Moder natur har berikat mänskligheten med nyttigakemiska grundämnen. Vissa av dem är gömda i dess djup och finns i relativt små mängder, men deras betydelse är mycket betydande. En av dessa är volfram. Dess användning beror på dess speciella egenskaper.
Ursprungshistoria
1700-talet - århundradet för upptäckten av det periodiska systemet - blev grundläggande i denna metalls historia.
Tidigare antog man att det fanns ett visst ämne,ingår i sammansättningen av mineralbergarter, som störde smältningen av de nödvändiga metallerna från dem. Till exempel var tenntillverkningen svår om malmen innehöll ett sådant element. Skillnaden i smältpunkter och kemiska reaktioner ledde till att slaggskum bildades, vilket minskade mängden tennutbyte.
På 800-talet upptäcktes metall successivtden svenske vetenskapsmannen Scheele och de spanska bröderna Eluard. Detta hände som ett resultat av kemiska experiment på oxidation av mineralbergarter - scheelite och wolframit.
Registrerad i det periodiska systemet för grundämneni enlighet med atomnummer 74. En sällsynt eldfast metall med en atommassa på 183,84 är volfram. Dess användning beror på de ovanliga egenskaper som upptäcktes redan under XX-talet.
Var ska jag leta efter?
När det gäller kvantitet i jordens tarmar är det det"Gles befolkat" och ligger på 28:e plats. Det är en komponent av cirka 22 olika mineraler, men endast 4 av dem är nödvändiga för dess utvinning: scheelite (innehåller cirka 80 % trioxid), wolframit, ferberit och hubnerit (var och en innehåller 75-77 %). Sammansättningen av malmer innehåller oftast föroreningar, i vissa fall utförs parallell "extraktion" av sådana metaller som molybden, tenn, tantal, etc.. De största fyndigheterna finns i Kina, Kazakstan, Kanada, USA och även i Ryssland, Portugal och Uzbekistan.
Hur man får tag på det?
På grund av de speciella egenskaperna, såväl som det låga innehållet i stenarna, är tekniken för att erhålla ren volfram ganska komplicerad.
- Magnetisk separation, elektrostatisk separation eller flotation i syfte att anrika malmen upp till 50-60% koncentration av volframoxid.
- Isolering av 99 % oxid genom kemiska reaktioner med alkaliska eller sura reagens och steg-för-steg rening av den resulterande fällningen.
- Reduktion av metall med kol eller väte, utbyte av motsvarande metallpulver.
- Tillverkning av tackor eller sintrade pulverbriketter.
En av de viktiga stegen i att få metallurgiskprodukter är pulvermetallurgi. Den är baserad på blandning av pulveriserade eldfasta metaller, pressning av dem och efterföljande sintring. Således erhålls ett stort antal tekniskt viktiga legeringar, inklusive volframkarbid, vars användning huvudsakligen finns i industriell produktion av skärverktyg med ökad kraft och hållbarhet.
Fysiska och kemiska egenskaper
Volfram är en eldfast och tung silverfärgad metall med ett kroppscentrerat kristallgitter.
- Smältpunkt - 3422 ˚С.
- Kokpunkten är 5555 ˚С.
- Densitet - 19,25 g / cm3.
Det är en bra ledare av elektrisk ström. Magnetiserar inte. Vissa mineraler (t.ex. scheelite) är självlysande.
Motståndskraftig mot påverkan av syror, aggressiva ämnen ihög temperaturmiljö, korrosion och åldrande. Deaktivering av påverkan av negativa föroreningar i stål, förbättring av dess värmebeständighet, korrosionsbeständighet och tillförlitlighet främjas också av volfram. Användningen av sådana järn-kol-legeringar motiveras av deras tillverkningsbarhet och slitstyrka.
Mekaniska och tekniska egenskaper
Volfram är en hård, hållbar metall.Dess hårdhet är 488 HB, draghållfastheten är 1130-1375 MPa. I kallt tillstånd är det inte plast. Vid en temperatur på 1600 ° C ökar plasticiteten till ett tillstånd av absolut överensstämmelse med tryckbehandling: smide, valsning, dragning. Det är känt att 1 kg av denna metall gör det möjligt att producera en tråd med en total längd på upp till 3 km.
Klippning är svårt på grund av överdrivenhårdhet och skörhet. För borrning, svarvning, fräsning används volfram-koboltkarbidmaterial tillverkade av pulvermetallurgi. Mindre ofta, vid låga hastigheter och speciella förhållanden, används verktyg gjorda av höghastighetslegerat volframstål. Standard skärprinciper är inte tillämpliga eftersom utrustningen slits extremt snabbt och volfram som skärs kommer att spricka. Följande tekniker används:
- Kemisk behandling och impregnering av ytskiktet, inklusive användning av silver för detta ändamål.
- Ytvärme med ugnar, gaslåga, elektrisk ström på 0,2 A. Den tillåtna temperaturen vid vilken det finns en liten ökning av plasticiteten och följaktligen förbättrar skärningen, är 300-450 ˚С.
- Skärning av volfram med lågsmältande ämnen.
Det är lämpligt att slipa och slipa med diamant- och CBN-verktyg, mer sällan med korund.
Svetsning av denna eldfasta metall utförshuvudsakligen under inverkan av en elektrisk ljusbåge, volfram- eller kolelektroder i inerta gaser eller vätskesköldar. Det är också möjligt att använda motståndssvetsning.
Detta speciella kemiska element besitteregenskaper som särskiljer den i den totala massan. Så, till exempel, kännetecknas av hög värmebeständighet och slitstyrka, förbättrar den kvaliteten och skäregenskaperna hos legerade volframstål, och en hög smälttemperatur gör det möjligt att producera glödtrådar för glödlampor och elektroder för svetsning.
ansökan
Sällsynthet, ovanlighet och betydelse avgörutbredd användning i modern teknik av en metall som kallas Tungsten - volfram. Egenskaper och tillämpningar motiverar den höga kostnaden och efterfrågan. Höga indikatorer på smältpunkt, hårdhet, styrka, värmebeständighet och motståndskraft mot kemisk attack och korrosion, slitstyrka och skäregenskaper är dess främsta trumfkort. Användningsfall:
- Tråd
- Legera stål för att fåhöghastighets, slitstarka, värmebeständiga och värmebeständiga järn-kol-legeringar, som används för tillverkning av borrar och andra verktyg, stansar, fjädrar och fjädrar, skenor.
- Tillverkning av "pulver" hårda legeringar, som främst används som särskilt slitstarka skär-, borr- eller pressverktyg.
- TIG- och motståndssvetselektroder.
- Tillverkning av delar till röntgen- och radioteknik, olika tekniska lampor.
- Speciella glödande färger.
- Tråd och delar för kemisk industri.
- Diverse praktiska småsaker, till exempel jiggar för fiske.
Olika legeringar vinner popularitet, isom inkluderar volfram. Användningsområdet för sådana material är ibland överraskande - från tung teknik till lätt industri, där tyger med speciella egenskaper (till exempel brandbeständiga) tillverkas.
Det finns inga universella material.Varje känt element och skapade legeringar kännetecknas av sin unikhet och nödvändighet för vissa områden av livet och industrin. Vissa av dem har dock speciella egenskaper som möjliggör tidigare omöjliga processer. En av dessa metaller är volfram. Dess tillämpning är inte tillräckligt bred, som den av stål, men vart och ett av alternativen är extremt användbart och nödvändigt för mänskligheten.
