Tungsten: aplicare, proprietăți și caracteristici chimice

Natura omului îmbogățește umanitatea cu elemente chimice utile. Unele dintre ele sunt ascunse în adâncimi și sunt cuprinse într-un număr relativ mic, însă semnificația lor este foarte semnificativă. Unul dintre acestea este tungsten. Utilizarea sa se datorează proprietăților speciale.

Istoricul originii

Secolul al XVIII-lea, secolul descoperirii mesei lui Mendeleyev, a devenit fundamental în istoria acestui metal.

Anterior, a existat existența unei substanțe care face parte din rocile minerale, ceea ce a împiedicat topirea metalelor necesare din ele. De exemplu, obținerea staniu a fost dificilă dacă minereul conținea un astfel de element. Diferența dintre temperaturile de topire și reacțiile chimice a dus la formarea spumei de zgură, ceea ce a redus cantitatea de canal de evacuare.

În secolul al VIII-lea metalul a fost deschis în mod constant de către omul de știință suedez Scheele și spaniolii de către frații Eluard. Acest lucru sa datorat experimentelor chimice privind oxidarea rocilor minerale - scheelită și wolframită.

Este înregistrată în tabelul periodic al elementelor în conformitate cu numărul atomic 74. Un metal refractar rar, cu o masă atomică de 183,84, este tungsten. Utilizarea sa se datorează unor proprietăți neobișnuite care au fost descoperite în timpul secolului al XX-lea.

Unde să te uiți?

În ceea ce privește cantitatea din inimile pământului, este "slab populată" și ocupă locul 28. Este o componenta de aproximativ 22 de minerale diferite, dar esențial pentru producția sa au doar 4 dintre ele: scheelite (conține trioxid aproximativ 80%), wolframitul și ferberite Gyubnera (sunt compuse din 75-77% fiecare). Minereurile de compoziție conține adesea impurități în unele cazuri, produse împreună cu „extragerea“ de metale, cum ar fi molibden, staniu, tantal și așa mai departe. Cele mai mari depozite sunt în China, Kazahstan, Canada, Statele Unite ale Americii, au, de asemenea, în Rusia, Portugalia, Uzbekistan.

Cum se obține?

În legătură cu proprietățile speciale, precum și cu un conținut redus în roci, tehnologia de obținere a tungstenului pur este destul de complicată.

1. Separarea magnetică, separarea electrostatică sau flotarea pentru a îmbogăți minereul la 50-60% din concentrația de oxid de tungsten.
2. Eliberarea oxidului de 99% prin reacții chimice cu reactivi alcalini sau acidi și purificarea în fază a precipitatului rezultat.
3. Reducerea metalelor cu carbon sau hidrogen, randamentul pulberii metalice corespunzătoare.
4. Fabricarea lingourilor sau a brichetelor cu pudre sinterizate.

Una dintre etapele importante în obținerea produselor metalurgice este metalurgia pulberilor. Se bazează pe amestecarea metalelor refractare sub formă de pulbere, prin presarea lor și sinterizarea ulterioară. Astfel, se obține un număr mare de aliaje importante din punct de vedere tehnologic, inclusiv carbură de tungsten, a cărui aplicare se regăsește în principal în producția industrială de instrumente de tăiere cu putere și durabilitate sporite.

Proprietăți fizice și chimice

Tungsten este un metal refractar și greu de culoare argintie, cu o latură de cristal centrate pe volum.

• Punctul de topire este 3422 ° C.
• Punctul de fierbere este 5555 ° C.
• Densitatea este de 19,25 g / cm³.

Este un conductor bun al curentului electric. Nu este magnetizată. Unele minerale (de exemplu scheelitul) sunt luminescente.

Rezistent la influența acizilor, a substanțelor corozive în mediul înconjurător de temperaturi ridicate, coroziune și îmbătrânire. Dezactivarea influenței impurităților negative în oțeluri, îmbunătățirea rezistenței la căldură, rezistența la coroziune și a fiabilității este de asemenea facilitată de tungsten. Utilizarea acestor aliaje de fier-carbon este justificată de manufacturabilitatea și rezistența la uzură.

Proprietăți mecanice și tehnologice

Tungsten este un metal tare și puternic. Duritatea sa este de 488 HB, puterea maximă fiind de 1130-1375 Mpa. În stare rece, nu este plastic. La o temperatură de 1600 ° C, plasticitatea este ridicată la starea de respectare absolută a tratamentului sub presiune: forjare, laminare și desen. Se știe că 1 kg din acest metal face posibilă producerea unui fir cu o lungime totală de până la 3 km.

Tăierea este dificilă din cauza durității excesive și a fragilității. Pentru forarea, strunjirea, frezarea, materialele din carbură de tungsten-cobalt realizate prin metoda metalurgia pulberilor. Mai rar, la viteze reduse și condiții speciale, se folosesc unelte din oțel cu conținut de tungsten aliat cu viteză ridicată. Principiile standard de tăiere nu sunt aplicabile, deoarece echipamentul este extrem de uzat, iar tungstenul procesat este crăpat. Se aplică următoarele tehnologii:

1. Tratarea chimică și impregnarea stratului de suprafață, inclusiv utilizarea argintului în acest scop.
2. Încălzirea suprafeței cu ajutorul cuptoarelor, flacără de gaz, curent electric de 0,2 A. Temperatura admisă la care se înregistrează o ușoară creștere a ductilității și, prin urmare, îmbunătățește tăierea - 300-450 ° C.
3. Tăierea tungstenului cu ajutorul substanțelor cu punct de topire scăzut.

Ascuțirea și măcinarea este oportună efectuarea cu ajutorul diamantului și a instrumente elborovyh, mai puțin frecvent - corundul.

Sudarea acestui metal refractar se efectuează în principal sub influența unui arc electric, a unui tungsten sau a unui tungsten carbon electrozi în mediul gazelor inerte sau al protecțiilor lichide. De asemenea, este posibil să se utilizeze sudarea prin contact.

Acest element chimic particular are caracteristici care îl diferențiază în masa totală. Astfel, de exemplu, este caracterizat prin rezistență ridicată la căldură și rezistență la uzură, îmbunătățește proprietățile de tăiere ale oțelurilor de tungsten dopat calitatea și și temperatura de topire ridicată permite producerea lămpilor cu filament și pentru electrozii de sudură.

cerere

Raritatea, neobișnuința și importanța determină folosirea la scară largă a tehnologiei moderne a metalelor numite Tungsten - tungsten. Proprietățile și aplicațiile justifică costul ridicat și cererea. Temperaturile ridicate de topire, duritate, rezistență, rezistență la căldură și rezistență la influențe chimice și la coroziune, rezistență la uzură și caracteristici de tăiere sunt principalele cartele atu. Cazuri de utilizare:

1. Filament filamentar.
2. Alierea oțelurilor cu scopul de a obține aliaje de fier-carbon rezistente la uzură, rezistente la uzură, rezistente la căldură și căldura rezistente utilizate la producerea de burghie și alte instrumente, dungi, arcuri și arcuri, șine.
3. Producția de aliaje dure din "pulbere", utilizate în principal ca instrumente de tăiere, găurire sau presare deosebit de rezistente la uzură.
4. Electrozi pentru sudare cu argon și contact.
5. Productie de piese pentru radiografie si radiotehnica, diverse lămpi tehnice.
6. Vopsele speciale de lumină.
7. Sârmă și piese pentru industria chimică.
8. Diverse lucruri practice mici, de exemplu, mormyshki pentru pescuit.

Diferitele aliaje, care includ tungsten, câștigă popularitate. Domeniul de aplicare a unor astfel de materiale este uneori surprinzător - de la industria grele până la industria ușoară, unde sunt fabricate materiale cu proprietăți speciale (de exemplu, cele ignifuge).

Materialele universale nu există. Fiecare element cunoscut și aliajele create se disting prin unicitatea și necesitatea lor pentru anumite sfere ale vieții și ale industriei. Cu toate acestea, unele dintre ele au proprietăți speciale care fac posibile procesele care nu au putut fi realizate anterior. Un astfel de metal este tungsten. Aplicarea sa nu este destul de largă, ca în oțel, dar fiecare dintre opțiuni este extrem de utilă și necesară pentru omenire.