Tungsten - jaký kov? Vlastnosti a aplikace

Jedním z nejběžnějších chemických prvků je wolfram. Označuje se symbolem W a má atomové číslo - 74. Wolfram patří do skupiny kovů s vysokou odolností proti opotřebení a bodem tání. V periodickém systému Mendelejev, který je v 6. skupině, má podobné vlastnosti jako "sousedé" - molybden, chrom.

Objev a historie

Ve století XVI byl takový minerál znám jako wolfram. Bylo zajímavé, že při tavení cínu z rudy se jeho pěna změnila na strusku a samozřejmě to zasahovalo do výroby. Od té doby se wolfram nazývá "vlčí pěna" (s ním Wolf Rahm). Jméno minerálu přešlo na samotný kov.

Švédský chemik Scheele byl zpracován v roce 1781 kyselina dusičná Scheelitový kov. V průběhu experimentu vyrobil žlutý těžký kámen - oxid wolframu (VI). O dva roky později získali bratři Eluard (španělští lékárníci) ze saského minerálu čistý wolfram.

Tento prvek a jeho rudy jsou těženy v Portugalsku, Bolívii, Jižní Koreji, Rusku, Uzbekistánu a největší zásoby byly nalezeny v Kanadě, Spojených státech, Kazachstánu a Číně. Pouze 50 tun tohoto prvku se rozebírá za rok, takže je nákladné. Zvažme podrobněji, jaký kov je wolfram.

Vlastnosti položky

Jak již bylo zmíněno výše, wolfram je jedním z nejhustravějších kovů. Má brilantní světle šedou barvu. Jeho teplota tání je 3422 ° C a teplota varu je 5555 ° C, čistá hustota je 19,25 g / cm3 a tvrdost je 488 kg / mm2. To je jeden z nejtěžších kovů které mají vysokou odolnost proti korozi. Je prakticky nerozpustný v kyselinách sírové, chlorovodíkové a fluorovodíkové, ale rychle reaguje s peroxidem vodíku. Jaký kovový wolfram, pokud nereaguje s roztavenými alkáliemi? Reakce s hydroxid sodný a kyslík tvoří dvě sloučeniny - wolfram sodný a běžnou vodu H ₂ O. Zajímavé je, že jak teplota stoupá, wolfram se samozhášuje, pak je proces mnohem aktivnější.

Získání wolframu

K otázce, do které skupiny kovů patří wolfram, lze odpovědět, že spadá do kategorie vzácných prvků, jako je rubidium a molybden. A to zase znamená, že se vyznačuje malou produkcí. Kromě toho se tento kov nezíská redukcí ze surovin, zpočátku se zpracovává na chemické sloučeniny. Jak se vyrábí vzácný kov?

1. Nezbytný prvek je izolován z rudného materiálu a koncentrován v roztoku nebo sedimentem.
2. Další krok dostanete čisté chemické látky sloučeninou purifikací.
3. Čistý vzácný kov - wolfram se extrahuje z získané látky.

Obohacovat rudu pomocí gravitace, flotace, magnetického nebo elektrostatického oddělení. Výsledkem je koncentrát, který obsahuje 55 až 65% anhydridu wolframu WO ₃ . K získání prášku se redukuje za použití vodíku nebo uhlíku. U některých produktů proces získání položky končí. Proto se k přípravě tvrdých slitin používá práškový wolfram.

Výrobní štáby

Už jsme zjistili, jaký kov je wolfram, a teď zjistíme, jaký je vyroben. Kompaktní ingoty - tyče jsou vyrobeny z práškové směsi. K tomu použijte pouze prášek, který byl redukován vodíkem. Jsou vyrobeny lisováním a slinováním. Ukazuje se docela trvanlivé, ale křehké ingoty. Jinými slovy, jsou špatně kované. Ke zlepšení této technologické vlastnosti se grabiky podrobí vysokoteplotnímu zpracování. Z tohoto produktu udělejte jiný sortiment.

Wolframové tyče

Samozřejmě, toto je jeden z nejběžnějších typů výrobků vyrobených z tohoto kovu. Jaký druh wolframu je používán pro jejich výrobu? Jedná se o výše popsané tyče, které jsou kované na rotačním kovacích strojích. Je důležité poznamenat, že proces probíhá ve vyhřívaném stavu (1450-1500 ° С). Výsledné pruty se používají v různých průmyslových odvětvích. Například pro výrobu svařovacích elektrod. Kromě toho jsou v ohřívačích široce používány wolframové tyče. Pracují v pecích při teplotě do 3000 ° C ve vakuu, inertním plynu nebo vodíku. Tyče mohou být také použity jako katody elektronických a plynových výbojů, radiové trubice.

Je zajímavé, že samotné elektrody nejsou spotřebovávány, a proto je třeba je při svařování vyžadovat podkladový materiál (drát, tyčinka). Při roztavení svařovaným materiálem vzniká svařovací bazén. Tyto elektrody se obvykle používají pro svařování neželezných kovů.

Wolfram a drát

Zde je další typ rozšířeného produktu. Wolframový vodič je vyroben z kovaných tyčí, o kterých jsme již dříve uvažovali. Výkres se provádí s postupným poklesem teploty od 1000 ° C do 400 ° C. Potom proveďte čištění výrobku žíháním, elektrolytickým leštěním nebo elektrolytickým leptáním. Vzhledem k tomu, že wolfram je žáruvzdorný kov, je vodič používán v odporových prvcích v topných pecích při teplotách do 3000 ° C. Z toho jsou vyrobeny termoelektrické měniče, stejně jako spirály žárovek, ohřívače smyček a mnoho dalšího.

Sloučeniny volfrámu s uhlíkem

Karbidy wolframu jsou z praktického hlediska považovány za velmi důležité. Používají se pro výrobu tvrdé slitiny. Sloučeniny s uhlíkem mají kladný koeficient elektrického odporu a dobrou vodivost kovu. Karbidy wolframu jsou tvořeny ze dvou typů: WC a W ₂ C. Odlišují se v jejich chování v kyselinách, stejně jako v rozpustnosti jiných sloučenin s uhlíkem.

Na základě karbidů wolframu se vyrábějí dva druhy tvrdých slitin: sintrované a lité. Ty jsou získány z práškové sloučeniny a karbidu s deficiencí C (méně než 3%) odlitím. Druhý typ je vyroben z monokarbidového wolframového WC a cementujících kovových vazy, kterými může být nikl nebo kobalt. Sintrové slitiny se získají pouze práškovou metalurgií. Spojovací kovový prášek a karbid wolframu se smísí, lisují a sintrují. Takové slitiny mají vysokou pevnost, tvrdost, odolnost proti opotřebení.

V moderním hutním průmyslu se používají pro řezání kovů a pro výrobu vrtacích nástrojů. Jednou z nejběžnějších slitin jsou VK6 a VK8. Používají se pro výrobu nožů, fréz, vrtáků a jiných řezných nástrojů.

Rozsah karbidů wolframu je poměrně objemný. Takže jsou používány pro výrobu:

• výzbroj pro piercing zbraní;
• části motorů, letadel, kosmických lodí a raket;
• zařízení v jaderném průmyslu;
• chirurgické nástroje.

Na Západě se karbidy wolframu používají zejména v špercích, zejména při výrobě snubních prstenů. Metal vypadá krásně, esteticky, je snadno ovladatelný.

Je to proto, že jsou neuvěřitelně odolné proti opotřebení. Chcete-li tento výrobek poškrábat, bude muset vynaložit velké úsilí. I po několika letech bude prsten vypadat jako nový. Nezmizí se, reliéfní vzor nebude poškozen a leštěná část neztratí svůj lesk.

Volfrám a rhenium

Slitina těchto dvou prvků je do značné míry používána pro výrobu vysokoteplotních termočlánků. Tungsten - jaký kov? Stejně jako rhenium je to tepelně odolný kov a legování prvků tuto vlastnost snižuje. Ale co když vezmete dvě prakticky stejné látky? Pak se jejich teplota tání nezmění.

Pokud se použije rénium jako přísada, dojde k zvýšení tepelné odolnosti a tažnosti volfrámu. Tato slitina se vyrábí tavením v práškové metalurgii. Termočlánky vyrobené z těchto materiálů jsou odolné proti teplu a mohou měřit teploty nad 2000 ° C, ale pouze v inertním prostředí. Samozřejmě, že takové výrobky jsou drahé, protože za jeden rok je těženo jen 40 tun rhenia a pouze 51 tun volfrámu.