrtanje, struženje, rezkanje, karbidne tungsten-kobaltove materiale, izdelane po metodi prašna metalurgija. Manj pogosto se pri nizkih hitrostih in posebnih pogojih uporabljajo orodja iz jekla, ki vsebujejo volfram, z visoko hitrostjo. Standardna načela rezanja se ne uporabljajo, ker je oprema zelo hitro izrabljena, obdelava volframa pa je počena. Uporabljene so naslednje tehnologije:

1. Kemična obdelava in impregnacija površinskega sloja, vključno s srebrom za ta namen.
2. Segrevanje površino z uporabo peči, plinski plamen, električni tok 0,2 A. Dovoljena temperatura, pri kateri obstaja v duktilnosti nekaterih povečan in zato, izboljšano rezanje, - 300-450 C.
3. Rezanje volframa z uporabo snovi z nizkim tališčem.

Brušenje in brušenje je smiselno opraviti s pomočjo diamantov in elborovyh orodja, manj pogosto - korunda.

Varjenje te ognjevzdržne kovine se izvaja v glavnem pod vplivom električnega loka, volframa ali ogljikove elektrode v okolju inertnih plinov ali tekočih zaščit. Možno je tudi kontaktno varjenje.

Ta poseben kemični element ima značilnosti, ki ga ločujejo v skupni masi. Tako, na primer, je značilna visoka odpornost na toploto in odpornost proti obrabi, izboljšuje kakovost in rezalne lastnosti dopiranih volframa jekla in z visokimi temperaturami tališča omogoča proizvodnjo žarnice in za elektrode za varjenje.

Uporaba

Rarnost, neobičajnost in pomen določata široko uporabo v sodobni kovinski tehnologiji, imenovani Tungsten - volfram. Lastnosti in aplikacije upravičujejo visoke stroške in povpraševanje. indikatorji visoke talilne temperature, trdota, trdnost, odpornost na toploto in odpornost proti kemičnim in koroziji in odpornost rezanje značilnosti oblačila - da njegove glavne kartic. Primeri uporabe:

1. Filamentna žarilna nitka.
2. Legiranje jekel da dobimo visoke hitrosti, na obrabo odporne, toplotno odporne in toplotno odporni železo-ogljične zlitine, ki najdejo vloge za proizvodnjo urjenja in drugih orodij, udarce, vzmeti in listnate vzmeti, tirnice.
3. Proizvodnja "praškastih" trdih zlitin, ki se uporabljajo predvsem kot orodja za rezanje, vrtanje ali stiskanje, odporna na obrabo.
4. Elektrode za argonski ark in kontaktno varjenje.
5. Izdelava delov za rentgensko in radijsko tehniko, različne tehnične svetilke.
6. Posebne svetleče barve.
7. Žica in deli za kemično industrijo.
8. Različne praktične majhne stvari, na primer, mormyshki za ribolov.

Različne zlitine, ki vključujejo volfram, postajajo vse bolj priljubljene. Obseg takšnih materialov je včasih presenetljiv - od težkega inženirstva do lahke industrije, kjer so izdelane tkanine s posebnimi lastnostmi (na primer ognjevarne).

Univerzalni materiali ne obstajajo. Vsak znan element in ustvarjene zlitine odlikujejo njihova posebnost in potreba po določenih področjih življenja in industrije. Vendar pa imajo nekatere od njih posebne lastnosti, ki omogočajo predhodno neizvedljive procese. Ena taka kovina je volfram. Njena uporaba ni dovolj široka, kot v jeklu, vendar je vsaka od možnosti izjemno uporabna in potrebna za človeštvo.