Wolfram: toepassing, eienskappe en chemiese eienskappe

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

Moeder natuur het die mensdom met nuttige chemiese elemente verryk. Sommige van hulle is versteek in sy ingewande en word in relatief klein hoeveelhede vervat, maar hul betekenis is baie belangrik. Een hiervan is wolfram. Die gebruik daarvan is te danke aan sy spesiale eienskappe.

Oorsprongverhaal

XVIII eeu - die eeu van die ontdekking van die periodieke tabel - het fundamenteel in die geskiedenis van hierdie metaal geword.

Voorheen is die bestaan van 'n sekere stof, wat deel van die minerale gesteentes is, aanvaar, wat die smelt van die nodige metale daaruit verhoed het. Byvoorbeeld, die verkryging van tin was moeilik as die erts so 'n element bevat het. Die smelttemperatuurverskil en chemiese reaksies het gelei tot die vorming van slakskuim, wat die hoeveelheid tinopbrengs verminder het.

In die VIII eeu is die metaal agtereenvolgens deur die Sweedse wetenskaplike Scheele en die Spanjaarde-broers Eluard ontdek. Dit het gebeur as gevolg van chemiese eksperimente oor die oksidasie van minerale gesteentes - skeeliet en wolframiet.

Geregistreer in die periodieke stelsel van elemente in ooreenstemming met atoomgetal 74. 'n Seldsame vuurvaste metaal met 'n atoommet 'n massa van 183,84 is wolfram. Die gebruik daarvan is te wyte aan ongewone eienskappe wat reeds gedurende die 20ste eeu ontdek is.

Waar om te kyk?

Wat die getal in die ingewande van die aarde betref, is dit "yl bevolk" en neem die 28ste plek in. Dit is 'n komponent van ongeveer 22 verskillende minerale, maar slegs 4 van hulle is noodsaaklik vir die onttrekking daarvan: scheeliet (bevat ongeveer 80% trioksied), wolframiet, ferberiet en hubneriet (hulle bevat 75-77% elk). Die samestelling van erts bevat meestal onsuiwerhede, in sommige gevalle word 'n parallelle "ekstraksie" van metale soos molibdeen, tin, tantaal, ens. uitgevoer. Die grootste afsettings is in China, Kazakstan, Kanada, die VSA, daar is ook in Rusland, Portugal, Oesbekistan.

Hoe kry hulle dit?

Weens die spesiale eienskappe, sowel as die lae inhoud in die rotse, is die tegnologie vir die verkryging van suiwer wolfram redelik ingewikkeld.

1. Magnetiese skeiding, elektrostatiese skeiding of flotasie om erts tot 50-60% wolframoksiedkonsentrasie te verryk.
2. Isolering van 99% oksied deur chemiese reaksies met alkaliese of suur reagense en gefaseerde suiwering van die resulterende neerslag.
3. Metaalreduksie met koolstof of waterstof, uitset van die ooreenstemmende metaalpoeier.
4. Produksie van blokke of poeier gesinterde brikette.

Een van die belangrike stadiums in die vervaardiging van metallurgiese produkte is poeiermetallurgie. Dit is gebaseer op die vermenging van verpoeierde vuurvaste metale, hul pers en daaropvolgende sintering. Sodoende word 'n groot aantal tegnologies belangrike legerings verkry, insluitend wolframkarbied, waarvan die toepassing hoofsaaklik gevind word in die industriële vervaardiging van snygereedskap met verhoogde krag en duursaamheid.

Fisiese en chemiese eienskappe

Wolfram is 'n vuurvaste en swaar metaal van silwer kleur met 'n liggaamsgesentreerde kristalrooster.

• Smeltpunt - 3422 ˚С.
• Kookpunt - 5555 ˚С.
• Digtheid - 19,25 g/cm3.

Dit is 'n goeie geleier van elektriese stroom. Magnetiseer nie. Sommige minerale (soos scheeliet) is lig.

Bestand teen sure, aggressiewe stowwe by hoë temperature, korrosie en veroudering. Wolfram dra ook by tot die deaktivering van die invloed van negatiewe onsuiwerhede in staal, die verbetering van die hittebestandheid, korrosiebestandheid en betroubaarheid. Die gebruik van sulke yster-koolstof-legerings word geregverdig deur hul vervaardigbaarheid en slytasieweerstand.

Meganiese en tegnologiese eienskappe

Wolfram is 'n harde, duursame metaal. Sy hardheid is 488 HB, treksterkte is 1130-1375 MPa. As dit koud is, is dit nie plastiek nie. By 'n temperatuur van 1600 ˚С neem plastisiteit toe tot 'n toestand van absolute vatbaarheid vir drukbehandeling: smee, rol, trek. Dit is bekend dat 1 kg van hierdie metaal dit moontlik maak om 'n draad met 'n totale lengte van tot 3 km te vervaardig.

Masjinering is moeilik as gevolg van oormatige hardheid enbroosheid. Vir boor, draai, frees word karbiedwolfram-kob altmateriaal gebruik, gemaak deur poeiermetallurgie. Minder dikwels, teen lae snelhede en spesiale toestande, word gereedskap gemaak van hoëspoed-gelegeerde wolframstaal gebruik. Standaard snybeginsels is nie van toepassing nie, aangesien die toerusting uiters vinnig verslyt, en die verwerkte wolfram kraak. Die volgende tegnologieë word toegepas:

1. Chemiese behandeling en impregnering van die oppervlaklaag, insluitend die gebruik van silwer vir hierdie doel.
2. Verhitting van die oppervlak met behulp van oonde, 'n gasvlam, 'n elektriese stroom van 0,2 A. Die toelaatbare temperatuur waarteen daar 'n effense toename in plastisiteit is en gevolglik die sny verbeter, is 300-450 ˚С.
3. Wolframsnywerk met smeltbare materiale.

Slyp en slyp moet uitgevoer word met diamant- en elbor-gereedskap, minder dikwels korund.

Sweiswerk van hierdie vuurvaste metaal word hoofsaaklik uitgevoer onder die werking van 'n elektriese boog, wolfram of koolstofelektrodes in 'n inerte gas of vloeistof afskerming. Kontaksweiswerk is ook moontlik.

Hierdie spesifieke chemiese element het eienskappe wat dit uit die skare laat uitstaan. So, byvoorbeeld, gekenmerk deur hoë hittebestandheid en slytasieweerstand, verbeter dit die kwaliteit en sny-eienskappe van gelegeerde wolframbevattende staal, en sy hoë smeltpunt maak dit moontlik om filamente vir gloeilampe en elektrodes vir sweiswerk te vervaardig.

Aansoek

Rariteit, ongewoonheid en belangrikheid bepaal die wydverspreide gebruik in moderne tegnologie van 'n metaal genaamd Tungsten - wolfram. Eienskappe en toepassing regverdig die hoë koste en aanvraag. Hoë smeltpunt, hardheid, sterkte, hittebestandheid en weerstand teen chemiese aanval en korrosie, slytasieweerstand en snykenmerke is sy belangrikste troefkaarte. Gebruik gevalle:

1. filamente.
2. Legering van staal om hoëspoed, slytvaste, hittebestande en hittebestande yster-koolstof-legerings te verkry, wat gebruik word vir die vervaardiging van bore en ander gereedskap, ponse, vere en vere, relings.
3. Produksie van "gepoeierde" harde legerings, hoofsaaklik gebruik as hoogs slytvaste sny-, boor- of persgereedskap.
4. Elektrodes vir TIG- en weerstandsweiswerk.
5. Vervaardiging van onderdele vir X-straal- en radio-ingenieurswese, verskeie tegniese lampe.
6. Spesiale ligte verf.
7. Draad en onderdele vir die chemiese industrie.
8. Verskeie praktiese klein goedjies, byvoorbeeld, jigs vir visvang.

Verskeie legerings wat wolfraam bevat, word gewild. Die omvang van sulke materiale is soms verbasend - van swaar ingenieurswese tot ligte industrie, waar materiaal met spesiale eienskappe (byvoorbeeld brandbestand) gemaak word.

Daar is geen universele materiaal nie. Elke bekende element en geskepte allooie word onderskei deur hul uniekheid en noodsaaklikheid vir sekere lewens- en industriegebiede. Sommige van hulle het egter spesiale eienskappe wat voorheen onuitvoerbare prosesse moontlik maak. Een so 'n metaal is wolfram. Die toepassing daarvan is nie wyd genoeg soos staal nie, maar elkeen van die opsies is uiters nuttig en nodig vir die mensdom.