Вольфрам: застосування, властивості та хімічні характеристики
Природа-мати збагатила людство корисними хімічними елементами. Деякі з них приховані в її надрах і містяться у відносно малій кількості, але їх значення дуже істотно. Одним з таких є вольфрам. Застосування його зумовлено особливими властивостями.
У VIII столітті метал був послідовно відкритий шведським ученим Шеєле і іспанцями братами Елюар. Сталося це внаслідок хімічних експериментів по окислення мінеральних порід - шеелита і вольфраміту. Зареєстровано в періодичній системі елементів у відповідності з атомним номером 74. Рідкісний тугоплавкий метал з атомною масою 18384 – це вольфрам. Застосування обумовлено його незвичайними властивостями, відкритими вже протягом XX століття.
Магнітна сепарація, електростатична сепарація або флотація з метою збагачення руди до 50-60 % концентрації вольфрамового оксиду. Виділення 99 % окису шляхом хімічних реакцій з лужними або кислотними реагентами та поетапного очищення одержуваного осаду. Відновлення металу з допомогою вуглецю або водню, вихід відповідного металевого порошку. Виготовлення злитків або порошкових спечених брикетів. Одним з важливих етапів отримання металургійної продукції є порошкова металургія. Вона заснована на змішуванні порошкоподібних тугоплавких металів, їх пресуванні і подальшому спіканні. Таким чином отримують велику кількість технологічно важливих сплавів, у тому числі карбід вольфраму, застосування якого знайдено в основному в промисловому виробництві ріжучих інструментів підвищеної потужності і стійкості. Температура плавлення - 3422 ?С. Температура кипіння - 5555 ?С. Щільність - 1925 г/см 3 . Є хорошим провідником електричного струму. Не магнитится. Деякі мінерали (наприклад, шеелит) люмінесцентні.
Стійкий до впливу кислот, агресивних речовин в середовищі високих температур, корозії і старіння. Деактивації впливу негативних домішок в сталях, поліпшення її жароміцності, корозійної стійкості і надійності також сприяє вольфрам. Застосування таких залізовуглецевих сплавів виправдано їх технологічністю і зносостійкістю. Хімічна обробка і просочення поверхневого шару, у тому числі використання з цією метою срібла. Нагрівання поверхні за допомогою печей, газового полум'я, електричного струму силою 02 А. Допустима температура, при якій відбувається деяке підвищення пластичності і, відповідно, поліпшується різка, – 300-450 ?С. Різання вольфраму із застосуванням легкоплавких речовин. Заточення і шліфування доцільно проводити за допомогою алмазних і ельборовых інструментів, рідше – корундових. Зварювання даного тугоплавкого металу проводиться в основному під дією електричної дуги, вольфрамових або вугільних електродів в середовищі інертних газів або рідких захистів. Також можливе застосування контактного зварювання.
Цей особливий хімічний елемент володіє характеристиками, які відрізняють його в загальній масі. Так, наприклад, характеризуючись високою теплостійкістю і зносостійкістю, він підвищує якість і ріжучі властивості легованих вольфрамсодержащих сталей, а висока температура плавлення дозволяє виготовляти нитки розжарення для лампочок і електроди для зварювання. Нитки розжарювання. Легування сталей з метою отримання швидкорізальних, зносостійких, жаростійких і жароміцних залізовуглецевих сплавів, що знаходять застосування для виробництва свердел та інших інструментів, пуансонів, пружин і ресор, рейок. Виготовлення «порошкових» твердих сплавів, що застосовуються в основному в якості особливо зносостійких ріжучих, бурових або пресувальним інструментів. Електроди для аргоно-дугового та контактного зварювання. Виготовлення деталей для рентгенівської та радіотехніки, різних технічних ламп. Спеціальні фарби, що світяться. Дріт та деталі для хімічної промисловості. Різна практична дрібнички, наприклад, блешні для риболовлі. Набувають популярності різні сплави, до складу яких входить вольфрам. Область застосування таких матеріалів часом дивує – починаючи від важкого машинобудування і закінчуючи легкою промисловістю, де виготовляються тканини з особливими властивостями (наприклад, вогнестійкі). Універсальних матеріалів не існує. Кожен відомий елемент і створені сплави відрізняються своєю унікальністю і необхідністю для певних сфер життя і промисловості. Однак деякі з них володіють особливими властивостями, що роблять раніше нездійсненні процеси можливими. Одним з таких металів є вольфрам. Застосування його недостатньо широко, як у сталі, але кожен з варіантів гранично корисний і необхідний людству.
Історія походження
XVIII століття – століття відкриття таблиці Менделєєва - став основоположним і в історії цього металу. Раніше приймалося існування якогось речовини, що входить до складу мінеральних порід, яка заважала виплавці з них потрібних металів. Наприклад, одержання олова було ускладнено, якщо в руді містився такий елемент. Різниця температур плавлення і хімічні реакції приводили до утворення шлакової піни, що зменшувало кількість олов'яного виходу.У VIII столітті метал був послідовно відкритий шведським ученим Шеєле і іспанцями братами Елюар. Сталося це внаслідок хімічних експериментів по окислення мінеральних порід - шеелита і вольфраміту. Зареєстровано в періодичній системі елементів у відповідності з атомним номером 74. Рідкісний тугоплавкий метал з атомною масою 18384 – це вольфрам. Застосування обумовлено його незвичайними властивостями, відкритими вже протягом XX століття.
Де шукати?
За кількістю в надрах землі він є «малонаселяющим» і займає 28-е місце. Є компонентом близько 22 різних мінералів, однак істотне значення для його видобутку мають тільки 4 із них: шеелит (містить близько 80 % триоксиду), вольфрамит, ферберит і гюбнерит (мають у складі 75-77 % кожен). У складі руд найчастіше містяться домішки, в деяких випадках здійснюється паралельне вилучення таких металів, як молібден, олово, тантал та ін. Найбільші поклади знаходяться в Китаї, Казахстані, Канаді, США, також є в Росії, Португалії, Узбекистані.Як отримують?
У зв'язку з особливими властивостями, а також малим вмістом в породах, технологія отримання чистого вольфраму досить складна.Фізичні і хімічні властивості
Вольфрам – тугоплавкий і важкий метал сріблястого кольору з об'ємно-центрованої кристалічною решіткою.Стійкий до впливу кислот, агресивних речовин в середовищі високих температур, корозії і старіння. Деактивації впливу негативних домішок в сталях, поліпшення її жароміцності, корозійної стійкості і надійності також сприяє вольфрам. Застосування таких залізовуглецевих сплавів виправдано їх технологічністю і зносостійкістю.
Механічні і технологічні властивості
Вольфрам – твердий, міцний метал. Його твердість становить 488 НВ, межа міцності – 1130-1375 МПа. У холодному стані не пластичний. При температурі 1600 ?З підвищується пластичність до стану абсолютної податливості до обробки тиском: кування, прокатки, волочіння. Відомо, що 1 кг цього металу дозволяє виготовляти нитка загальною довжиною до 3 км. Обробка різанням утруднена в силу надмірної твердості та крихкості. Для свердління, точіння, фрезерування використовуються твердосплавні вольфрамокобальтовые матеріали, виготовлені методом порошкової металургії. Рідше, при низьких швидкостях і особливих умовах, застосовуються інструменти з швидкорізальної легованої вольфрамсодержащей сталі. Стандартні принципи різання застосовують, так як обладнання надзвичайно швидко зношується, а оброблюваний вольфрам розтріскується. Застосовуються такі технології:Цей особливий хімічний елемент володіє характеристиками, які відрізняють його в загальній масі. Так, наприклад, характеризуючись високою теплостійкістю і зносостійкістю, він підвищує якість і ріжучі властивості легованих вольфрамсодержащих сталей, а висока температура плавлення дозволяє виготовляти нитки розжарення для лампочок і електроди для зварювання.
Застосування
Рідкісність, незвичайність і важливість обумовлюють широке використання в сучасній техніці металу під назвою Tungsten – вольфрам. Властивості і застосування виправдовують високу вартість і затребуваність. Високі показники температури плавлення, твердості, міцності, жаростійкості і стійкості до хімічних впливів і корозії, зносостійкості і різальних особливостей – ось основні козирі. Варіанти використання:Читайте також
НАУКА
Цинкові сплави: ГОСТ, температура плавлення, властивості, застосування
НАУКА
Леговані метали: опис, список і особливості застосування
НАУКА
Відпал сталі як вид термічної обробки. Технологія металів
Дім
Вольфрамова фольга - що це і де застосовується?
Поради
Високолегована сталь: опис, технологія зварювання, маркування та особливості
Техніка
Вольфрамові електроди – заточування, зварювання, маркування
НАУКА
Температура плавлення олова і свинцю
НАУКА
Рідкий метал: структура, властивості