Volfram: uporaba, lastnosti in kemijske značilnosti

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Mati narava je človeštvo obogatila s koristnimi kemičnimi elementi. Nekateri od njih so skriti v njenem črevesju in so v razmeroma majhnih količinah, vendar je njihov pomen zelo pomemben. Eden od teh je volfram. Njegova uporaba je posledica njegovih posebnih lastnosti.

zgodba o izvoru

XVIII stoletje - stoletje odkritja periodnega sistema - je postalo temeljno v zgodovini te kovine.

Prej je bil sprejet obstoj določene snovi, ki je del mineralnih kamnin, ki je preprečila taljenje potrebnih kovin iz njih. Na primer, pridobivanje kositra je bilo težko, če je ruda vsebovala tak element. Razlika v temperaturi taljenja in kemične reakcije so povzročile tvorbo žlindre, kar je zmanjšalo količino kositra.

V VIII stoletju sta kovino zaporedoma odkrila švedski znanstvenik Scheele in španska brata Eluard. To se je zgodilo kot posledica kemičnih poskusov oksidacije mineralnih kamnin - scheelita in volframita.

Registrirano v periodnem sistemu elementov v skladu z atomsko številko 74. Redka ognjevzdržna kovina z atomskoz maso 183,84 je volfram. Njegova uporaba je posledica nenavadnih lastnosti, odkritih že v 20. stoletju.

Kje iskati?

Po številu v nedrih zemlje je "redko poseljen" in zaseda 28. mesto. Je sestavni del približno 22 različnih mineralov, vendar so za njegovo pridobivanje bistveni le 4 od njih: šeelit (vsebuje približno 80 % trioksida), volframit, ferberit in hubnerit (vsebujejo jih po 75-77 %). Sestava rud najpogosteje vsebuje nečistoče, v nekaterih primerih se izvaja vzporedna "ekstrakcija" takšnih kovin, kot so molibden, kositer, tantal itd. Največja nahajališča so na Kitajskem, v Kazahstanu, Kanadi, ZDA, še v Rusiji, na Portugalskem, v Uzbekistanu.

Kako ga dobijo?

Zaradi posebnih lastnosti, pa tudi nizke vsebnosti v kamninah, je tehnologija pridobivanja čistega volframa precej zapletena.

1. Magnetna separacija, elektrostatična separacija ali flotacija za obogatitev rude na 50-60% koncentracije volframovega oksida.
2. Izolacija 99% oksida s kemičnimi reakcijami z alkalnimi ali kislimi reagenti in fazno čiščenje nastale oborine.
3. Redukcija kovin z ogljikom ali vodikom, izhod ustreznega kovinskega prahu.
4. Proizvodnja ingotov ali prašno sintranih briketov.

Ena od pomembnih stopenj v proizvodnji metalurških izdelkov je metalurgija prahu. Temelji na mešanju ognjevzdržnih kovin v prahu, njihovem stiskanju in nadaljnjem sintranju. Na ta način dobimo veliko število tehnološko pomembnih zlitin, vključno z volframovim karbidom, katerega uporabo najdemo predvsem v industrijski proizvodnji rezalnih orodij povečane moči in vzdržljivosti.

fizikalne in kemijske lastnosti

Volfram je ognjevzdržna in težka kovina srebrne barve s kristalno mrežo, osredotočeno na telo.

• Tališče - 3422 ˚С.
• Vrelišče - 5555 ˚С.
• Gostota - 19,25 g/cm3.

Je dober prevodnik električnega toka. Ne magnetizira. Nekateri minerali (kot je scheelite) so luminiscentni.

Odporen na kisline, agresivne snovi pri visokih temperaturah, korozijo in staranje. Volfram prispeva tudi k deaktivaciji vpliva negativnih nečistoč v jeklih, izboljšanju njegove toplotne odpornosti, odpornosti proti koroziji in zanesljivosti. Uporaba takšnih železo-ogljikovih zlitin je upravičena z njihovo tehnološko obdelavo in odpornostjo proti obrabi.

Mehanske in tehnološke lastnosti

Volfram je trda, trpežna kovina. Njegova trdota je 488 HB, natezna trdnost je 1130-1375 MPa. Ko je hladen, ni plastičen. Pri temperaturi 1600 ˚С se plastičnost poveča do stanja absolutne dovzetnosti za tlačno obdelavo: kovanje, valjanje, vlečenje. Znano je, da 1 kg te kovine omogoča izdelavo niti s skupno dolžino do 3 km.

Obdelava je težka zaradi prevelike trdote inkrhkost. Za vrtanje, struženje, rezkanje se uporabljajo karbidni volfram-kob alt materiali, izdelani v prašni metalurgiji. Manj pogosto se pri nizkih hitrostih in posebnih pogojih uporabljajo orodja iz hitrohitrostnega legiranega volframovega jekla. Standardni principi rezanja niso uporabni, saj se oprema izredno hitro obrabi, obdelan volfram pa poči. Uporabljajo se naslednje tehnologije:

1. Kemična obdelava in impregnacija površinske plasti, vključno z uporabo srebra za ta namen.
2. Segrevanje površine s pomočjo peči, plinskega plamena, električnega toka 0,2 A. Dovoljena temperatura, pri kateri se rahlo poveča plastičnost in s tem izboljša rezanje, je 300-450 ˚С.
3. Rezanje volframa s taljivimi materiali.

Brusenje in brušenje je treba izvajati z diamantnim in elborskim orodjem, redkeje s korundom.

Varjenje te ognjevzdržne kovine se izvaja predvsem pod delovanjem električnega obloka, volframovih ali ogljikovih elektrod v inertnem plinu ali tekočini. Možno je tudi kontaktno varjenje.

Ta poseben kemični element ima značilnosti, zaradi katerih izstopa iz množice. Tako, na primer, za katero je značilna visoka toplotna odpornost in odpornost proti obrabi, izboljšuje kakovost in rezalne lastnosti legiranih jekel, ki vsebujejo volfram, njegova visoka tališče pa omogoča izdelavo filamentov za žarnice in elektrode za varjenje.

Prijava

Redkost, nenavadnost in pomembnost določajo široko uporabo v sodobni tehnologiji kovine, imenovane volfram - volfram. Lastnosti in uporaba upravičujejo visoke stroške in povpraševanje. Visoko tališče, trdota, trdnost, toplotna odpornost in odpornost na kemične napade in korozijo, odpornost proti obrabi in rezalne lastnosti so njegovi glavni aduti. Primeri uporabe:

1. filamenti.
2. Legiranje jekel za pridobivanje hitrih, proti obrabi, toplotno odpornih in toplotno odpornih zlitin železo-ogljik, ki se uporabljajo za izdelavo svedrov in drugih orodij, udarcev, vzmeti in vzmeti, tirnice.
3. Proizvodnja trdih zlitin v prahu, ki se večinoma uporabljajo kot zelo odporna na obrabo rezalno, vrtalno ali stiskalno orodje.
4. Elektrode za TIG in uporovno varjenje.
5. Proizvodnja delov za rentgensko in radijsko tehniko, raznih tehničnih svetilk.
6. Posebne svetleče barve.
7. Žica in deli za kemično industrijo.
8. Različne praktične malenkosti, na primer, jigs za ribolov.

Različne zlitine, ki vsebujejo volfram, postajajo vse bolj priljubljene. Obseg takšnih materialov je včasih presenetljiv - od težkega inženiringa do lahke industrije, kjer izdelujejo tkanine s posebnimi lastnostmi (na primer ognjevarne).

Univerzalnih materialov ni. Vsak znani element in ustvarjene zlitine se odlikujejo po svoji edinstvenosti in nujnosti za določena področja življenja in industrije. Vendar imajo nekateri od njih posebne lastnosti, zaradi katerih so možni prej neizvedljivi procesi. Ena takšnih kovin je volfram. Njegova uporaba ni dovolj široka, kot jeklo, vendar je vsaka od možnosti izjemno uporabna in potrebna za človeštvo.