Волфрам: својства и апликации

Потекло на името

Името Wolframium потекнува од минералниот волфрамит, кој бил познат уште од 16 век, кој на германски звучел како "крем за волк". Кога калај топење од своите руди кои содржат волфрам, реакцијата се случи меѓу нив со сила пенење поетски опишани како што следи: "Тин проголта како волк овци јаде". Во 18 век, шведскиот хемичар Шелер, кога третирал волфрам со азотна киселина, во реакциските производи открил непозната сива маса со сребрена боја. Оригиналниот минерал подоцна беше преименуван во шеелите, а новиот елемент беше наречен волфрам. До сега, Американците, Англичаните и Французите имаат своја стара шведска ознака "тежок камен".

Депозити и методи за добивање

Овој елемент спаѓа во групата на многу ретки метали и во природата се јавува во форма на сложени кислородни соединенија со железо, манган, калциум, олово, бакар и елементи од ретка земја. Овие минерали се дел од гранитни карпи, а концентрацијата на чиста материја не надминува 2%. Најголеми депозити се најдени во Казахстан, Кина, Канада и САД. Боливија, Португалија, Русија, Узбекистан и Јужна Кореја исто така се вклучени во извлекувањето.

Кога добива волфрам, прво ја збогатува својата руда и ги одвојува вредните компоненти од карпата за отпад. Метод за збогатување - мелење и флотација, проследено со магнетна сепарација и оксидативно отпуштање. Подготвен синтерувани концентрат со сода, ова дава растворлив натриум wolframite или сода раствор се лачеше во автоклав на високи температури под притисок, неутрализира и предизвикана што се калциум tungstate.

Од овие веќе изолирани прочистен од поголемиот дел од нечистотиите од волфрам оксид, кои потоа се на температура од околу 700 ° C намален со водород. Ова резултира со најчист волфрам во прав. Да се ​​даде на прав структура континуирано влакна што е компресирана во протокот на водород, постепено зголемување на температурата во близина на метал границите топење да стане пластика и податлив.

Физички и хемиски својства

Металот има волуменска кубична кристална решетка, има парамагнетни својства и отпорност на вакуум. Точката на топење на волфрам е 3422 ° C, врие 5555 ° C, нејзината густина е 19,25 g / cm³, цврстина 488 kg / mm² според Бринел. Во својата најчиста форма наликува на платина, а на температура околу 1600 ° C се протега во тенка нишка. Тоа покажува висока отпорност на корозија, во нормални услови не се менува во вода и воздух, а кога се загрева до црвена топлина (околу 500 ° C), формира шестократен оксид.

Волфрам не комуницира со концентрирана хлороводородна киселина и разредена сулфурна киселина. Нејзината површина е малку оксидирана со аква регрија и азотна киселина.

Тоа е растворлив во хидроген пероксид, во мешавина на флуороводородна и азотни киселини, во присуство на оксиданти ќе реагираат со алкалии, ослободување на големи количини на топлина. Лесно се комбинира со јаглерод, формирајќи високо цврст карбид, сепак, на ниски температури метал брзо оксидира и станува кршлив. Најчесто се користат:

• трикоксиди, наречени волфрамски анхидриди;
• соли формирање на полимерни анјони;
• пероксид соединенија;
• соединенија со сулфур, халогени и јаглерод.

Апликации

За металургијата, волфрам е основа на огноотпорни материјали. На Париската светска изложба во 1900 година, јавноста првпат беше прикажана челик со своите адитиви. Високата точка на топење и пластичност го направија метал незаменлив во производството на нишки за лампи и други вакуумски цевки, слој на транзистори што се користат во дисплеите со течни кристали, како и електродите за заварување со аргон. Големата густина на волфрам му овозможи да стане основа за деталите на балистичките ракети, оклопни пирсинг куршуми и школки во артилеријата.

Волфрамните легури, произведени од металургијата на прав, се одликува со нивната цврстина и отпорност на топлина, отпорност на киселина и отпорност на абразија. Тие се задолжителни компоненти на најдобрите оценки на високолегирани челици, каде што буквите во името го означуваат составот:

• WA - поврзување на волфрам со алуминиум и силикон. Карактеризира со голема почетна рекристализација температура, сила по annealing.
• WCu - Составот со бакар се користи за производство на високонапонски прекинувачи и транзистори, во радарски инсталации и биполарна електроника.
• WL - додавањето на лантан оксид ги зголемува емисиите.
• WLZ - волфрам со лантан оксид и циркониум оксид е идеален материјал за електроди кои работат под висок напон.
• WZ - Волфрам со цериум оксид се користи како материјал за електроди за заварување. Карактеристиките на палењето и работниот век се зголемуваат.
• WM - легура на волфрам и молибден. Таа има висока јачина и помага да се задржи пластичноста по затоплување.
• WK - волфрам со додавање на калиум добива добра димензионална стабилност и отпорност на лази.
• WRe - легирање со ренија овозможува термопарените направени од таков челик да работат на температури над 2000 ° C.

Уникатните својства овозможи да се направи на најдобрите алатки за операција, оклоп резервоарот школка и школки, плочи за панцири, критични делови на авиони и воздушната индустрија, во садовите за контејнери радиоактивен отпад за одгледување на кристали на сафир. Волфрам карбид е основа на композитни материјали со гордо име на "победа", се користи за преработка на метали во инженерството, рударството, дупчење на бунари. Во вакуумни печки, грејните елементи на термопар се направени од легури на волфрам.

Нејзините соединенија станаа широко распространети како катализатори и пигменти во разни индустрии за хемикалии и бои. Примена на волфрам disulfides соли што се висока температура средства за подмачкување поврзани со формирање на аморфен филм на сулфур, кој го покрива триење на метални површини. За потребите на нуклеарната физика се користат единечни кристали на други tungstates, тие се детектори на радиоактивни емисии. Меѓу традиционалните накит украси ги прошират своите лажат производи од волфрамкарбид. Нивната полирана површина совршено ја рефлектира светлината и се нарекува "сиво огледало", кое не може да се изгребани, свиткани и скршени.

Биолошка улога

Волфрам нема многу биолошко значење. Некои бактерии имаат ензими кои го содржат. Затоа, постојат хипотези дека волфрам учествувал во појавата на животот во раните фази. Накит од него не предизвикуваат алергиски реакции, и метал волфрам прав вдишување иритира слузницата човечки органи назофаринксот и грлото.