Melyik fém a legtöbb tűzálló bolygómon
Tungsten eltér az összes többi fém fajsúlya, keménység és a magas olvadáspontú. A sűrűségű volfrám majdnem kétszer, hogy az ólom, hogy pontos legyek - a 1,7-szer. Azáltal refractoriness és keménység a volfrám és ötvözetei elfoglalják a felső pozícióban a fémek között. Technikailag tiszta wolfram olvadáspontja 3380 ° C-on forr csak 5900 ° C-on Ez a hőmérséklet - a felszínen a nap!
És úgy néz ki, „King refrakteritásra” elég rendes. wolfram szín nagyban függ az előállítás módjától.
Zsugorított volfrámkarbid - fényes szürke fém, inkább emlékeztet a platina. Tungsten por - sötétszürke, és még fekete.
Szinte minden képező fémek volfrám ötvözetek. Az összes ötvözetek volfrám legnagyobb érték szerzett wolfram-tartalmú acél.
Tungsten acél termelésére tankpáncél, nyersbőr torpedók és rakéták, a legfontosabb részei a légi járművek és motorok.
Az eszköz készült wolfram acél, ellenáll óriási sebességgel legintenzívebb fémmegmunkálási eljárások. Vágási sebesség ilyen eszköz mért tíz méter másodpercenként.
A huszadik század elején kezdték használni volfrámszálból az izzók: ez lehetővé teszi, hogy a hő akár 2200 ° C Mint ilyen, volfrám teljesen nélkülözhetetlen ma. Ez annak köszönhető, hogy két tulajdonság: az tűzálló és plaszticitás. Től egy kilogramm wolfram huzal kifeszített 3.5 km hosszú, ami elegendő a gyártási üvegkábel 23 ezer 60 wattos izzók.
Volfrám és m (lat. Wolframium), W, egy kémiai elem VI csoport a periódusos rendszer, a sorszám 74, atomsúlya 183,85.
Természetes volfrám keverékéből áll öt stabil izotópok a tömegszáma 180, 182, 183, 184 és 186. Tungsten fedezték fel, és formájában izoláljuk volfrámsav-oxid WO3 1781-ben a svéd kémikus Scheele ásványi K. tungstena, később nevezték scheelite.
1783-ban a spanyol vegyészek testvérek d'Eluyar WO3 izolált ásványi wolframite és helyreállítása WO3 szénnel, először kapott a fém is, amelyeket az úgynevezett volfrám.
Ásványi wolframite ismert volt, hogy Agricola (16). És nevezte «SPUMA lupi» - farkas hab (ez Wolf -. Wolf, Rahm - hab) annak a ténynek köszönhető, hogy a wolfram mindig kíséri ón ércek beavatkoztak ón olvasztása, történő fordítása a salak hab ( „eszik ón, mint egy farkas juhok”). Az Egyesült Államokban és néhány más országban, mint egy elem az úgynevezett „volfrám” (Svéd - nehéz kő).
Tungsten hosszú ideig nem talált ipari alkalmazásokhoz. Csak a 2. félidőben a 19. században. Elkezdtünk befolyásának tanulmányozására adalékanyagok tulajdonságainak wolfram acél.
Normális körülmények között, a wolfram kémiailag ellenálló. 400-500 ° C-on jelentősen fém oxidálódik a levegőn az WO3. A vízgőz gyorsan oxidálja 600 ° C felett, hogy WO2.
Halogének, kén, szén, szilícium, bór kölcsönhatásba a fém magas hőmérsékleten (a porított volfrám fluor - szobahőmérsékleten). Mivel volfrám nem reagál hidrogénnel akár az olvadási hőmérsékletet; nitrogén magasabb, mint 1500 ° C képez nitrid.
Normális körülmények között, rezisztens volfrám tekintetében a sósavat, kénsavat, salétromsavat és a hidrogén-fluorid sav, valamint az aqua regia; 100 ° C-on ez gyengén reagálva azokkal; gyorsan elegyében oldjuk hidrogén-fluorid és a salétromsav. Oldatokban lúgok melegítés wolfram feloldódik enyhén és olvadt alkáli alatti levegő vagy a oxidálószerek jelenlétében - gyors; volframátok így formált.
A vegyületek a volfrám, mutat vegyértéke 2-6, leginkább stabil vegyület legmagasabb vegyérték.
Volfrám-oxidot képez, négy: felső - trioxid WO3 (volfrám-trioxid), alacsonyabb - WO2 dioxid és két időközi W10 O29 és W4 O11. Volfrám-trioxid - kristályos por citromsárga, oldódik lúgos oldatokban alkotnak volframát. A annak csökkentése hidrogénnel vannak kialakítva, egymást követően alacsonyabb oxidok és volfrám. Volfrám-trioxid megfelel volfrámsav H2 WO4- sárga por, amely gyakorlatilag oldhatatlan vízben és savak. A lejátszódó reakció oldatokat ammónia és oldatok alkáli-volframát képződik. A 188 ° C-on H2 WO4 hasítja le vizet a kialakulását WO3. C képez egy sor klór volfrám-kloridok és oxikloridok. A legfontosabb ezek közül: WCl6 (olvadáspont 275 ° C, tkip 348 ° C) és WO2 Cl2 (olvadáspont 266 ° C, 300 ° C feletti szublimál). Ezek hatásával nyert klór a volfrám-trioxid jelenlétében szén. Kénnel képez két volfrám-szulfid WS2 és WS3. Karbid volfrám WC (olvadáspont 2900 ° C) és W2 C (olvadáspont 2750 ° C) -, kemény tűzálló vegyületek, amelyeket úgy kapunk, volfrám reakciója szén át 1000-1500 ° C-on
A nyersanyag a volfrám wolframite és scheelite koncentrátumok (50-60% WO3). Tól koncentrátumot smelted közvetlenül ferrotungsten (ötvözet vas és 65-80% volfrám) előállításához használt acél. A volfrám, valamint ezek ötvözetei és vegyületek elkülönítjük a koncentrátumból volfrám-trioxid. Az ipar használja számos módon WO3. Scheelite koncentrátumok bomlik szódaoldattal autoklávban 180-200 ° C-on (előállítására lásd a technikai megoldás a nátrium-volframát) vagy sósav (előállított technikai volfrámsav):
Wolframite koncentrátumok elbontjuk szódás vagy szinterezés 800-900 ° C hőmérsékleten, majd kimosódás Na2 WO4 vizet, vagy kezeléssel melegítés nátrium-hidroxid-oldattal. Bomlásakor lúgos szerek (nátrium-hidroxid vagy nátrium-karbonát), Na2 WO4 oldat képződik. szennyezése. Azok elválasztását követően az oldatból kinyert H2 WO4. (A még könnyen szűrhető, durva és mosott első csapadék Na2 WO4 oldatot kicsapjuk CaWO4., Amelyet azután hidrogén-kloriddal megbontjuk.) Szárított H2 WO4 tartalmaz 0,2-0,3% szennyeződést. H2 WO4 kalcinálás 700-800 ° C-on állítjuk elő WO3. és már belőle - kemény ötvözetek. A termelés fémvolfrámot H2 WO4 tovább tisztítjuk ammónia módszer -, hogy feloldjuk az ammónia és kristályosodási ammónium-paravolframát 5 (NH4) 2 O · 12WO3 · n H2 O. A kalcinálás ennek a sónak ad a tiszta WO3.
Tungsten port redukciójával nyert hidrogénnel WO3 (és a gyártása keményfém -, valamint szén-dioxid) egy cső alakú elektromos kemencében 700-850 ° C-on Egy kompakt készítünk egy fémpor zsugorított fémből módszerrel, azaz. E. Préselt acél öntőformák nyomáson 3-5 t / cm2 és hőkezelés a tömörített üres rudak. Az utolsó szakasz hőkezelés - melegítés, körülbelül 3000 ° C-on hajtjuk végre speciális eszközök által áthaladó elektromos áram közvetlenül egy rúd-hidrogén atmoszférában. On olvadó volfrám, valamint alkalmasak a műanyag feldolgozásra (kovácsolás, rajz, hengerelt, stb) melegítés közben. Mivel rudak úszó révén a zóna olvadási katód volfrám egykristályok kapunk.
Tungsten széles körben használják a tiszta fém formájában és ötvözetek számos a legfontosabb az, amely - ötvözött acélból, kemény ötvözetek alapuló volfrám-karbid és kopásálló szuperötvözetek. Tungsten része számos kopásálló ötvözetet bevonására használt felületek gépalkatrészek (repülőgép-hajtómű szelepek, turbinalapátok, és mások.). A légi és a rakéta alkalmazott technológia hőálló wolfram ötvözetek egyéb tűzálló fémek. Rezisztencia és a kis gőznyomás magas hőmérsékleten elengedhetetlenné teszi, hogy a izzólámpák, valamint a gyártás részeinek vákuumos eszközök az elektronikában és Rentgenotechnika. A különböző területeken a technológia alkalmazásának egyes kémiai vegyületek volfrám, például Na2 WO4 (a festék és a textilipar), WS2 (katalizátor a szerves szintézisekben, hatékony szilárd kenőanyag a súrlódó alkatrészek).
Tugopl és vkie találkozott egy lly. műszaki minősítő - fémek megolvadnak feletti hőmérsékleten 1650-1700 ° C-on Ezek közé tartozik a Ti titánt, Zr cirkóniumot, hafniumot Hf (IV csoportja a periódusos rendszer), vanádium V, nióbium Nb, tantál Ta (V csoport), króm Cr, Mo molibdént, volfrámot W (VI-csoport), a rénium Re (VII csoport ). Mindezek az elemek (kivéve a króm) ritkák fémek, a Re - ritka fémek diffúz. Magas olvadáspontú is jellemzi a platina-csoport fém-és a tórium, de ezek nem releváns technikai besorolása a tűzálló fémek.
Tűzálló fémek hasonló elektronikus atomok és átmeneti elemek zárulnak obolochkami. Ezek atomközi kötések vesznek részt nem csak a külső s-elektronok, hanem d-elektronok, amely meghatározza a nagyobb szilárdsága az atomi kötések, és ennek következtében, a magas olvadáspontú, nagy mechanikai szilárdság, keménység és elektromos ellenállás. Tűzálló fémek hasonló kémiai tulajdonságokkal. Változó vegyértékű fém okozza különbözősége kémiai vegyületek. Ezek alkotják a tűzálló fém-szilárd vegyület.
Tungsten és movye CPF és ha - alapján wolfram ötvözetek. Ötvöző használt fémek (Mo, Re, Cu, Ni, Ag, stb), oxidok (ThO2), karbidok (TaC), és más vegyületek, amelyek injektálunk a volfrám, hogy növelje a nagy hőmérsékletű szilárdság, alakíthatóság (hőmérsékleten legfeljebb 500 ° C-on ), megmunkálhatóság, valamint biztosítja a szükséges fizikai tulajdonságait a komplex. Volfrám ötvözet eljárásokkal állítjuk elő a porkohászati vagy fúziós komponensek ív és elektron-nyaláb kemencék. Az iparban főleg keményfém. Szerint a szerkezet különböztetni 3 csoportok volfrám ötvözetek ötvözetek (szilárd oldatok) pszeudoötvözeteket vegyületek és pszeudoötvözetek fémekkel.
Rénium szilárd oldatot alapuló W jelentősen javítja az alacsony hőmérsékletű hajlékonyságát és megmunkálhatóság, rendre. Maximális alakíthatóság is wolfram ötvözetek 20-28% Re. A további növekedés a tartalmát Re alakíthatóság kezd esni újra felszabadulása miatt a felesleges # 963; - fázisban. Emellett fokozott alakíthatóság, az ötvözetek W - Re magas hőállóság. Annak ellenére, hogy a rénium egy ritka és drága fém ötvözetek, az 50-es években. Huszadik században kezdték használni az elektronikus eszközök (ötvözetek 5-30% Re), és mint a hőelem anyagok használatra szánt akár 2500 ° C-on
volfrám pszeudoötvözeteket nem oldószer van Cu és Ag (adagolható külön vagy együttesen mennyiségben 5 és 40%) heterogén szerkezete szemcsékből álló W, körülvéve réteg Cu és Ag vagy annak egy ötvözete. Ezek az anyagok egyesítik a nagy szívósság, hő, kopásállóság, ellenállás a szikra keletkezik jellemző volfrám jó elektromos és hővezető Cu és Ag. Ezeknek a villamos érintkezők készülnek, és mások. Tungsten, impregnált Ag és Cu és használt rakéta motor gyártása. Közel wolfram pszeudoötvözeteket réz és az ezüst van egy szerkezete az úgynevezett „nehéz ötvözetek» W 3-10% Ni és 2-5% Cu. A sűrűség a szinterelés után a tömörített tuskó eléri a 18 g / cm 3. „Heavy ötvözetek” használnak anyagok védelmére gammasugárzás radioterápiás és a tartályok gyártására tárolására radioaktív termékeket. Nagy sűrűségű „nehéz ötvözetek lehetővé teszi azok használatát más területeken (repülőgépek, precíziós műszer, és így tovább. D.)