Wolfram: aplikace, vlastnosti a chemické vlastnosti

Mateřská příroda obohatila lidstvo o užitečné chemické prvky. Některé z nich jsou skryty ve svých hlubinách a jsou obsaženy v poměrně malém počtu, ale jejich význam je velmi významný. Jedním z nich je wolfram. Jeho použití je způsobeno zvláštními vlastnostmi.

Historie původu

Osmnácté století, století objevu Mendelejevova stolu, se stalo základem v historii tohoto kovu.

Dříve byla přítomna látka, která je součástí minerálních hornin, které z nich zabraňovaly tavení potřebných kovů. Například získání cínu bylo obtížné, pokud ruda obsahovala takový prvek. Rozdíl v teplotách tání a chemických reakcích vedl k tvorbě struskové pěny, což snížilo množství výstupu cínu.

V devatenáctém století kov otevřel švédský vědec Scheele a Španělé bratry Eluard. Stalo se to kvůli chemickým pokusům o oxidaci minerálních hornin - scheelit a wolframit.

Je zaznamenána v periodické tabulce prvků v souladu s atomovým číslem 74. Vzácný žáruvzdorný kov s atomovou hmotností 183,84 je wolfram. Jeho využití je způsobeno neobvyklými vlastnostmi, které byly objeveny během 20. století.

Kde hledat?

Co se týče množství v útrobách země, je "řídce osídleno" a zaujímá 28. místo. Jedná se o součást přibližně 22 různých minerálů, ale nezbytná pro jeho výrobu jen 4 z nich: scheelitovými (obsahuje asi 80% oxid), wolframite a ferberite Gyubnera (se skládají z 75-77% každý). Skladba rudy často obsahuje nečistoty, v některých případech vyrobených spolu s „extrakci“ kovů, jako je molybden, cín, tantal, a tak dále. Největší ložiska jsou v Číně, Kazachstánu, Kanadě, USA, a tam jsou také v Rusku, Portugalsku a Uzbekistánu.

Jak se dostat?

V souvislosti se speciálními vlastnostmi a malým obsahem hornin je technologie získání čistého wolframu poměrně komplikovaná.

1. Magnetická separace, elektrostatická separace nebo flotace za účelem obohacení koncentrace rudy až do 50-60% oxidu wolframu.
2. Uvolňování 99% oxidu chemickými reakcemi s alkalickými nebo kyselými činidly a postupné čištění výsledné sraženiny.
3. Redukcí kovu uhlíkem nebo vodíkem, výtěžkem odpovídajícího kovového prášku.
4. Výroba ingotů nebo práškových slinutých briket.

Jednou z důležitých etap při výrobě metalurgických výrobků je prášková metalurgie. Je založen na smíchání práškových žáruvzdorných kovů, jejich lisování a následném slinování. Proto se získává velké množství technologicky důležitých slitin, včetně karbid wolframu, jehož použití se nachází hlavně v průmyslové výrobě řezných nástrojů se zvýšenou silou a trvanlivostí.

Fyzikální a chemické vlastnosti

Tungsten je žáruvzdorný a těžký kov stříbrné barvy s objemově středem krystalové mřížky.

• Teplota tání je 3422 ° C.
• Teplota varu je 5555 ° C.
• Hustota je 19,25 g / cm³.

Je to dobrý vodič elektrického proudu. Není magnetizován. Některé minerály (například scheelit) jsou luminiscenční.

Odolný proti vlivu kyselin, korozních látek v prostředí s vysokými teplotami, korozí a stárnutím. Deaktivace nepříznivý vliv nečistot z oceli, zlepšení jeho tepelné odolnosti, odolnosti proti korozi a také přispívá k spolehlivosti wolframu. Použití takových slitin železa a uhlíku je odůvodněno svou výrobní schopností a odolností proti opotřebení.

Mechanické a technologické vlastnosti

Tungsten je tvrdý, silný kov. Jeho tvrdost je 488 HB, maximální pevnost je 1130-1375 MPa. V chladném stavu není plast. Při teplotě 1600 ° C se plasticita zvedá do stavu absolutního souladu s tlakovým zpracováním: kování, válcování a tažení. Je známo, že 1 kg tohoto kovu umožňuje výrobu příze o celkové délce až 3 km.

Řezání je obtížné z důvodu nadměrné tvrdosti a křehkosti. Pro vrtání, soustružení, frézování, materiály z karbidu wolframu a kobaltu vyrobené metodou prášková metalurgie. Méně často se při nízkých rychlostech a zvláštních podmínkách používají nástroje z vysoce legované slitiny s obsahem volfrámu. Standardní principy řezání nejsou použitelné, protože zařízení je velmi rychle opotřebované a zpracovávaný volfrám je prasklý. Používají se následující technologie:

1. Chemická úprava a impregnace povrchové vrstvy, včetně použití stříbra pro tento účel.
2. Ohřev povrchu pomocí pecí, plynového plamene, elektrického proudu o velikosti 0,2 A. Povolená teplota, při které dochází k mírnému zvýšení tažnosti, a tím se zlepšuje řezání - 300-450 ° C.
3. Řezání wolframu s použitím látek s nízkou teplotou tání.

Ostření a broušení je vhodné provádět pomocí diamantu a elborovyh nástroje, méně často - korund.

Svařování tohoto žáruvzdorného kovu se provádí hlavně pod vlivem elektrického oblouku, wolframu nebo uhlíkové elektrody v prostředí inertních plynů nebo kapalných ochran. Také je možné použít kontaktní svařování.

Tento konkrétní chemický prvek má vlastnosti, které ho odlišují v celkové hmotnosti. Tak se například, že se vyznačuje vysokou tepelnou odolností a odolností proti opotřebení, zlepšuje kvalitu a řezací vlastnosti dopovaných wolframu ocelí, a vysoká teplota tavení umožňuje výrobu z žárovky a pro elektrody pro svařování.

Aplikace

Vzácnost, neobvyklost a důležitost určují široké využití v moderních technologiích kovu zvaného tungsten - wolfram. Vlastnosti a aplikace odůvodňují vysoké náklady a poptávku. Vysoké teploty tavení, tvrdost, pevnost, odolnost proti teplu a odolnost proti chemickým vlivům a korozi, odolnosti proti opotřebení a vlastnostem řezu jsou hlavní trumfové karty. Případy použití:

1. Vlákno vlákna.
2. Legování ocelí s cílem získání vysokorychlostních, odolných proti opotřebení, žáruvzdorných a žáruvzdorných slitin železa a karbonu používaných pro výrobu vrtáků a jiných nástrojů, razníků, pružin a pružin, kolejnic.
3. Výroba "práškových" tvrdých slitin, používaných hlavně jako řezné, vrtací nebo lisovací nástroje, které jsou odolné proti opotřebení.
4. Elektrody pro argonové obloukové a kontaktní svařování.
5. Výroba dílů pro rentgenovou a radiotechnika, různé technické lampy.
6. Speciální světelné nátěry.
7. Drát a součásti pro chemický průmysl.
8. Různé praktické drobné věci, například mormyshki pro rybolov.

Různé slitiny, které zahrnují wolfram, získávají popularitu. Rozsah takových materiálů je někdy překvapivý - od těžkého strojírenství až po lehký průmysl, kde jsou vyráběny textilie se speciálními vlastnostmi (například ohnivzdorné).

Univerzální materiály neexistují. Každý známý prvek a vytvořené slitiny se vyznačují svou jedinečností a nezbytností pro určité sféry života a průmyslu. Některé z nich však mají speciální vlastnosti, které umožňují dosud nerealizovatelné procesy. Jeden takový kov je wolfram. Jeho aplikace není dostatečně široká, jako u oceli, ale každá z možností je pro lidstvo nesmírně užitečná a potřebná.