Volfram - kakav metal? Svojstva i primjene

Jedan od najčešćih kemijskih elemenata je volfram. Označen je simbolom W i ima atomski broj - 74. Volfram pripada skupini metala s visokom otpornošću na trošenje i točkom taljenja. U periodičnom sustavu Mendelejeva, on je u 6. skupini, ima slična svojstva s "susjedima" - molibdenom, kromom.

Otkriće i povijest

U XVI. Stoljeću takav je mineral bio poznat kao wolfram. Zanimljivo je bilo da se taljenjem kositra iz rude njezina pjena pretvorila u šljaku i, naravno, ometala proizvodnju. Od tada se wolfram naziva "vučja pjena" (s njim. Wolf Rahm). Naziv minerala prešao je na sam metal.

Švedski kemičar Scheele je 1781. obradio dušična kiselina Šelite metal. Tijekom pokusa proizveo je žuti teški kamen - volframov oksid (VI). Dvije godine kasnije braća Eluard (španjolski kemičari) dobila su čisti volfram od saksonskog minerala.

Ovaj element i njegove rude minirane su u Portugalu, Boliviji, Južnoj Koreji, Rusiji, Uzbekistanu, a najveće rezerve pronađene su u Kanadi, Sjedinjenim Državama, Kazahstanu i Kini. Samo 50 tona ovog elementa godišnje se kopa, pa je skupo. Razmotrimo detaljnije kakav je metal volfram.

Svojstva stavke

Kao što je ranije spomenuto, volfram je jedan od najotpornijih metala. Ima sjajnu svijetlo sivu boju. Točka tališta je 3422 ° C, a vrelište 5555 ° C, čista gustoća 19,25 g / cm3, a tvrdoća 488 kg / mm2. Ovo je jedan od najteži metali posjeduju visoku otpornost na koroziju. Praktički je netopljiv u sumpornoj, klorovodičnoj i fluorovodičnoj kiselini, ali brzo reagira s vodikovim peroksidom. Koja vrsta metalnog volframa, ako ne reagira s rastaljenom alkalijom? Reagira s natrijev hidroksid i kisik, on tvori dva spoja - natrijev volframat i obična voda H ₂ O. Zanimljivo je da se, s porastom temperature, volfram samozagrijava, tada je proces mnogo aktivniji.

Dobivanje volframa

Na pitanje kojoj skupini metala pripada volfram, može se odgovoriti da ona spada u kategoriju rijetkih elemenata, kao što je rubidij i molibden. A to, pak, znači da ga karakterizira mala proizvodnja. Osim toga, takav metal se ne dobiva redukcijom iz sirovina, a najprije se prerađuje u kemijske spojeve. Kako se proizvodi rijetki metal?

1. Potrebni element izolira se iz rudnog materijala i koncentrira u otopini ili sedimentu.
2. Sljedeći korak dobiti čista kemikalija pročišćavanjem.
3. Čisti rijetki metal - volfram se dobiva iz dobivene tvari.

Obogaćivanje rude pomoću gravitacije, flotacije, magnetskog ili elektrostatičkog razdvajanja. Rezultat je koncentrat koji sadrži 55-65% volframovog anhidrida WO ₃ . Da bi se dobio prah, on se reducira pomoću vodika ili ugljika. Za neke proizvode završava postupak dobivanja artikla. Tako se za pripremu tvrdih legura koristi prah od volframa.

Proizvodno osoblje

Već smo shvatili kakav je metal volfram, a sada ćemo saznati u kojoj je vrsti metala. Kompaktni ingoti - šipke su izrađeni od praškastog spoja. Da biste to učinili, koristite samo prah koji je reduciran vodikom. Izrađuju se prešanjem i sinteriranjem. Ispada prilično izdržljiva, ali krhki ingoti. Drugim riječima, loše su kovani. Da bi se poboljšalo ovo tehnološko svojstvo, grabici su podvrgnuti visokotemperaturnoj obradi. Od ovog proizvoda napravite još jedan asortiman.

Volframove šipke

Naravno, ovo je jedna od najčešćih vrsta proizvoda od ovog metala. Koja se vrsta volframa koristi za njihovu izradu? To su gore opisane šipke, koje su kovane na rotirajućem stroju za kovanje. Važno je napomenuti da se proces odvija u toplom stanju (1450-1500 ° C). Dobivene šipke koriste se u raznim industrijama. Na primjer, za proizvodnju elektroda za zavarivanje. Osim toga, volfram štapovi su naširoko koristi u grijača. Oni rade u pećima na temperaturama do 3000 ° C u vakuumu, inertnom plinu ili vodiku. Šipke se također mogu koristiti kao katode elektroničkih i plinskih uređaja, radio-cijevi.

Zanimljivo je da se same elektrode ne konzumiraju, te je stoga kod zavarivanja potreban materijal za punjenje (žica, šipka). Kada se rastopi s materijalom koji se zavaruje, stvara se zavareni bazen. Ove elektrode se obično koriste za zavarivanje obojenih metala.

Volfram i žica

Ovdje je još jedna vrsta rasprostranjenog proizvoda. Volframova žica izrađena je od kovanih šipki, koje smo prethodno razmatrali. Crtanje se izvodi postupnim smanjenjem temperature od 1000 ° C do 400 ° C. Nakon toga izvršite čišćenje proizvoda žarenjem, elektrolitičkim poliranjem ili elektrolitičkim jetkanjem. Budući da je volfram vatrostalni metal, žica se koristi u otpornim elementima u pećima za grijanje na temperaturama do 3000 ° C. Iz nje se izrađuju termoelektrični pretvarači, spirale žarulja sa žarnom niti, grijači petlje i još mnogo toga.

Spojevi volframa s ugljikom

Volframovi karbidi smatraju se vrlo važnima s praktične točke gledišta. Koriste se za izradu tvrde legure. Spojevi s ugljikom imaju pozitivan koeficijent električne otpornosti i dobru provodljivost metala. Volframovi karbidi se sastoje od dva tipa: WC i W ₂ C. Razlikuju se u ponašanju u kiselinama, kao iu topljivosti u drugim spojevima s ugljikom.

Na temelju volframovih karbida izrađuju se dvije vrste tvrdih legura: sinterirani i lijevani. Potonje se dobiva iz praškastog spoja i karbida s manjkom C (manje od 3%) lijevanjem. Drugi tip je izrađen od monokarbidnog volframovog WC-a i cementiraju ligamente metala, koji mogu biti nikal ili kobalt. Sinterirane legure dobivaju se samo metalurgijom praha. Cementni metalni prah i volframov karbid su pomiješani, prešani i sinterirani. Takve legure imaju visoku čvrstoću, tvrdoću, otpornost na habanje.

U modernoj metalurškoj industriji koriste se za rezanje metala i za proizvodnju alata za bušenje. Jedna od najčešćih legura su VK6 i VK8. Koriste se za izradu rezača, rezača, bušilica i ostalih reznih alata.

Opseg volframovih karbida je prilično obiman. Dakle, koriste se za proizvodnju:

• pribor za probijanje oklopa;
• dijelovi motora, zrakoplova, svemirskih letjelica i raketa;
• oprema u nuklearnoj industriji;
• kirurški instrumenti.

Na Zapadu, volfram karbidi su osobito naširoko koristi u nakit, osobito za proizvodnju vjenčanih prstena. Metal izgleda lijepo, estetski, lako se rukuje.

To je zato što su nevjerojatno otporni na habanje. Za ispočetka takav proizvod će morati uložiti mnogo truda. Čak i nakon nekoliko godina, prsten će izgledati kao novi. Neće izblijediti, reljefni uzorak neće biti oštećen, a polirani dio neće izgubiti svoj sjaj.

Volfram i renij

Legura ovih dvaju elemenata vrlo je široko korištena za proizvodnju termoparova visoke temperature. Volfram - kakav metal? Poput renija, to je metal otporan na toplinu, a legiranje elemenata smanjuje to svojstvo. Ali što ako uzmete dvije praktički identične tvari? Tada se njihova točka taljenja neće smanjiti.

Ako se renij koristi kao dodatak, povećat će se otpornost na toplinu i duktilnost volframa. Ova legura se proizvodi taljenjem u metalurgiji praha. Termoparovi napravljeni od ovih materijala su otporni na toplinu i mogu mjeriti temperature iznad 2000 ° C, ali samo u inertnom okruženju. Naravno, takvi su proizvodi skupi, jer u jednoj godini minirano je samo 40 tona renija i samo 51 tona volframa.