Volfram - kakšno kovino? Lastnosti in aplikacije

Eden najpogostejših kemičnih elementov je volfram. Označena je s simbolom W in ima atomsko število - 74. Volfram spada v skupino kovin z visoko odpornostjo na obrabo in tališčem. V periodičnem sistemu Mendelejeva je v 6. skupini, ima podobne lastnosti kot "sosedje" - molibden, krom.

Odkritje in zgodovina

V XVI. Stoletju je bil tak mineral znan kot volfram. Zanimivo je bilo, da se je pri taljenju kositra iz rude njegova pena spremenila v žlindro in seveda posegla v proizvodnjo. Od takrat se je volfram imenoval "volkova pena" (z njim. Wolf Rahm). Ime minerala je prešlo na samo kovino.

Švedski kemik Scheele je leta 1781 obdelal dušikove kisline Šelitna kovina. Med poskusom je izdelal rumeni težki kamen - volframov oksid (VI). Dve leti kasneje sta brata Eluard (španski kemiki) pridobila čisti volfram iz saksonskega minerala.

Ta element in njegove rude se izkopavajo na Portugalskem, v Boliviji, Južni Koreji, Rusiji, Uzbekistanu, največje rezerve pa v Kanadi, ZDA, Kazahstanu in na Kitajskem. Samo 50 ton tega elementa se kopa na leto, zato je drago. Oglejmo si podrobneje, kakšno kovino je volfram.

Lastnosti postavke

Kot je bilo že omenjeno, je volfram ena izmed najbolj ognjeodpornih kovin. Ima bleščečo svetlo sivo barvo. Tališče je 3422 ° C, vrelišče pa 5555 ° C, čista gostota 19,25 g / cm ³ , trdota 488 kg / mm2. To je eden od najtežjih kovin imajo visoko korozijsko odpornost. Praktično je netopen v žveplovi, klorovodikovi in ​​fluorovodikovi kislini, vendar hitro reagira z vodikovim peroksidom. Kakšno kovinsko volfram, če ne reagira s staljeno alkalijo? Odzivanje z natrijev hidroksid in kisik, tvori dve spojini - natrijev volframat in navadna voda H ₂ O. Zanimivo je, da se s povišanjem temperature volfram samodejno segreje, potem pa je postopek veliko bolj aktiven.

Pridobivanje volframa

Na vprašanje, kateri skupini kovin pripada volfram, je mogoče odgovoriti, da spada v kategorijo redkih elementov, kot sta rubidij in molibden. To pa pomeni, da je značilna majhna proizvodnja. Poleg tega se taka kovina ne pridobiva z redukcijo iz surovin, ampak se najprej predeluje v kemične spojine. Kako je proizvodnja redke kovine?

1. Potrebni element se izolira iz rudnega materiala in koncentrira v raztopini ali usedlini.
2. Naslednji korak dobite čista kemikalija s prečiščevanjem.
3. Iz pridobljene snovi se ekstrahira čista redka kovina - volfram.

Za obogatitev rude z uporabo gravitacije, flotacije, magnetne ali elektrostatične ločitve. Rezultat je koncentrat, ki vsebuje 55-65% volframovega anhidrida WO ₃ . Za pridobitev praška se reducira z uporabo vodika ali ogljika. Za nekatere izdelke se postopek pridobivanja izdelka konča. Tako se za pripravo trde zlitine uporablja volframov prah.

Zaposleni v proizvodnji

Smo že ugotovili, kakšno kovino je volfram, in zdaj bomo izvedeli, v kakšni obliki je. Kompaktni ingotovi - palice so narejeni iz praškaste zmesi. Za to uporabite samo prašek, ki je bil reduciran z vodikom. Izdelujejo se s stiskanjem in sintranjem. Izkazalo se je, da so precej trajni, vendar občutljivi ingoti. Z drugimi besedami, slabo so kovani. Da bi izboljšali to tehnološko lastnost, so grabeži izpostavljeni visokotemperaturni obdelavi. Iz tega izdelka naredite še en izbor.

Volframove palice

Seveda je to ena najpogostejših vrst izdelkov, izdelanih iz te kovine. Kakšna vrsta volframa se uporablja za njihovo izdelavo? To so zgoraj opisane palice, ki so kovane na rotacijskem kovalnem stroju. Pomembno je omeniti, da se postopek odvija v ogrevanem stanju (1450-1500 ° C). Nastale palice se uporabljajo v različnih industrijah. Na primer, za proizvodnjo varilnih elektrod. Poleg tega se volframove palice pogosto uporabljajo v grelcih. Delujejo v pečeh pri temperaturah do 3000 ° C v vakuumu, inertnem plinu ali vodiku. Palice se lahko uporabljajo tudi kot katode elektronskih in plinskih naprav, radijskih cevi.

Zanimivo je, da same elektrode niso potrošne, zato je med varjenjem potrebno vložiti material (žica, palica). Ko se tali z varjenim materialom, ustvari varilno bazo. Te elektrode se običajno uporabljajo za varjenje neželeznih kovin.

Volfram in žica

Tukaj je še ena vrsta razširjenega izdelka. Volframova žica je narejena iz kovanih palic, ki smo jih prej upoštevali. Risanje poteka s postopnim zniževanjem temperature od 1000 ° C do 400 ° C. Temu sledi čiščenje izdelka z žarjenjem, elektrolitskim poliranjem ali elektrolitskim jedkanjem. Ker je volfram neodporna kovina, se žica uporablja v uporovnih elementih v pečeh za ogrevanje pri temperaturah do 3000 ° C. Iz nje so izdelani termoelektrični pretvorniki, spirale žarnic z žarilno nitko, ogrevalniki z zanko in še veliko več.

Volframove spojine z ogljikom

Volframovi karbidi so s praktičnega vidika zelo pomembni. Uporabljajo se za izdelavo trde zlitine. Spojine z ogljikom imajo pozitivni koeficient električne upornosti in dobro prevodnost kovine. Volframovi karbidi so sestavljeni iz dveh vrst: WC in W ₂ C. Razlikujejo se v obnašanju v kislinah, kakor tudi v topnosti v drugih spojinah z ogljikom.

Na osnovi volframovih karbidov sta narejeni dve vrsti trde zlitine: sintrani in ulitki. Slednji se pridobivajo iz praškaste spojine in karbida s pomanjkanjem C (manj kot 3%) z ulivanjem. Drugi tip je izdelan iz monokarbidnega volframovega WC-ja in cementnih kovinskih vezi, ki so lahko nikelj ali kobalt. Sintrane zlitine se pridobivajo le s prašno metalurgijo. Cementni kovinski prah in volframov karbid sta mešana, stisnjena in sintrana. Takšne zlitine imajo visoko trdnost, trdoto, odpornost proti obrabi.

V sodobni metalurški industriji se uporabljajo za rezanje kovin in za izdelavo vrtalnih orodij. Ena najpogostejših zlitin sta VK6 in VK8. Uporabljajo se za izdelavo rezil, rezil, svedrov in drugih rezalnih orodij.

Obseg volframovih karbidov je precej obsežen. Uporabljajo se za izdelavo:

• orožje za prebijanje;
• deli motorjev, letala, vesoljska plovila in rakete;
• oprema v jedrski industriji;
• kirurški instrumenti.

Na Zahodu se volframovi karbidi še posebej pogosto uporabljajo v nakitu, zlasti za izdelavo poročnih prstov. Kovinski videz lepa, estetska, enostavna za rokovanje.

To je zato, ker so izjemno odporni na obrabo. Da bi opraskali takšen izdelek, bo potrebno veliko truda. Tudi po nekaj letih bo prstan izgledal kot nov. Ne bo zbledela, reliefni vzorec ne bo poškodovan, polirani del pa ne bo izgubil sijaja.

Volfram in renij

Zlitina teh dveh elementov se zelo pogosto uporablja za izdelavo visokotemperaturnih termočlenov. Volfram - kakšno kovino? Tako kot renij je to toplotno odporna kovina, legiranje elementov pa zmanjšuje to lastnost. Kaj pa, če vzamete dve praktično enaki snovi? Njihovo tališče se ne bo zmanjšalo.

Če se kot dodatek uporabi renij, se bo povečala toplotna odpornost in duktilnost volframa. Ta zlitina se proizvaja s taljenjem v prašni metalurgiji. Termopari iz teh materialov so toplotno odporni in lahko merijo temperature nad 2000 ° C, vendar le v inertnem okolju. Seveda so takšni izdelki dragi, ker v enem letu izkopljejo le 40 ton renija in le 51 ton volframa.