لقد أثرت الطبيعة الأم الإنسانية بفوائدهاالعناصر الكيميائية. بعضها مخفي في أعماقها وموجود بكميات صغيرة نسبيًا ، لكن أهميتها كبيرة جدًا. واحد من هؤلاء هو التنغستن. استخدامه يرجع إلى خصائصه الخاصة.
تاريخ المنشأ
أصبح القرن الثامن عشر - قرن اكتشاف الجدول الدوري - أساسيًا في تاريخ هذا المعدن.
في السابق ، كان من المفترض وجود مادة ،تدخل في تكوين الصخور المعدنية التي تتدخل في صهر المعادن الضرورية منها. على سبيل المثال ، كان إنتاج القصدير صعبًا إذا احتوى الخام على مثل هذا العنصر. أدى الاختلاف في نقاط الانصهار والتفاعلات الكيميائية إلى تكوين رغوة الخبث ، مما قلل من كمية محصول القصدير.
في القرن الثامن ، تم اكتشاف المعدن باستمرارالعالم السويدي شيل والأخوين الإسبان إلوارد. حدث هذا نتيجة للتجارب الكيميائية على أكسدة الصخور المعدنية - السكيليت والولفراميت.
مسجل في الجدول الدوريوفقًا للعدد الذري 74. معدن نادر مقاوم للصهر كتلته الذرية 183.84 هو التنجستن. يرجع استخدامه إلى الخصائص غير العادية التي تم اكتشافها بالفعل خلال القرن العشرين.
أن ننظر فيها؟
من حيث الكمية في أحشاء الأرض ، فهي كذلك"قليلة السكان" وتحتل المرتبة 28. إنه مكون من حوالي 22 نوعًا من المعادن المختلفة ، ولكن 4 منها فقط ضرورية لاستخراجها: السكيليت (يحتوي على حوالي 80٪ من ثلاثي أكسيد) ، ولفراميت ، وفربريت ، وهوبنيريت (لكل منها 75-77٪). غالبًا ما يحتوي تكوين الخامات على شوائب ، وفي بعض الحالات "استخراج" موازٍ لمعادن مثل الموليبدينوم والقصدير والتنتالوم ، إلخ. توجد أكبر الودائع في الصين وكازاخستان وكندا والولايات المتحدة الأمريكية ، وكذلك في روسيا والبرتغال وأوزبكستان.
كيف تحصل عليه؟
نظرًا للخصائص الخاصة ، فضلاً عن المحتوى المنخفض في الصخور ، فإن تقنية الحصول على التنغستن النقي معقدة نوعًا ما.
- الفصل المغناطيسي أو الفصل الكهروستاتيكي أو التعويم لغرض إثراء الخام إلى 50-60٪ تركيز أكسيد التنجستن.
- عزل 99٪ من الأكسيد عن طريق تفاعلات كيميائية مع الكواشف القلوية أو الحمضية وتنقية خطوة بخطوة للمادة المترسبة الناتجة.
- اختزال المعدن بالكربون أو الهيدروجين ، عائد المسحوق المعدني المقابل.
- تصنيع السبائك أو قوالب البودرة الملبدة.
واحدة من المراحل الهامة في الحصول على المعادنالمنتجات مسحوق تعدين. يعتمد على خلط المعادن المقاومة للصهر المسحوق ، والضغط عليها والتلبيد اللاحق. وبالتالي ، يتم الحصول على عدد كبير من السبائك المهمة من الناحية التكنولوجية ، بما في ذلك كربيد التنجستن ، والذي يوجد استخدامه بشكل أساسي في الإنتاج الصناعي لأدوات القطع مع زيادة القوة والمتانة.
الخصائص الفيزيائية والكيميائية
التنغستن هو معدن فضي ثقيل حراري مع شبكة بلورية محورها الجسم.
- نقطة الانصهار - 3422 درجة مئوية.
- نقطة الغليان 5555 درجة مئوية.
- الكثافة - 19.25 جم / سم3.
إنه موصل جيد للتيار الكهربائي. لا يمغنط. بعض المعادن (مثل السكيليت) مضيئة.
مقاومة لتأثير الأحماض والمواد العدوانية فيبيئة درجة حرارة عالية والتآكل والشيخوخة. يساهم التنغستن أيضًا في تعطيل تأثير الشوائب السلبية في الفولاذ ، وتحسين مقاومته للحرارة ، ومقاومة التآكل والموثوقية. إن استخدام سبائك الحديد والكربون هذه له ما يبرره من قابليتها للتصنيع ومقاومة التآكل.
الخصائص الميكانيكية والتكنولوجية
التنغستن معدن صلب ودائم.صلابته 488 HB ، قوة الشد 1130-1375 ميجا باسكال. في حالة البرد ، ليس من البلاستيك. عند درجة حرارة 1600 درجة مئوية ، تزداد اللدونة إلى حالة الامتثال المطلق لمعالجة الضغط: التشكيل والدرفلة والرسم. من المعروف أن 1 كجم من هذا المعدن يجعل من الممكن إنتاج خيط بطول إجمالي يصل إلى 3 كم.
القطع صعب بسبب الإفراطصلابة وهشاشة. للحفر ، الخراطة ، الطحن ، مواد كربيد التنغستن والكوبالت المصنوعة بواسطة مسحوق تعدين تستخدم. في كثير من الأحيان ، في السرعات المنخفضة والظروف الخاصة ، يتم استخدام الأدوات المصنوعة من فولاذ التنغستن عالي السرعة. لا تنطبق مبادئ القطع القياسية لأن المعدات تبلى بسرعة كبيرة وسوف يتشقق التنغستن الذي يتم قطعه. يتم استخدام التقنيات التالية:
- المعالجة الكيميائية وتشريب الطبقة السطحية بما في ذلك استخدام الفضة لهذا الغرض.
- تسخين الأسطح بالأفران والغازلهب ، تيار كهربائي بقوة 0.2 أ. درجة الحرارة المسموح بها حيث توجد زيادة طفيفة في اللدونة ، وبالتالي ، يحسن القطع ، 300-450 درجة مئوية.
- قطع التنغستن باستخدام مواد منخفضة الذوبان.
يُنصح بالشحذ والطحن باستخدام أدوات الماس و CBN ، وغالبًا ما تكون أدوات اكسيد الالمونيوم.
يتم لحام هذا المعدن المقاوم للحرارةبشكل أساسي تحت تأثير أقطاب قوس كهربائي أو تنجستن أو كربون في بيئة غاز خامل أو دروع سائلة. من الممكن أيضًا استخدام اللحام بالمقاومة.
يمتلك هذا العنصر الكيميائي الخاصالخصائص التي تميزه في الكتلة الكلية. لذلك ، على سبيل المثال ، تتميز بالمقاومة العالية للحرارة ومقاومة التآكل ، فهي تحسن الجودة وخصائص القطع لسبائك فولاذ التنجستن ، وتسمح نقطة الانصهار العالية بإنتاج خيوط للمصابيح والأقطاب الكهربائية للحام.
تطبيق
الندرة وعدم المألوف والأهمية تحدداستخدام واسع النطاق في التكنولوجيا الحديثة لمعدن يسمى التنغستن - التنغستن. الخصائص والتطبيقات تبرر ارتفاع التكلفة والطلب. المؤشرات العالية لدرجة حرارة الانصهار والصلابة والقوة ومقاومة الحرارة ومقاومة الهجوم الكيميائي والتآكل ومقاومة التآكل وميزات القطع هي أوراقها الرابحة الرئيسية. استخدم حالات:
- خيوط.
- سبائك الصلب للحصول عليهاسبائك كربون حديدية عالية السرعة ومقاومة للاهتراء ومقاومة للحرارة ومقاومة للحرارة ، تُستخدم في إنتاج المثاقب والأدوات الأخرى واللكمات والينابيع والينابيع والقضبان.
- تصنيع السبائك الصلبة "المسحوقة" ، تستخدم بشكل أساسي كأدوات قطع أو حفر أو ضغط مقاومة للتآكل بشكل خاص.
- أقطاب لحام TIG والمقاومة.
- تصنيع قطع للأشعة السينية وهندسة الراديو ومصابيح فنية مختلفة.
- الدهانات المضيئة الخاصة.
- أسلاك وأجزاء للصناعات الكيماوية.
- أشياء صغيرة عملية مختلفة ، على سبيل المثال ، رقصات الصيد.
سبائك مختلفة تكتسب شعبية ، فيوالتي تشمل التنغستن. يكون نطاق هذه المواد مفاجئًا في بعض الأحيان - من الهندسة الثقيلة إلى الصناعات الخفيفة ، حيث تُصنع الأقمشة ذات الخصائص الخاصة (على سبيل المثال ، مقاومة الحريق).
لا توجد مواد عالمية.يتميز كل عنصر معروف وسبائك مخلقة بتفردها وضرورتها في مجالات معينة من الحياة والصناعة. ومع ذلك ، فإن بعضها له خصائص خاصة تجعل العمليات التي كانت مستحيلة سابقًا ممكنة. أحد هذه المعادن هو التنجستن. تطبيقه ليس واسعًا بما يكفي ، مثل الفولاذ ، لكن كل خيار من الخيارات مفيد للغاية وضروري للبشرية.
