Где применяется в быту вольфрам: Вольфрам где применяется в быту. Где применяется вольфрам высокой плотности

alexxlab | 28.05.1996 | 0 | Разное

Содержание

Вольфрам где применяется в быту. Где применяется вольфрам высокой плотности

Вольфрам. Химический элемент, символ W (лат. Wolframium, англ. Tungsten, франц. Tungstene, нем. Wolfram , от нем. Wolf Rahm – волчья слюна, пена ). Имеет порядковый номер 74, атомный вес 183, 85, плотность 19, 30 г/см 3 , температуру плавления 3380 ° С, температуру кипения 5680 ° С.

Вольфрам – металл светло-серого цвета, при комнатной температуре обладает высокой коррозионной стойкостью в воде и на воздухе, а также в кислотах и щелочах. Он начинает немного окисляться на воздухе при 400-500 ° С (при температуре красного каления) и интенсивно окисляется при более высоких температурах. Вольфрам образует два устойчивых окисла: WO 3 и WO 2 . С водородом вольфрам не взаимодействует практически до самого плавления, а с азотом начинает вступать в реакцию только при температурах более 2000 ° С. С хлором вольфрам образует хлориды WCl 2 , WCl 4 , WCl 5 , WCl 6 .

Твёрдый углерод и некоторые содержащие его газы при 1100-1200 ° С реагируют с вольфрамом, образуя карбиды WC и W 2 C.

Вольфрам растворяется в смесях плавиковой и азотной кислот , также растворяется в расплавленных щелочах при доступе воздуха и особенно окислителей. Отдельные кислоты на вольфрам не действуют.

Вольфрам очень высокой чистоты пластичен при комнатной температуре. По прочности при высоких температурах вольфрам превосходит все остальные металлы. На механические свойства вольфрама сильное влияние оказывают примеси. Содержание в металле небольших количеств примесей делает его очень хрупким (хладноломким). Наиболее отрицательное влияние на свойства вольфрама оказывают кислород, азот, углерод, железо, фосфор, кремний.

Вольфрам широко используют в радиоламповой, радиотехнической и электронно-вакуумной промышленности для изготовления нитей накаливания, нагревателей и экранов высокотемпературных вакуумных печей, электрических контактов, катодов рентгеновских трубок.

В металлургии вольфрамом легируют стали и используют при изготовлении твёрдых сплавов (например, металлокерамический сплав на основе карбида вольфрама – победит), в химической промышленности из него изготовляют краски и катализаторы, в ракетной технике – изделия, работающие при очень высоких температурах, в атомной промышленности – тигли для хранения радиоактивных материалов, т.к. защитное действие у сплава вольфрама, никеля и меди выше, чем у свинца . Сплавы с металлами получают спеканием, а не давлением потому, что при температуре плавления вольфрама многие металлы превращаются в пар.

Вольфрам применяют также для нанесения покрытий: на детали, работающие при очень высоких температурах в восстановительной и нейтральной средах; на литейные формы из молибдена , используемые для получения прутков сильно радиоактивных металлов; на детали, работающие на трение.

Также распространены сплавы на основе вольфрама с рением. Добавка рения (до 20-25%) снижает температуру перехода вольфрама в хрупкое состояние, резко повышает его пластичность при нормальной температуре и улучшает технологические свойства. Сплавы получают методом порошковой металлургии и плавлением в электродуговых вакуумных печах. Из этих сплавов изготовляют термопары, электрические контакты.

Сплавы вольфрама с молибденом пригодны для работы при температурах более 3000 ° С, применяют их для сопел реактивных двигателей.

При нагревании вольфрама выше 400 ° С на его поверхности образуется порошкообразный окисел жёлтого цвета, который заметно испаряется при температурах более 800 ° С. Поэтому вольфрам может быть использован как высокопрочный материал при высоких температурах только при надёжной защите поверхности изделия от воздействия окисляющей среды или при работе в нейтральной среде или в вакууме. Для кратковременной защиты вольфрама от окисления при 2000-3000 ° С применяют керамические эмалевидные покрытия, содержащие тугоплавкие соединения в качестве основного заполнителя им тугоплавкое связующее стекло.

Вольфрам в современной технике играет исключительно важную роль. Он применяется в сталелитейной промышленности, при производстве твердых сплавов, при производстве кислотоупорных и других специальных сплавов, в электротехнике, при производстве красителей, в качестве химических реактивов и пр.

Около 70% всего добываемого вольфрама идет на производство ферровольфрама, в виде которого он вводится в сталь. В наиболее богатых вольфрамом и наиболее распространенных вольфрамовых сталях(в быстрорежущих) вольфрам образует сложные вольфрамсодержащие карбиды, увеличивающие твердость стали, в особенности при повышенных температурах(красностойкость), Известно, что введение в практику работы металлообрабатывающих заводов резцов из стали, содержащей вольфрам, позволило во много раз увеличить скорости резания. В настоящее время резцы из быстрорежущей стали уступают место резцам из металлокерамических твердых сплавов, изготовляемых на основе карбида вольфрама с добавлением цементирующей добавки.В некоторые твердые сплавы вводятся также карбиды титана, тантала и ниобия. Современные скорости резания, достигнутые новаторами производства, получены именно с резцами из твердых сплавов.Сплавы вольфрама с другими металлами имеют самое разнообразное применение: никельвольфрамохромовый сплав отличается кислотоупорными свойствами. Обращают на себя внимание сплавы вольфрама, обладающие повышенной жаропрочностью: например, добавка 1% ниобия, тантала, молибдена, образующих с вольфрамом твердый раствор, повышает температуру плавления металла выше 3300 °C., тогда как добавка 1% железа, весьма мало растворимого в вольфраме, понижает температуру плавления до 1640°C. В США широко развернуты исследования в этой области.

Металлический вольфрам находит разнообразное применение в электро-и рентгенотехнике. Из вольфрама изготовляют нити накала электрических ламп. Вольфрам для этой цели особенно пригоден благодаря большой тугоплавкости и очень малой летучести: при температурах порядка 2500°C, при которых работают нити накала, упругость паров вольфрама не достигает 1 мм рт.ст. Из металлического вольфрама изготовляют также нагреватели для электрических печей, выдерживающие температуры до 3000°C.Металлический вольфрам применяется для антикатодов рентгеновских трубок, для различных деталей электровакуумной аппаратуры, для радиоприборов, выпрямителей тока и.т.д. Тонкие вольфрамовые нити применяются в гальванометрах. Подобные же нити применяются для хирургических целей. Наконец, из металлического вольфрама изготовляются различные спиральные пружины, а также детали, для которых требуется материал, устойчивый по отношению к различным химическим воздействиям.

Соединения вольфрама применялись очень широко как красители. В Китае сохранились старинные, изделия из фарфора, окрашенного в необычный цвет “персика”, исследования показали, что краска содержит вольфрам.

Соли вольфрама применяются для придания огнестойкости некоторым тканям. Тяжелые дорогие шелка обязаны своей красотой вольфрамовым солям, которыми они пропитаны.

Чистые вольфрамовые препараты применяются в химическом анализе как реактивы на алкалоиды и другие вещества. Соединения вольфрама применяются также в качестве катализаторов.

  1. Мы предлагаем следующую продукцию из вольфрама: вольфрамовую полосу, вольфрамовую проволоку, вольфрамовый пруток, вольфрамовый штабик.

Содержание статьи

ВОЛЬФРАМ –(Wolframium), W – химический элемент 6 (VIb) группы периодической системы Д.И.Менделеева, атомный номер 74, атомная масса 183,85. Известно 33 изотопа вольфрама: от 158 W до 190 W. В природе обнаружено пять изотопов, три из которых являются стабильными: 180 W (доля среди природных изотопов 0,120%), 182 W (26,498%), 186 W (28,426%), а другие два слабо радиоактивны: 183 W (14,314%, Т ½ = 1,1·10 17 лет), 184 W (30,642%, Т ½ = 3·10 17 лет). Конфигурация электронной оболочки – 4f 14 5d 4 6s 2 . Наиболее характерна степень окисления +6. Известны соединения со степенями окисления вольфрама +5, +4, +3, +2 и 0.

Еще в 14–16 вв. горняки и металлурги в Рудных горах Саксонии отмечали, что некоторые руды нарушали процесс восстановления оловянного камня (минерала касситерита, SnO 2) и приводили к зашлаковыванию расплавленного металла. На профессиональном языке того времени этот процесс характеризовали так: «Эти руды вырывают олово и пожирают его, как волк пожирает овцу». Рудокопы дали этой «надоедливой» породе названия «Wolfert» и «Wolfrahm», что в переводе означает «волчья пена» или «пена в пасти у разъяренного волка». Немецкий химик и металлург Георг Агрикола в своем фундаментальном труде Двенадцать книг о металлах (1556) приводит латинское название этого минерала – Spuma Lupi, или Lupus spuma, которое по существу представляет собой кальку с народного немецкого названия.

В 1779 Питер Вульф (Peter Wulf) исследовал минерал, сейчас называемый вольфрамитом (FeWO 4 ·

x MnWO 4), и пришел к выводу, что тот должен содержать неизвестное ранее вещество. В 1783 в Испании братья д”Эльгуйяр (Juan Jose и Fausto D”Elhuyar de Suvisa) при помощи азотной кислоты выделили из этого минерала «кислую землю» – желтый осадок оксида неизвестного металла, растворимый в аммиачной воде. В минерале также были обнаружены оксиды железа и марганца. Хуан и Фаусто прокалили «землю» с древесным углем и получили металл, который они предложили называть «вольфрамом», а сам минерал – «вольфрамитом». Таким образом, испанские химики д”Эльгуйяр первыми опубликовали сведения об обнаружении нового элемента.

Позже стало известно, что впервые оксид вольфрама был обнаружен не в «пожирателе олова» – вольфрамите, а в другом минерале.

В 1758 шведский химик и минералог Аксель Фредрик Кронштедт (Axel Fredrik Cronstedt) открыл и описал необычайно тяжелый минерал (CaWO 4 , названный в последствии шеелитом), который назвал Tung Sten, что по-шведски означает «тяжелый камень». Кронштедт был убежден, что этот минерал содержит новый, еще не открытый, элемент.

В 1781 великий шведский химик Карл Шееле разложил «тяжелый камень» азотной кислотой, обнаружив при этом, помимо соли кальция, «желтую землю», не похожую на белую «молибденовую землю», впервые выделенную им же три года назад. Интересно, что один из братьев д”Эльгуйяр работал в то время в его лаборатории. Шееле назвал металл «tungsten», по названию минерала, из которого был впервые выделен желтый оксид. Так у одного и того же элемента появилось два названия.

В 1821 фон Леонард предложил называть минерал CaWO 4 шеелитом.

Название вольфрам можно найти у Ломоносова; Соловьев и Гесс (1824) называют его волчец, Двигубский (1824) – вольфрамий.

Еще в начале 20 в. во Франции, Италии и Англо-Саксонских странах элемент «вольфрам» обозначали как Tu (от tungsten). Лишь в середине прошлого столетия утвердился современный символ W.

Вольфрам в природе. Типы месторождений.

Вольфрам – довольно редкий элемент, его кларк (процентное содержание в земной коре) составляет 1,3·10 –4 % (57-е место среди химических элементов).

Вольфрам встречается, главным образом, в виде вольфраматов железа и марганца или кальция, а иногда свинца, меди, тория и редкоземельных элементов.

Наиболее распространенный минерал вольфрамит представляет собой твердый раствор вольфраматов железа и марганца (Fe, Mn)WO 4 . Это тяжелые твердые кристаллы цвета от коричневого до черного, в зависимости от того, какой элемент преобладает в их составе. Если больше марганца (Mn:Fe > 4:1), то кристаллы черные, если же преобладает железо (Fe:Mn > 4:1) – коричневые. Первый минерал называют гюбнеритом, второй – ферберит. Вольфрамит парамагнитен и хорошо проводит электрический ток.

Из других минералов вольфрама промышленное значение имеет шеелит – вольфрамат кальция CaWO 4 . Он образует блестящие, как стекло, кристаллы светло-желтого, иногда почти белого цвета. Шеелит не магнитится, но обладает другой характерной особенностью – способностью к люминесценции. Если его осветить ультрафиолетовыми лучами, он флуоресцирует в темноте ярко-синим цветом. Примесь молибдена меняет окраску свечения шеелита: она становится бледно-синей, а иногда даже кремовой. Это свойство шеелита, используемое в геологической разведке, служит поисковым признаком, позволяющим обнаружить залежи минерала.

Как правило месторождения вольфрамовых руд связаны с областями распространения гранитов. Крупные кристаллы вольфрамита или шеелита – большая редкость. Обычно минералы лишь вкраплены в древние гранитные породы. Средняя концентрация вольфрама в них всего 1–2%, поэтому извлекать его довольно трудно. Всего известно около 15 собственных минералов вольфрама. Среди них расоит и штольцит, представляющие собой две различные кристаллические модификации вольфрамата свинца PbWO 4 . Другие минералы являются продуктами разложения или вторичными формами обычных минералов – вольфрамита и шеелита, например, вольфрамовая охра и гидротунгстит, являющийся гидратированным оксидом вольфрама, образовавшимся из вольфрамита; русселит – минерал, содержащий оксиды висмута и вольфрама. Единственный неоксидный минерал вольфрама – тунгстенит WS 2 , основные запасы которого сосредоточены в США. Обычно содержание вольфрама в разрабатываемых месторождениях лежит в пределах от 0,3 до 1,0% WO 3 .

Все вольфрамовые месторождения имеют магматическое или гидротермальное происхождение. В процессе охлаждения магмы происходит дифференциальная кристаллизация, поэтому шеелит и вольфрамит часто обнаруживаются в виде жил, там, где магма проникала в трещины земной коры. Большая часть вольфрамовых месторождений сосредоточена в молодых горных цепях – Альпах, Гималаях и Тихоокеанском поясе. По данным Американской геологической службы за 2003 (U.S. Geological Surveys) в Китае находится порядка 62% мировых запасов вольфрама. Значительные залежи этого элемента разведаны также в США (Калифорния, Колорадо), Канаде, России, Южной Корее, Боливии, Бразилии, Австралии и Португалии.

Мировые запасы вольфрамовых руд оцениваются в 2,9·106 тонн в пересчете на металл. Наибольшими запасами обладает Китай (1,8·106 тонн), второе место делят Канада и Россия (2,6·105 и 2,5·105 тонн соответственно). На третьем месте находятся США (1,4·105 тонн), однако сейчас почти все американские месторождения законсервированы. Среди остальных стран весомыми запасами обладают Португалия (запасы 25 000 т), Северная Корея (35 000 т), Боливия (53 000 т) и Австрия (10 000 т).

Ежегодная мировая добыча вольфрамовых руд составляет 5,95·10 4 тонн в пересчете на металл, из которых 49,5·10 4 тонн (83%) извлекается в Китае. В России добывается 3400 тонн, в Канаде – 3000 тонн.

На Кинг-Айленде в Австралии добывается 2000–2400 тонн вольфрамовой руды в год. В Австрии шеелит добывается в Альпах (провинции Зальцбург и Штайермарк). В северо-восточной Бразилии разрабатывается совместное месторождение вольфрама, золота и висмута (шахты Канунг и месторождение Кальзас в Юконе) с предполагаемым запасом золота 1 млн. унций и 30 000 т оксида вольфрама. Мировым лидером в разработке вольфрамового сырья является Китай (месторождения Жианьши (60% китайской добычи вольфрама), Хуньань (20%), Юннань (8%), Гуаньдонь (6%), Гуаньжи и Внутренняя Монголия (2% каждое) и другие). Объемы ежегодной добычи в Португалии (месторождение Панасхира) оцениваются в 720 т вольфрама в год. В России основные месторождения вольфрамовых руд расположены в двух регионах: на Дальнем Востоке (Лермонтовское месторождение, 1700 т концентрата в год) и на Северном Кавказе (Кабардино-Балкария, Тырныауз). Завод в Нальчике перерабатывает руду в оксид вольфрама и паравольфрамат аммония.

Крупнейшим потребителем вольфрама является Западная Европа – ее доля на мировом рынке составляет 30%. По 25% от общего потребления приходится на Северную Америку и Китай, а 12–13% на долю Японии. Спрос на вольфрам в странах СНГ оценивается в 3000 тонн металла в год.

Более половины (58%) всего потребляемого металла используется в производстве карбида вольфрама, почти четверть (23%) – в виде различных сплавов и сталей. На изготовление вольфрамового «проката» (нитей для ламп накаливания, электрических контактов и т.д.) приходится 8% произведенного вольфрама, а оставшиеся 9% используются при получении пигментов и катализаторов.

Переработка вольфрамового сырья.

Первичная руда содержит около 0,5% оксида вольфрама. После флотации и отделения немагнитных компонентов остается порода, содержащая порядка 70% WO 3 . Затем обогащенная руда (и окисленный лом вольфрама) выщелачивается с помощью карбоната или гидроксида натрия:

4FeWO 4 + O 2 + 4Na 2 CO 3 = 4NaWO 4 + 2Fe 2 O 3 + 4CO 2

6MnWO 4 + O 2 + 6Na 2 CO 3 = 6Na 2 WO 4 + 2Mn 3 O 4 + 6CO 2

WO 3 + Na 2 CO 3 = Na 2 WO 4 + CO 2

WO 3 + 2NaOH = Na 2 WO 4 + H 2 O

Na 2 WO 4 + CaCl 2 = 2NaCl + CaWO 4 Ї .

Полученный раствор освобождается от механических примесей, а затем подвергается переработке. Первоначально осаждается вольфрамат кальция с последующим его разложением соляной кислотой и растворением образовавшегося WO 3 в водном аммиаке. Иногда очистку первичного вольфрамата натрия осуществляют с помощью ионообменных смол. Конечный продукт процесса – паравольфрамат аммония:

CaWO 4 + 2HCl = H 2 WO 4 Ї + CaCl 2

H 2 WO 4 = WO 3 + H 2 O

WO 3 + 2NH 3 · H 2 O (конц.) = (NH 4) 2 WO 4 + H 2 O

12(NH 4) 2 WO 4 + 14HCl (оч.разб.) = (NH 4) 10 H 2 W 12 O 42 + 14NH 4 Cl + 6H 2 O

Другим способом выделения вольфрама из обогащенной руды является обработка хлором или хлороводородом. Этот метод основан на относительно низкой температуре кипения хлоридов и оксохлоридов вольфрама (300° С). Способ применяется для получения особо чистого вольфрама.

Вольфрамитовый концентрат может быть сплавлен непосредственно с углем или коксом в камере с электрической дугой. При этом получают ферровольфрам, который используется при изготовлении сплавов в сталелитейной промышленности. Чистый концентрат шеелита также может быть добавлен в расплав стали.

Около 30% мирового потребления вольфрама обеспечивается за счет переработки вторичного сырья. Загрязненный лом карбида вольфрама, стружки, опилки и остатки порошкового вольфрама окисляются и переводятся в паравольфрамат аммония. Лом быстрорежущих сталей утилизируют в производстве этих же сталей (до 60–70% всего расплава). Лом вольфрама из ламп накаливания, электродов и химических реактивов практически не перерабатывается.

Основным промежуточным продуктом в производстве вольфрама является паравольфрамат аммония (NH 4) 10 W 12 O 41 · 5H 2 O. Он является и основным транспортируемым соединением вольфрама. Прокаливая паравольфрамат аммония, получают оксид вольфрама(VI), который затем обрабатывают водородом при 700–1000° С и получают порошок металлического вольфрама. Спеканием его с углеродным порошком при 900–2200° С (процесс цементации) получают карбид вольфрама.

В 2002 цена паравольфрамата аммония – основного коммерческого соединения вольфрама – составляла около 9000 долл. за тонну в пересчете на металл. В последнее время появилась тенденция к снижению цен на вольфрамовую продукцию вследствие большого предложения со стороны Китая и стран бывшего СССР.

В России вольфрамовые продукты производят: Скопинский гидрометаллургический завод «Металлург» (Рязанская область, вольфрамовый концентрат и ангидрид), Владикавказский Завод «Победит» (Северная Осетия, вольфрамовый порошок и слитки), Нальчикский Гидрометаллургический завод (Кабардино-Балкария, металлический вольфрам, карбид вольфрама), Кировградский завод твердых сплавов (Свердловская область, карбид вольфрама, вольфрамовый порошок), Электросталь (Московская область, паравольфрамат аммония, карбид вольфрама), Челябинский Электрометаллургический завод (ферровольфрам).

Свойства простого вещества.

Металлический вольфрам имеет светло-серый цвет. После углерода у него самая высокая температура плавления среди всех простых веществ. Ее значение определено в пределах 3387–3422° С. У вольфрама – превосходные механические качества при высоких температурах и наименьший коэффициент расширения среди всех металлов. Температура кипения 5400–5700° С. Вольфрам – один из наиболее тяжелых металлов с плотностью 19250 кг/м 3 . Электропроводность вольфрама при 0° C – величина порядка 28% от электропроводности серебра, являющегося наиболее электропроводящим металлом. Чистый вольфрам довольно легко поддается обработке, однако обычно он содержит примеси углерода и кислорода, что и придает металлу известную всем твердость.

Вольфрам обладает очень высоким модулем растяжения и сжатия, очень высоким сопротивлением температурной ползучести, высокой тепло- и электропроводностью, высоким коэффициентом электронной эмиссии, который может быть еще улучшен сплавлением вольфрама с некоторыми оксидами металлов.

Вольфрам химически стоек. Соляная, серная, азотная, фтороводородная кислоты, царская водка, водный раствор гидроксида натрия, аммиак (до 700° С), ртуть и пары ртути, воздух и кислород (до 400° С), вода, водород, азот, угарный газ (до 800° С), хлороводород (до 600° С) на вольфрам не действуют. С вольфрамом реагируют аммиак в смеси с пероксидом водорода, жидкая и кипящая сера, хлор (свыше 250° С), сероводород в условиях температуры красного каления, горячая царская водка, смесь фтористоводородной и азотной кислот, расплавы нитрата, нитрита, хлората калия, диоксида свинца, нитрита натрия, горячая азотная кислота, фтор, бром, йод. Карбид вольфрама образуется при взаимодействии углерода с вольфрамом при температуре выше 1400° С, оксид – при взаимодействии с водяным паром и диоксидом серы (при температуре красного каления), углекислым газом (выше 1200° С), оксидами алюминия, магния и тория.

Свойства важнейших соединений вольфрама.

Среди важнейших соединений вольфрама – его оксид, хлорид, карбид и паравольфрамат аммония.

Оксид вольфрама(VI) WO 3 – кристаллическое вещество светло-желтого цвета, при нагревании становящееся оранжевым, температура плавления 1473° С, кипения – 1800° С. Соответствующая ему вольфрамовая кислота неустойчива, в водном растворе в осадок выпадает дигидрат, теряющий одну молекулу воду при 70–100° С, а вторую – при 180–350° С. При реакции WO 3 со щелочами образуются вольфраматы.

Анионы вольфрамовых кислот склонны к образованию полисоединений. При реакции с концентрированными кислотами образуются смешанные ангидриды:

12WO 3 + H 3 PO 4 (кип., конц.) = H 3

При взаимодействии оксида вольфрама с металлическим натрием образуется нестехиометрический вольфрамат натрия, носящий название «вольфрамовая бронза»:

WO 3 + x Na = Na x WO 3

При восстановлении оксида вольфрама водородом в момент выделения образуются гидратированные оксиды со смешанной степенью окисления – «вольфрамовые сини» WO 3–n (OH) n , n = 0,5–0,1.

WO 3 + Zn + HCl ® («синь»), W 2 O 5 (OH) (коричн.)

Оксид вольфрама(VI) полупродукт в производстве вольфрама и его соединений. Является компонентом некоторых промышленно важных катализаторов гидрирования и пигментов для керамики.

Высший хлорид вольфрама WCl 6 образуется при взаимодействии оксида вольфрама (или металлического вольфрама) с хлором (так же как и с фтором) или тетрахлоридом углерода. Он отличается от других соединений вольфрама низкой температурой кипения (347° С). По своей химической природе хлорид является хлорангидридом вольфрамовой кислоты, поэтому при взаимодействии с водой образуются неполные хлорангидриды, при взаимодействии со щелочами – соли. В результате восстановления хлорида вольфрама алюминием в присутствии монооксида углерода образуется карбонил вольфрама:

WCl 6 + 2Al + 6CO = Ї + 2AlCl 3 (в эфире)

Карбид вольфрама WC получается при взаимодействии порошкового вольфрама с углем в восстановительной атмосфере. Твердость, сравнимая с алмазом, определяет сферу его применения.

Вольфрамат аммония (NH 4) 2 WO 4 устойчив только в аммиачном растворе. В разбавленной соляной кислоте в осадок выпадает паравольфрамат аммония (NH 4) 10 H 2 W 12 O 42 , являющийся основным полупродуктом вольфрама на мировом рынке. Паравольфрамат аммония легко разлагается при нагревании:

(NH 4) 10 H 2 W 12 O 42 = 10NH 3 + 12WO 3 + 6H 2 O (400 – 500° C)

Применение вольфрама.

Применение чистого металла и вольфрамсодержащих сплавов основано, главным образом, на их тугоплавкости, твердости и химической стойкости. Чистый вольфрам используется для изготовления нитей электрических ламп накаливания и электронно-лучевых трубок, в производстве тиглей для испарения металлов, в контактах автомобильных распределителей зажигания, в мишенях рентгеновских трубок; в качестве обмоток и нагревательных элементов электрических печей и как конструкционный материал для космических и других аппаратов, эксплуатируемых при высоких температурах. Быстрорежущие стали (17,5–18,5% вольфрама), стеллит (на основе кобальта с добавлением Cr, W, С), хасталлой (нержавеющая сталь на основе Ni) и многие другие сплавы содержат вольфрам. Основой при производстве инструментальных и жаропрочных сплавов является ферровольфрам (68–86% W, до 7% Mo и железо), легко получающийся прямым восстановлением вольфрамитового или шеелитового концентратов. «Победит» – очень твердый сплав, содержащий 80–87% вольфрама, 6–15% кобальта, 5–7% углерода, незаменим в обработке металлов, в горной и нефтедобывающей промышленности.

Вольфраматы кальция и магния широко используются во флуоресцентных устройствах, другие соли вольфрама используются в химической и дубильной промышленности. Дисульфид вольфрама представляет собой сухую высокотемпературную смазку, стабильную до 500° С. Вольфрамовые бронзы и другие соединения элемента применяются в изготовлении красок. Многие соединения вольфрама являются отличными катализаторами.

Долгие годы с момента открытия вольфрам оставался лабораторной редкостью, лишь в 1847 Оксланд получил патент на производство вольфрамата натрия, вольфрамовой кислоты и вольфрама из касситерита (оловянного камня). Второй патент, полученный Оксландом в 1857, описывал производство железо-вольфрамовых сплавов, которые составляют основу современных быстрорежущих сталей.

В середине 19 в. предпринимались первые попытки использовать вольфрам в производстве стали, однако долгое время не удавалось внедрить эти разработки в промышленность из-за высокой цены на металл. Возросшая потребность в легированных и высокопрочных сталях привела к запуску производства быстрорежущих сталей на фирме «Вифлеемская Сталь» (Bethlehem Steel). Образцы этих сплавов были впервые представлены в 1900 на Всемирной выставке в Париже.

Технология изготовления вольфрамовых нитей и ее история.

Объемы производства вольфрамовой проволоки имеют небольшую долю среди всех отраслей применения вольфрама, но развитие технологии ее получения сыграло ключевую роль в развитии порошковой металлургии тугоплавких соединений.

С 1878, когда Свон продемонстрировал в Ньюкастле изобретенные им восьми- и шестнадцатисвечевые угольные лампы, шел поиск более подходящего материала для изготовления нитей накаливания. Первая угольная лампа обладала эффективностью всего 1 люмен/ватт, которая была увеличена в следующие 20 лет модификацией методов обработки угля в два с половиной раза. К 1898 светоотдача таких лампочек составляла 3 люмен/ватт. Угольные нити в те времена нагревались пропусканием электрического тока в атмосфере паров тяжелых углеводородов. При пиролизе последних образующийся углерод заполнял поры и неровности нити, придавая ей яркий металлический блеск.

В конце 19 в. фон Вельсбах впервые изготовил металлическую нить для ламп накаливания. Он сделал ее из осмия (Т пл = 2700° С). Осмиевые нити обладали эффективностью 6 люмен/ватт, однако, осмий – редкий и чрезвычайно дорогой элемент платиновой группы, поэтому широкого применения в изготовлении бытовых устройств не нашел. Тантал с температурой плавления 2996° С широко использовался в виде вытянутой проволоки с 1903 по 1911 благодаря работам фон Болтона из фирмы Сименс и Хальске. Эффективность танталовых ламп составляла 7 люмен/ватт.

Вольфрам начал применяться в лампах накаливания в 1904 и вытеснил в этом качестве все остальные металлы к 1911. Обычная лампа накаливания с вольфрамовой нитью обладает свечением 12 люмен/ватт, а лампы, работающие под высоким напряжением – 22 люмен/ватт. Современные флуоресцентные лампы с вольфрамовым катодом имеют эффективность порядка 50 люмен/ватт.

В 1904 на фирме «Сименс-Хальске» попытались применить разработанный для тантала процесс волочения проволоки для более тугоплавких металлов, таких как вольфрам и торий. Жесткость и недостаток ковкости вольфрама не позволили гладко провести процесс. Тем не менее, позже, в 1913–1914, было показано, что расплавленный вольфрам может быть раскатан и вытянут с использованием процедуры частичного восстановления. Электрическую дугу пропускали между вольфрамовым стержнем и частично расплавленной вольфрамовой капелькой, помещенной в графитовый тигель, покрытый изнутри вольфрамовым порошком и находящийся в атмосфере водорода. Тем самым были получены небольшие капли расплавленного вольфрама, около 10 мм в диаметре и 20–30 мм в длину. Хотя и с трудом, но с ними уже можно было работать.

В те же годы Юст и Ханнаман запатентовали процесс изготовления вольфрамовых нитей. Тонкий металлический порошок смешивался с органическим связующим, полученная паста пропускалась через фильеры и нагревалась в специальной атмосфере для удаления связующего, при этом получалась тонкая нить чистого вольфрама.

В 1906–1907 был разработан хорошо известный процесс экструзии, применявшийся до начала 1910-х. Черный вольфрамовый порошок очень тонкого помола смешивался с декстрином или крахмалом до образования пластичной массы. Гидравлическим давлением эта масса продавливалась через тонкие алмазные сита. Получающаяся таким образом нить оказывалась достаточно прочной для того, чтобы быть намотанной на катушки и высушенной. Далее нити разрезались на «шпильки», которые нагревались в атмосфере инертного газа до температуры красного каления для удаления остатков влаги и легких углеводородов. Каждая «шпилька» закреплялась в зажиме и нагревалась в атмосфере водорода до яркого свечения пропусканием электрического тока. Это приводило к окончательному удалению нежелательных примесей. При высоких температурах отдельные маленькие частицы вольфрама сплавляются и образуют однородную твердую металлическую нить. Эти нити эластичны, хотя и хрупки.

В начале 20 в. Юст и Ханнаман разработали другой процесс, отличающийся своей оригинальностью. Угольная нить диаметром 0,02 мм покрывалась вольфрамом путем накаливания в атмосфере водорода и паров гексахлорида вольфрама. Покрытая таким образом нить нагревалась до яркого свечения в водороде при пониженном давлении. При этом вольфрамовая оболочка и углеродное ядро полностью сплавлялись друг с другом, образуя карбид вольфрама. Получающаяся нить имела белый цвет и была хрупкой. Далее нить нагревалась в токе водорода, который взаимодействовал с углеродом, оставляя компактную нить из чистого вольфрама. Нити обладали теми же характеристиками, что и полученные в процессе экструзии.

В 1909 американцу Кулиджу удалось получить ковкий вольфрам без применения наполнителей, а лишь с помощью разумной температурной и механической обработки. Основная проблема в получении вольфрамовой проволоки заключалась в быстром окислении вольфрама при высоких температурах и наличии зернистой структуры в получающемся вольфраме, которая приводила к его хрупкости.

Современное производство вольфрамовой проволоки является сложным и точным технологическим процессом. Исходным сырьем служит порошковый вольфрам, получаемый восстановлением паравольфрамата аммония.

Вольфрамовый порошок, применяемый для производства проволоки, должен иметь высокую чистоту. Обычно смешивают порошки вольфрама различного происхождения, чтобы усреднить качество металла. Смешиваются они в мельницах и во избежание окисления нагретого трением металла в камеру пропускают поток азота. Затем порошок прессуется в стальных пресс-формах на гидравлических или пневматических прессах (5–25 кг/мм 2). В случае использования загрязненных порошков, прессовка получается хрупкой, и для устранения этого эффекта добавляется полностью окисляемое органическое связующее. На следующей стадии производится предварительное спекание штабиков. При нагревании и охлаждении прессовок в потоке водорода их механические свойства улучшаются. Прессовки еще остаются достаточно хрупкими, и их плотность составляет 60–70% от плотности вольфрама, поэтому штабики подвергают высокотемпературному спеканию. Штабик зажимается между контактами, охлаждаемыми водой, и в атмосфере сухого водорода через него пропускается ток для нагрева его почти до температуры плавления. За счет нагревания вольфрам спекается и его плотность возрастает до 85–95% от кристаллического, в то же время увеличиваются размеры зерен, растут кристаллы вольфрама. Затем следует ковка при высокой (1200–1500° С) температуре. В специальном аппарате штабики пропускаются через камеру, которая сдавливается молотом. За одно пропускание диаметр штабика уменьшается на 12%. При ковке кристаллы вольфрама удлиняются, создается фибриллярная структура. После ковки следует протяжка проволоки. Стержни смазываются и пропускаются через сита из алмаза или карбида вольфрама. Степень вытяжки зависит от назначения получаемых изделий. Диаметр получаемой проволоки составляет около 13 мкм.

Биологическая роль вольфрама

ограничена. Его сосед по группе молибден является незаменимым в ферментах, обеспечивающих связывание атмосферного азота. Ранее вольфрам использовался в биохимических исследованиях только как антагонист молибдена, т.е. замена молибдена на вольфрам в активном центре фермента приводила к его дезактивации. Ферменты, напротив, дезактивирующиеся при замене вольфрама на молибден, обнаружены в термофильных микроорганизмах. Среди них формиатдегидрогеназы, альдегид-ферредоксин-оксидоредуктазы; формальдегид-ферредо-ксин-оксидоредуктаза; ацетиленгидратаза; редуктаза карбоновой кислоты. Структуры некоторых из этих ферментов, например, альдегид-ферредоксин-оксидоредуктазы сейчас определены.

Тяжелые последствия воздействия вольфрама и его соединений на человека не выявлены. При длительном воздействии больших доз вольфрамовой пыли может возникнуть пневмокониоз, заболевание, вызываемое всеми тяжелыми порошками, попадающими в легкие. Наиболее частые симптомы этого синдрома – кашель, нарушения дыхания, атопическая астма, изменения в легких, проявление которых уменьшается после прекращения контакта с металлом.

Материалы в Интернете: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/tungsten/

Юрий Крутяков

Литература:

Колин Дж. Смителлс Вольфрам , М., Металлургиздат, 1958
Агте К., Вацек И. Вольфрам и молибден , М., Энергия, 1964
Фигуровский Н.А. Открытие элементов и происхождение их назван ий. М., Наука, 1970
Популярная библиотека химических элементов . М., Наука, 1983
US Geological Survey Minerals Yearbook 2002
Львов Н.П., Носиков А.Н., Антипов А.Н. Вольфрамосодержащие ферменты , т. 6, 7. Биохимия, 2002

Имеющий светло-серый цвет. В периодической системе Менделеева ему принадлежит 74 порядковый номер. Химический элемент является тугоплавким. В своем составе он содержит 5 стабильных изотопов.

Химические свойства вольфрама

Химическая стойкость вольфрама на воздухе и в воде достаточно высока. При нагревании подвержен окислению. Чем больше температура, тем выше скорость окисления химического элемента. При температуре, превышающей 1000°С, вольфрам начинает испаряться. При комнатной температуре , соляная, серная, плавиковая и азотная кислоты не могут оказывать на вольфрам никакого действия. Смесь азотной и плавиковой кислот растворяют вольфрам. Ни в жидком, ни в твердом состоянии вольфрам не смешивается с золотом, серебром, натрием, литием. Также не происходит взаимодействия с , магнием, кальцием, ртутью. Вольфрам в тантале и ниобии, а с хромом и может образовывать растворы как в твердом, так и в жидком состоянии.

Применение вольфрама

Применяют вольфрам в современной промышленности как в чистом виде, так и в . Вольфрам относится к износоустойчивым металлам. Часто сплавы, имеющих в составе вольфрам, применяют для изготовления лопастей турбин и клапанов авиадвигателей. Также этот химический элемент нашел свое применение для изготовления различных деталей в рентгенотехнике и радиоэлектронике. Вольфрам используют для нитей электроламп.

Химические соединения вольфрама в последнее время нашли свое практическое применение. Гетерополикислота фосфорно-вольфрамовая используется при производстве ярких красок и лаков, устойчивых на свету. Для изготовления светящихся красок и изготовлении лазеров применяются вольфраматы редкоземельных элементов, щелочноземельных металлов и кадмия.

Сегодня традиционные обручальные кольца из золота стали заменять изделиями из других металлов. Популярность приобрели кольца обручальные из карбида вольфрама. Такие изделия отличаются высокой прочностью. Зеркальная полировка кольца со временем не тускнеет. Изделие сохранит свое первоначальное состояние на весь срок использования.

Вольфрам используют в виде легирующей добавки для стали. Это придает стали прочность и твердость при высокой температуре. Таким образом, инструменты, изготовленные из вольфрамовой стали, обладают способностью выдерживать весьма интенсивные процессы металлообработки.

Мировое производство вольфрама – примерно 30 тыс. т в год. С начала нашего века оно не раз испытывало резкие взлеты и столь же крутые спады. И сейчас является сугубо стратегическим металлом.Из вольфрамовой стали и других сплавов, содержащих или его карбиды, изготовляют танковую броню, оболочки торпед и снарядов, наиболее важные детали самолетов и двигателей. – непременная составная часть лучших марок инструментальной стали. В целом металлургия поглощает почти 95% всего добываемого вольфрама.

Характерно, что она широко использует не только чистый вольфрам, но главным образом более дешевый ферровольфрам – сплав, содержащий 80% W и около 20% Fe; получают его в электродуговых печах).Вольфрамовые обладают многими замечательными качествами. Так называемый тяжелый металл (из вольфрама, никеля и меди) служит для изготовления контейнеров, в которых хранят радиоактивные . Его защитное действие на 40% выше, чем у свинца. Этот сплав применяют и при радиотерапия, так как он создает достаточную защиту при сравнительно небольшой толщине экрана.

Сплав карбида вольфрама с 16% кобальта настолькотверд, что может частично заменить при бурении скважин. Псевдосплавы вольфрама с медью и серебром – превосходный материал для рубильников и выключателей электрического тока высокого напряжения: они служат в шесть раз дольше обычных медных контактов. О применении вольфрама в волосках электроламп говорилось в начале статьи. Незаменимость вольфрама в этой области объясняется не только его тугоплавкостью, но и пластичностью.? Из одного килограмма вольфрама вытягивается проволока длиной 3,5 км, т. е. этого килограмма достаточно для изготовления нитей накаливания 23 тыс. 60-ваттных лампочек.

Именно благодаря этому свойству мировая электротехническая промышленность потребляет всего около 100 т вольфрама в год. I В последние годы важное практическое значение приобрели химические соединения вольфрама. В частности, фосфорно-вольфрамовая гетерополикислота применяется для производства лаков и ярких, устойчивых на свету красок. Раствор вольфрамата натрия Na 2 WО 4 придает тканям огнестойкость и водонепроницаемость, а щелочноземельных металлов, кадмия и редкозе мельных элементов применяются при изготовлении лазеров и светящихся красок.

ПОЧЕМУ «ВОЛЬФРАМ»? Это слово немецкого происхождения. Известно, что раньше оно относилось не к металлу, а к главномуминералу вольфрама – вольфрамиту. Есть предположение, чтоэто слово было чуть ли не бранным. В XVI-XVII вв. «вольфрам»считали минералом олова. (Он действительно часто сопутствует оловянным рудам.) Но из руд, содержащих , олова выплавлялось меньше, кто-то словно «пожирал» его.Так и появилось название, отразившее «волчьи повадки» вольфрама,- по-немецки Wolf – волк, а древне германское Ramm – б а рай.

«ВОЛЬФРАМ» ИЛИ «ТУНГСТЕН»? В известном химическом реферативном журнале США или в справочных изданиях по всем химическим элементам Меллора (Англия) и Паскаля (Франция) тщетно было бы искать металл под названием «вольфрам». Элемент № 74 называется в них иначе – тунгстен. Даже символ W (начальная буква слова Wolfram) получил всеобщее распространение лишь в последние годы: еще недавно в Италии и Франции писали Тu (начальные буквы от слова tungstene). Откуда такая путаница? Ее основы заложены историей открытия элемента № 74.В 1783 г. испанские химики братья Элюар сообщили об открытии нового элемента.

Разлагая саксонский минерал «вольфрам» азотной кислотой, они получили «кислую землю»- желтый осадок окиси какого-то металла, растворимый в аммиаке. В исходный минерал эта окись входила вместе с окислами железа и марганца. Братья Элюар предложили назвать новый элемент вольфрамом, а сам минерал – вольфрамитом.Итак, кто открыл вольфрам? Братья Элюар? И да, и нет. Да – потому, что они первые сообщили об этом открытии в печати. Нет – потому, что за два года до этого – в 1781 г.- знаменитый шведский ученый Карл Вильгельм Шееле обнаружил такую же точно «желтую землю», обрабатывая азотной кислотой другой минерал. Его называли просто «tungsten», т. е. «тяжелый камень» (по-шведски tung – тяжелый, sten – камень). Шееле далее нашел, что эта «земля» отличается от аналогичной молибденовой по цвету и некоторым другим свойствам, а в минерале она связана с окисью кальция. В честь Шееле минерал тунгстен переименовали в «шеелит». Остается добавить, что один из братьев Элюар был учеником Шееле и в 1781 г. работал в его лаборатории… Кто же открыл вольфрам?Обе стороны проявили в этом вопросе должное благородство; Шееле никогда не претендовал на открытие вольфрама, а братья Элюар не настаивали на своем приоритете.

НАЗВАНИЕ «ВОЛЬФРАМОВАЯ БРОНЗА» ОБМАНЧИВО. Нередко приходится слышать о вольфрамовых бронзах. Что это эа ? Внешне они очень красивы. Золотистая вольфрамовая бронза имеет состав Na 2 O x WO 2 x WO 3 , а синяя – Na 2 O x WO 2 x 4WO 3 ; пурпурно-красная и фиолетовая занимают промежуточное положение – соотношение WO 3 к WO2 в них меньше четырех, но больше единицы. Как видно из формул, эти не содержат ни меди, ни цинка, ни олова, т. е., строго говоря, они вовсе не бронзы. Они вообще не , так как здесь нет чисто металлических соединений: и вольфрам, и окислены. Бронзу они, однако, напоминают не только цветом и блеском, но и твердостью, устойчивостью к химическим реагентам и большой электропроводностью.

ПЕРСИКОВЫЙ ЦВЕТ. Приготовить эту краску было очень трудно; она не красная и не розовая, а какого-то промежуточного цвета и с зеленоватым оттенком. По преданию, для того чтобы ее открыть, пришлось провести около 8000 опытов с различными металлами и минералами. В XVII в. в персиковый цвет окрашивали наиболее дорогие фарфоровые изделия для китайского императора на заводе в провинции Шаньсн. Когда секрет изготовления этой краски был открыт, оказалось, что ее основу составляет окись вольфрама.

ПОХОЖЕ НА СКАЗКУ. Это случилось в 1911 г. В провинцию Юньнань приехал из Пекина студент по имени Ли. Целыми днями пропадая в горах, он искал какой-то камень, по его словам -оловянный. Но ничего не находил.У хозяина дома, где поселился студент, была молодая дочь Сяо-ми. Девушка жалела неудачливого искателя особых камней и вечером, подавая ему ужин, рассказывала незамысловатые истории. В одной из них речь шла о необыкновенной печи, построенной из темных камней, срывавшихся со скалы прямо на задний двор их дома. Печь оказалась очень удачной – она исправно служила хозяевам многие годы. Сяо-ми даже подарила студенту один из этих камней – коричневый, обкатанный, тяжелый, как . Оказалось, что это был чистый вольфрамит…Об

ИЗОТОПАХ ВОЛЬФРАМА. Природный вольфрам состоит из пяти стабильных изотопов с массовыми числами 180, 182, 183, 184 самый распрост раненный, его доля 30,64%) и 186. Из довольно многочисленных искусственных радиоактивных изотопов элемента № 74 практически важны только три: вольфрам -181 с периодом полураспада 145 дней, вольфрам-185 (74,5 дня) и вольфрам-187 (23,85 часа). Все три эти изотопа образуются в ядерных реакторах при обстреле нейтронами природной смеси изотопов вольфрама.

Где применяется вольфрам в быту

Вольфрам выделяется среди металлов не только тугоплавкостью, но и массой. Плотность вольфрама при нормальных условиях составляет 19,25 г/см³, это примерно в 6 раз больше, чем у алюминия. По сравнению с медью вольфрам тяжелее ее в 2 раза. На первый взгляд, большая плотность может показаться недостатком, потому что сделанные из него изделия будут тяжелыми. Но даже эта особенность металла нашла свое применение в технике. Полезные свойства вольфрама, обусловленные высокой плотностью:

  1. Возможность концентрировать большую массу в малом объеме.
  2. Защита от ионизирующего излучения (радиации).

Первое свойство объясняется внутренним строением металла. Ядро атома содержит 74 протона и 110 нейтронов, т. е. 184 частицы. В Периодической системе химических элементов, в которой атомы расположены по возрастанию атомной массы, вольфрам находится на 74 месте. По этой причине вещество, состоящее из тяжелых атомов, будет иметь большую массу. Способность защищать от радиации присуща всем материалам с высокой плотностью. Это обусловлено тем, что ионизирующее излучение, сталкиваясь с любым препятствием, передает ему часть своей энергии. Более плотные вещества имеют высокую концентрацию частиц в единице объема, поэтому ионизирующие лучи претерпевают больше столкновений и, соответственно, теряют больше энергии. Использование металла базируется на вышеуказанных свойствах.

Применение вольфрама

Вольфрам находит широкое применение в разных областях промышленности.

Использование, основанное на большой массе металла

Значительная плотность делает вольфрам ценным материалом для балансировки. Изготовленные из него балансировочные грузики уменьшают нагрузку, действующую на детали. Таким образом продлевается их эксплуатационный период. Области применения вольфрама:

  1. Аэрокосмическая сфера. Запчасти из тяжелого металла уравновешивают действующие моменты сил. Поэтому вольфрам используется для изготовления лопастей вертолетов, пропеллеров, рулей направления. По причине того, что материал не обладает магнитными свойствами, он применяется в производстве бортовых электронных систем авиации.
  2. Автомобильная промышленность. Вольфрам применяется там, где необходимо сосредоточить большую массу в малом объеме пространства, например, в автомобильных двигателях, установленных на тяжелых грузовиках, дорогих внедорожниках, машинах, работающих на дизельном топливе. Также вольфрам является выгодным материалом для изготовления коленвалов и маховиков, грузов на шасси. Кроме высокой плотности, металл характеризуется большим модулем упругости, благодаря этим качествам он применяется для гашения колебаний на приводах.
  3. Оптика. Вольфрамовые грузики сложной конфигурации выступают балансирами в микроскопах и других высокоточных оптических инструментах.
  4. Производство спортинвентаря. Вольфрам используется вместо свинца в спортивном оборудовании, потому что, в отличие от последнего, не наносит вреда здоровью и окружающей среде. Например, материал применяется в производстве клюшек для гольфа.
  5. В машиностроении. Из вольфрама делают вибромолоты, которыми забивают сваи. В середине каждого прибора находится вращающийся груз. Он преобразовывает энергию вибраций в силу для забивания. Благодаря наличию вольфрама имеется возможность применять вибромолоты для уплотненного грунта значительной толщины.
  6. Для изготовления высокоточных инструментов. В глубоком сверлении применяются прецизионные приборы, держатель которых не должен поддаваться вибрациям. Этому требованию соответствует вольфрам, имеющий к тому же и высокий модуль упругости. Антивибрационные держатели обеспечивают плавную работу, поэтому их используют в расточных и шлифовальных оправках, в стержнях инструментов. На основе вольфрама изготавливают рабочую часть инструмента, так как он обладает повышенной твердостью.

Использование, основанное на способности защищать от радиации

  • По этому критерию вольфрамовые сплавы опережают чугун, сталь, свинец и воду, поэтому из металла делают коллиматоры и защитные экраны, которые используются при радиотерапии. Сплавы из вольфрама не подвержены деформации и отличаются высокой надежностью. Применение многолепестковых коллиматоров дает возможность направить излучение на определенный участок пораженной ткани. Во время терапии в первую очередь делают рентгеновские снимки, чтобы локализовать расположение и определить характер опухоли. Затем лепестки коллиматора перемещаются электродвигателем в нужное положение. Может быть задействовано 120 лепестков, с помощью которых создается поле, повторяющее форму опухоли. Далее на пораженный участок направляются лучи, имеющие высокую радиацию. При этом опухоль получает облучение посредством того, что многолепестковый коллиматор вращается вокруг пациента. Чтобы защитить от радиации соседние здоровые ткани и окружающую среду, коллиматор должен обладать высокой точностью.
  • Разработаны специальные кольцевые коллиматоры из вольфрама для радиохирургии, облучение которых направлено на голову и шею. Прибор осуществляет высокоточную фокусировку гамма-излучения. Также вольфрам входит в состав пластин для компьютерных томографов, экранирующих элементов для детекторов и линейных ускорителей, дозиметрического оборудования и приборов неразрушающего контроля, емкостей для радиоактивных веществ. Вольфрам используется в устройствах для бурения. Из него делают экраны для защиты погружающихся инструментов от рентгеновского и гамма-излучении.

Классификация вольфрамовых сплавов

Такие критерии, как повышенная плотность и тугоплавкость вольфрама, дают возможность использовать его во многих отраслях. Однако современным технологиям иногда требуются дополнительные свойства материала, которыми чистый металл не обладает. Например, его электропроводность меньше, чем у меди, а изготовление детали сложной геометрической формы затруднительно из-за хрупкости материала. В таких ситуациях помогают примеси. При этом их количество часто не превышает 10%. После добавления меди, железа, никеля вольфрам, плотность которого остается очень высокой (не меньше 16,5 г/см³), лучше проводит электрический ток и становится пластичным, что дает возможность хорошо его обрабатывать.

В зависимости от состава сплавы по-разному маркируются.

  1. ВНЖ — это сплавы вольфрама, которые содержат никель и железо,
  2. ВНМ — никель и медь,
  3. ВД — только медь.

В маркировке после заглавных букв следуют цифры, указывающие на процентное содержание. Например, ВНМ 3–2 — это вольфрамовый сплав с добавлением 3% никеля и 2% меди, ВНМ 5–3 содержит в примеси 5% никеля и 3% железа, ВД-30 состоит на 30% из меди.

Природа-мать обогатила человечество полезными химическими элементами. Некоторые из них скрыты в ее недрах и содержатся в относительно малом количестве, но их значение очень существенно. Одним из таких является вольфрам. Применение его обусловлено особыми свойствами.

История происхождения

XVIII век – век открытия таблицы Менделеева — стал основополагающим и в истории этого металла.

Ранее принималось существование некоего вещества, входящего в состав минеральных пород, которое мешало выплавке из них нужных металлов. К примеру, получение олова было затруднено, если в руде содержался такой элемент. Разность температур плавления и химические реакции приводили к образованию шлаковой пены, что уменьшало количество оловянного выхода.

В VIII веке металл был последовательно открыт шведским ученым Шееле и испанцами братьями Элюар. Произошло это вследствие химических экспериментов по окислению минеральных пород — шеелита и вольфрамита.

Зарегистрирован в периодической системе элементов в соответствии с атомным номером 74. Редкий тугоплавкий металл с атомной массой 183,84 – это вольфрам. Применение его обусловлено необычными свойствами, открытыми уже в течение XX века.

Где искать?

По количеству в недрах земли он является «малонаселяющим» и занимает 28-е место. Является компонентом около 22 различных минералов, однако существенное значение для его добычи имеют только 4 из них: шеелит (содержит около 80 % триоксида), вольфрамит, ферберит и гюбнерит (имеют в составе по 75-77 % каждый). В составе руд чаще всего содержатся примеси, в некоторых случаях производится параллельное «извлечение» таких металлов, как молибден, олово, тантал и проч. Наибольшие залежи находятся в Китае, Казахстане, Канаде, США, также есть в России, Португалии, Узбекистане.

Как получают?

В связи с особыми свойствами, а также малым содержанием в породах, технология получения чистого вольфрама достаточно сложная.

  1. Магнитная сепарация, электростатическая сепарация или флотация с целью обогащения руды до 50-60 % концентрации вольфрамового оксида.
  2. Выделение 99 % окиси путем химических реакций со щелочными или кислотными реагентами и поэтапного очищения получаемого осадка.
  3. Восстановление металла с помощью углерода или водорода, выход соответствующего металлического порошка.
  4. Изготовление слитков или порошковых спеченных брикетов.

Одним из важных этапов получения металлургической продукции является порошковая металлургия. Она основана на смешивании порошкообразных тугоплавких металлов, их прессовании и последующем спекании. Таким образом получают большое количество технологически важных сплавов, в том числе карбид вольфрама, применение которому найдено в основном в промышленном производстве режущих инструментов повышенной мощности и стойкости.

Физические и химические свойства

Вольфрам – тугоплавкий и тяжелый металл серебристого цвета с объёмно-центрированной кристаллической решеткой.

  • Температура плавления — 3422 ˚С.
  • Температура кипения — 5555 ˚С.
  • Плотность — 19,25 г/см 3 .

Является хорошим проводником электрического тока. Не магнитится. Некоторые минералы (например, шеелит) люминесцентные.

Стоек к влиянию кислот, агрессивных веществ в среде высоких температур, коррозии и старению. Деактивации влияния отрицательных примесей в сталях, улучшению ее жаропрочности, коррозионной стойкости и надежности также способствует вольфрам. Применение таких железоуглеродистых сплавов оправдано их технологичностью и износостойкостью.

Механические и технологические свойства

Вольфрам – твердый, прочный металл. Его твердость составляет 488 НВ, предел прочности – 1130-1375 МПа. В холодном состоянии не пластичен. При температуре 1600 ˚С повышается пластичность до состояния абсолютной податливости к обработке давлением: ковке, прокатке, волочению. Известно, что 1 кг этого металла позволяет изготавливать нить общей длиной до 3 км.

Обработка резанием затруднена в силу чрезмерной твердости и хрупкости. Для сверления, точения, фрезерования используются твердосплавные вольфрамокобальтовые материалы, изготовленные методом порошковой металлургии. Реже, при низких скоростях и особых условиях, применяются инструменты из быстрорежущей легированной вольфрамсодержащей стали. Стандартные принципы резки неприменимы, так как оборудование чрезвычайно быстро изнашивается, а обрабатываемый вольфрам растрескивается. Применяются следующие технологии:

  1. Химическая обработка и пропитка поверхностного слоя, в том числе использование с этой целью серебра.
  2. Нагрев поверхности с помощью печей, газового пламени, электрического тока силой 0,2 А. Допустимая температура, при которой происходит некоторое повышение пластичности и, соответственно, улучшается резка, – 300-450 ˚С.
  3. Резание вольфрама с применением легкоплавких веществ.

Заточку и шлифование целесообразно проводить с помощью алмазных и эльборовых инструментов, реже – корундовых.

Сварка данного тугоплавкого металла производится в основном под действием электрической дуги, вольфрамовых или угольных электродов в среде инертных газов или жидких защит. Также возможно применение контактной сварки.

Этот особенный химический элемент обладает характеристиками, которые отличают его в общей массе. Так, к примеру, характеризуясь высокой теплостойкостью и износостойкостью, он повышает качество и режущие свойства легированных вольфрамсодержащих сталей, а высокая температура плавления позволяет изготавливать нити накала для лампочек и электроды для сварки.

Применение

Редкость, необычность и важность обуславливают широкое использование в современной технике металла под названием Tungsten – вольфрам. Свойства и применение оправдывают высокую стоимость и востребованность. Высокие показатели температуры плавления, твердости, прочности, жаростойкости и стойкости к химическим воздействиям и коррозии, износостойкости и резальных особенностей – вот основные его козыри. Варианты использования:

  1. Нити накаливания.
  2. Легирование сталей с целью получения быстрорежущих, износостойких, жаростойких и жаропрочных железоуглеродистых сплавов, находящих применение для производства сверл и других инструментов, пуансонов, пружин и рессор, рельс.
  3. Изготовление «порошковых» твердых сплавов, применяемых в основном в качестве особо износостойких режущих, буровых или прессовочных инструментов.
  4. Электроды для аргонодуговой и контактной сварки.
  5. Изготовление деталей для рентгеновской и радиотехники, различных технических ламп.
  6. Специальные светящиеся краски.
  7. Проволока и детали для химической промышленности.
  8. Различная практичная мелочевка, к примеру, мормышки для рыбалки.

Приобретают популярность различные сплавы, в состав которых входит вольфрам. Область применения таких материалов порой удивляет – начиная от тяжелого машиностроения и заканчивая легкой промышленностью, где изготавливаются ткани с особыми свойствами (например, огнестойкие).

Универсальных материалов не существует. Каждый известный элемент и созданные сплавы отличаются своей уникальностью и необходимостью для определенных сфер жизни и промышленности. Однако некоторые из них обладают особыми свойствами, делающими ранее неосуществимые процессы возможными. Одним из таких металлов является вольфрам. Применение его недостаточно широко, как у стали, но каждый из вариантов предельно полезен и необходим человечеству.

Вольфрам
← Тантал | Рений →
Внешний вид простого веществаТугоплавкий прочный металл, стального цвета или белыйСвойства атомаНазвание, символ, номерВольфра́м / Wolframium (W), 74Атомная масса
(молярная масса)183,84(1) [1] а. е. м. (г/моль)Электронная конфигурация[Xe] 4f 14 5d 4 6s 2Радиус атома141 пмХимические свойстваКовалентный радиус170 пмРадиус иона(+6e) 62 (+4e) 70 пмЭлектроотрицательность2,3 (шкала Полинга)Электродный потенциалW ← W 3+ 0,11 В
W ← W 6+ 0,68 ВСтепени окисления6, 5, 4, 3, 2, 0Энергия ионизации
(первый электрон)769,7 (7,98) кДж/моль (эВ)Термодинамические свойства простого веществаПлотность (при н. у.)19,25 [2] г/см³Температура плавления3695 K (3422 °C, 6192 °F) [2]Температура кипения5828 K (5555 °C, 10031 °F) [2]Уд. теплота плавления285,3 кДж/кг
52,31 [3] [4] кДж/мольУд. теплота испарения4482 кДж/кг 824 кДж/мольМолярная теплоёмкость24,27 [5] Дж/(K·моль)Молярный объём9,53 см³/мольКристаллическая решётка простого веществаСтруктура решёткикубическая
объёмноцентрированнаяПараметры решётки3,160 ÅТемпература Дебая310 KПрочие характеристикиТеплопроводность(300 K) 162,8 [6] Вт/(м·К)Номер CAS7440-33-74f 14 5d 4 6s 2

Вольфрам — самый тугоплавкий из металлов. Более высокую температуру плавления имеет только неметаллический элемент — углерод, но он существует в жидком виде только при высоких давлениях. При стандартных условиях вольфрам химически стоек.

Содержание

История и происхождение названия [ править | править код ]

Название Wolframium перешло на элемент с минерала вольфрамит, известного ещё в XVI в. под названием «волчья пена» — лат. spuma lupi или нем. Wolf Rahm [5] [7] . Название было связано с тем, что вольфрам, сопровождая оловянные руды, мешал выплавке олова, переводя его в пену шлаков («пожирал олово как волк овцу»).

В английском и французском языках вольфрам называется tungsten (от швед. tung sten — «тяжёлый камень»). В 1781 году знаменитый шведский химик Карл Шееле, обрабатывая азотной кислотой минерал шеелит, получил жёлтый «тяжёлый камень» (триоксид вольфрама) [ источник не указан 2415 дней ] . В 1783 году испанские химики братья Элюар сообщили о получении из саксонского минерала вольфрамита как растворимой в аммиаке жёлтой окиси нового металла, так и самого металла [ источник не указан 2415 дней ] . При этом один из братьев, Фаусто, был в Швеции в 1781 году и общался с Шееле. Шееле не претендовал на открытие вольфрама, а братья Элюар не настаивали на своём приоритете.

Нахождение в природе [ править | править код ]

Кларк вольфрама земной коры составляет (по Виноградову) 1,3 г/т (0,00013 % по содержанию в земной коре). Его среднее содержание в горных породах, г/т: ультраосновных — 0,1, основных — 0,7, средних — 1,2, кислых — 1,9.

Вольфрам встречается в природе главным образом в виде окисленных сложных соединений, образованных трёхокисью вольфрама WO3 с оксидами железа и марганца или кальция, а иногда свинца, меди, тория и редкоземельных элементов. Промышленное значение имеют вольфрамит (вольфрамат железа и марганца n FeWO4 · m MnWO4 — соответственно, ферберит и гюбнерит) и шеелит (вольфрамат кальция CaWO4). Вольфрамовые минералы обычно вкраплены в гранитные породы, так что средняя концентрация вольфрама составляет 1—2 %.

Месторождения [ править | править код ]

Наиболее крупными запасами обладают Казахстан, Китай, Канада и США; известны также месторождения в Боливии, Португалии, России, Узбекистане и Южной Корее. Мировое производство вольфрама составляет 49—50 тысяч тонн в год, в том числе в Китае 41, России 3,5; Казахстане 0,7, Австрии 0,5. Основные экспортёры вольфрама: Китай, Южная Корея, Австрия. Главные импортёры: США, Япония, Германия, Великобритания.
Также есть месторождения вольфрама в Армении и других странах.

Получение [ править | править код ]

Процесс получения вольфрама проходит через подстадию выделения триоксида WO3 из рудных концентратов и последующем восстановлении до металлического порошка водородом при температуре ок. 700 °C. Из-за высокой температуры плавления вольфрама для получения компактной формы используются методы порошковой металлургии: полученный порошок прессуют, спекают в атмосфере водорода при температуре 1200—1300 °C, затем пропускают через него электрический ток. Металл нагревается до 3000 °C, при этом происходит спекание в монолитный материал. Для последующей очистки и получения монокристаллической формы используется зонная плавка.

Физические свойства [ править | править код ]

Вольфрам — блестящий светло-серый металл, имеющий самые высокие доказанные температуры плавления и кипения (предполагается, что сиборгий ещё более тугоплавок, но пока что об этом твёрдо утверждать нельзя — время существования сиборгия очень мало). Температура плавления — 3695 K (3422 °C), кипит при 5828 K (5555 °C) [2] . Плотность чистого вольфрама составляет 19,25 г/см³ [2] . Обладает парамагнитными свойствами (магнитная восприимчивость 0,32⋅10 −9 ). Твёрдость по Бринеллю 488 кг/мм², удельное электрическое сопротивление при 20 °C — 55⋅10 −9 Ом·м, при 2700 °C — 904⋅10 −9 Ом·м. Скорость звука в отожжённом вольфраме 4290 м/с.

Вольфрам является одним из наиболее тяжёлых, твёрдых и самых тугоплавких металлов [5] . В чистом виде представляет собой металл серебристо-белого цвета, похожий на платину, при температуре около 1600 °C хорошо поддаётся ковке и может быть вытянут в тонкую нить. Металл обладает высокой устойчивостью в вакууме [8] .

Химические свойства [ править | править код ]

Проявляет валентность от 2 до 6. Наиболее устойчив 6-валентный вольфрам. 3- и 2-валентные соединения вольфрама неустойчивы и практического значения не имеют.

Вольфрам имеет высокую коррозионную стойкость: при комнатной температуре не изменяется на воздухе; при температуре красного каления медленно окисляется в оксид вольфрама (VI). Вольфрам в ряду напряжений стоит сразу после водорода, и в соляной, разбавленной серной и плавиковой кислотах почти нерастворим. В азотной кислоте и царской водке окисляется с поверхности. Растворяется в перекиси водорода.

Легко растворяется в смеси азотной и плавиковой кислот [9] :

2 W + 4 H N O 3 + 10 H F ⟶ W F 6 + W O F 4 + 4 N O ↑ + 7 H 2 O <displaystyle <mathsf <2W+4HNO_<3>+10HFlongrightarrow WF_<6>+WOF_<4>+4NOuparrow +7H_<2>O>>>

Реагирует с расплавленными щелочами в присутствии окислителей [10] :

2 W + 4 N a O H + 3 O 2 ⟶ 2 N a 2 W O 4 + 2 H 2 O <displaystyle <mathsf <2W+4NaOH+3O_<2>longrightarrow 2Na_<2>WO_<4>+2H_<2>O>>> W + 2 N a O H + 3 N a N O 3 ⟶ N a 2 W O 4 + 3 N a N O 2 + H 2 O <displaystyle <mathsf longrightarrow Na_<2>WO_<4>+3NaNO_<2>+H_<2>O>>> 3>

Поначалу данные реакции идут медленно, однако при достижении 400 °C (500 °C для реакции с участием кислорода) вольфрам начинает саморазогреваться, и реакция протекает достаточно бурно, с образованием большого количества тепла.

Растворяется в смеси азотной и плавиковой кислоты, образуя гексафторвольфрамовую кислоту H2[WF6]. Из соединений вольфрама наибольшее значение имеют: триоксид вольфрама или вольфрамовый ангидрид, вольфраматы, перекисные соединения с общей формулой Me2WOX, а также соединения с галогенами, серой и углеродом. Вольфраматы склонны к образованию полимерных анионов, в том числе гетерополисоединений с включением других переходных металлов.

Применение [ править | править код ]

Главное применение вольфрама — как основа тугоплавких материалов в металлургии.

Металлический вольфрам [ править | править код ]

  • Тугоплавкость и пластичность вольфрама делают его незаменимым для нитей накаливания в осветительных приборах, а также в кинескопах и других вакуумных трубках.
  • Благодаря высокой плотности вольфрам является основой тяжёлых сплавов, которые используются для противовесов, бронебойных сердечников подкалиберных и стреловидных оперенных снарядов артиллерийских орудий, сердечников бронебойных пуль и сверхскоростных роторов гироскопов для стабилизации полёта баллистических ракет (до 180 тыс. об/мин).
  • Вольфрам используют в качестве электродов для аргонно-дуговой сварки.
  • Сплавы вольфрама, ввиду его высокой температуры плавления, получают методом порошковой металлургии. Сплавы, содержащие вольфрам, отличаются жаропрочностью, кислотостойкостью, твердостью и устойчивостью к истиранию. Из них изготовляют хирургические инструменты (сплав «амалой»), танковую броню, оболочки торпед и снарядов, наиболее важные детали самолетов и двигателей, контейнеры для хранения радиоактивных веществ. Вольфрам — важный компонент лучших марок инструментальных сталей.
  • Вольфрам применяется в высокотемпературных вакуумных печах сопротивления в качестве нагревательных элементов. Сплав вольфрама и рения применяется в таких печах в качестве термопары.
  • Высокая плотность вольфрама делает его удобным для защиты от ионизирующего излучения. Несмотря на бо́льшую плотность по сравнению с традиционным и более дешёвым свинцом, защита из вольфрама оказывается менее тяжёлой при равных защитных свойствах [11] или более эффективной при равном весе [12] . Из-за тугоплавкости и твёрдости вольфрама, затрудняющих его обработку, в таких случаях используются более пластичные сплавы вольфрама с добавлением никеля, железа, меди и др. [13] либо взвесь порошкообразного вольфрама (или его соединений) в полимерной основе [14] .

Соединения вольфрама [ править | править код ]

  • Для механической обработки металлов и неметаллических конструкционных материалов в машиностроении (точение, фрезерование, строгание, долбление), бурения скважин, в горнодобывающей промышленности широко используются твёрдые сплавы и композитные материалы на основе карбида вольфрама (например, победит, состоящий из кристаллов WC в кобальтовой матрице; широко применяемые в России марки — ВК2, ВК4, ВК6, ВК8, ВК15, ВК25, Т5К10, Т15К6, Т30К4), а также смесей карбида вольфрама, карбида титана, карбида тантала (марки ТТ для особо тяжёлых условий обработки, например, долбление и строгание поковок из жаропрочных сталей и перфораторное ударно-поворотное бурение крепкого материала). Широко используется в качестве легирующего элемента (часто совместно с молибденом) в сталях и сплавах на основе железа. Высоколегированная сталь, относящаяся к классу «быстрорежущая», с маркировкой, начинающейся на букву Р, практически всегда содержит вольфрам.
  • Сульфид вольфрама WS2 применяется как высокотемпературная (до 500 °C) смазка.
  • Некоторые соединения вольфрама применяются как катализаторы и пигменты.
  • Монокристаллы вольфраматов (вольфраматы свинца, кадмия, кальция) используются как сцинтилляционные детекторы рентгеновского излучения и других ионизирующих излучений в ядерной физике и ядерной медицине.
  • Дителлурид вольфрама WTe2 применяется для преобразования тепловой энергии в электрическую (термо-ЭДС около 57 мкВ/К).

Другие сферы применения [ править | править код ]

Искусственный радионуклид 185 W используется в качестве радиоактивной метки при исследованиях вещества. Стабильный 184 W используется как компонент сплавов с ураном-235, применяемых в твердофазных ядерных ракетных двигателях, поскольку это единственный из распространённых изотопов вольфрама, имеющий низкое сечение захвата тепловых нейтронов (около 2 барн).

Рынок вольфрама [15] [ править | править код ]

Цены на металлический вольфрам (содержание элемента порядка 99 %) на конец 2010 года составляли около 40—42 долларов США за килограмм, в мае 2011 года составляли около 53—55 долларов США за килограмм. Полуфабрикаты от 58 USD (прутки) до 168 (тонкая полоса). В 2014 году цены на вольфрам колебались в диапазоне от 55 до 57 USD.

Биологическая роль [ править | править код ]

Вольфрам не играет значительной биологической роли. У некоторых архебактерий и бактерий имеются ферменты, включающие вольфрам в своем активном центре. Существуют облигатно-зависимые от вольфрама формы архебактерий-гипертермофилов, обитающие вокруг глубоководных гидротермальных источников. Присутствие вольфрама в составе ферментов может рассматриваться как физиологический реликт раннего архея — существуют предположения, что вольфрам играл роль в ранних этапах возникновения жизни [16] .

Пыль вольфрама, как и большинство других видов металлической пыли, раздражает органы дыхания.

Изотопы [ править | править код ]

Известны изотопы вольфрама с массовыми числами от 158 до 192 (количество протонов 74, нейтронов от 84 до 118), и более 10 ядерных изомеров. [17]

Природный вольфрам состоит из смеси пяти изотопов ( 180 W — 0,12(1)%, 182 W — 26,50(16) %, 183 W — 14,31(4) %, 184 W — 30,64(2) % и 186 W — 28,43(19) %) [17] . В 2003 открыта [18] чрезвычайно слабая радиоактивность природного вольфрама (примерно два распада на грамм элемента в год), обусловленная α-активностью 180 W, имеющего период полураспада 1,8⋅10 18 лет [19] .

характеристики металла, основные особенности, получение и применение химического вещества

Из всех используемых на сегодняшний день материалов самым тугоплавким можно назвать вольфрам. Он находится на 74 позиции периодической системы Менделеева, а также обладает множеством сходных особенностей с хромом и молибденом, которые находятся с ним в одной группе. На внешний вид вольфрам представлен в виде твёрдого вещества серого оттенка, с особым серебристым отблеском.

История открытия химического элемента

Вольфрам был открыт шведским химиком Карлом Шееле. Аптекарь по профессии, Шееле в своей маленькой лаборатории провел много замечательных исследований. Он открыл кислород, хлор, барий, марганец. Незадолго до смерти, в 1781 году, Шееле — к этому времени уже член Стокгольмской Академии наук — обнаружил, что минерал тунгстен (впоследствии названный шеелитом) представляет собой соль неизвестной тогда кислоты. Спустя два года испанские химики братья д’Элуяр, работавшие под руководством Шееле, сумели выделить из этого минерала новый элемент — вольфрам, которому суждено было произвести переворот в промышленности. Однако это произошло через целое столетие.

Содержание в естественной среде

В земной коре такой элемент находится в довольно маленьком количестве. В свободном виде он не встречается и может располагаться лишь в качестве минералов. В промышленном масштабе используют лишь его оксиды.

Характеристики металла

Особенная плотность металла даёт ему необычные характеристики. У него довольно невысокая скорость испарения, высокая точка кипения. По значению электрической проводимости вещество обладает низкими показателями, в отличие от меди сразу в три раза. Именно большой показатель плотности вольфрама ограничивает области его применения. Кроме всего этого, на применение вещества сильно влияет его повышенный показатель ломкости при низкой температуре, неустойчивостью окислению кислородом воздуха при воздействии незначительной температуры.

По внешним особенностям вещество имеет сильные сходства со сталью. Оно используется для активного изготовления различных сплавов, которые характеризуются высокой прочностью. Процесс обработки вольфрама происходит только во время воздействия повышенных температур.

19 300 — это показатель плотность вольфрама кг/м 3 при нормальных условиях использования. Металл способен создавать объёмно-концентрическую кубическую решётку. Обладает неплохим показателем теплоёмкости. Высокий температурный показатель плавления, который доходит до отметки в 3380 градусов Цельсия. На механические особенности оказывает особое влияние его предварительная обработка. Если учитывать то, что плотность вольфрама 20 с 19,3 г/см3, то его можно легко довести до состояния монокристаллического волокна. Такое свойство следует применять во время получения из него особой проволоки. В условиях комнатной температуры металл обладает незначительным показателем пластичности.

Марки элемента

Маркировки бывают следующие:

  • Не только показатель вольфрама, но и специальные добавки, применяются в металлургии, а также отражаются на марки такого металла. К примеру, ВА включает в себя полноценную смесь вольфрама с алюминием, а также кремнием. Для получения такой марки характерна повышенная температура начального процесса рекистраллизации, прочность после отжига.
  • ВЛ характеризуется добавлением вещества в виде присадки оксида лантана, которая значительно увеличивает эмиссионные показатели металла.
  • МВ — это сплав молибдена и вольфрама. Такой состав повышает общую прочность, которая продолжает сохранять особую пластичность металла после отжига.

Основные особенности

Для использования вольфрама в промышленности важно, чтобы он соответствовал таким показателям, как:

  • электрическое сопротивление;
  • общая температура плавления;
  • коэффициент линейного расширения.

Чистое вещество имеет сильную пластичность, а также не может раствориться в специальном растворе кислоты без предварительного нагрева хотя бы до 500 градусов Цельсия. Оно способно очень быстро вступить в полноценную реакцию с углеродом, в результате которой произойдёт образование карбида вольфрама, имеющего высокий показатель прочности. А также такой металл известен своими оксидами, самым распространённым считается вольфрамовый ангидрид. Его главной особенностью можно назвать то, что он может формировать порошок в состояние компактного металла, побочное развитие низших оксидов.

Главные характеристики, которые делают использование вещества затруднительным:

  • высокий показатель плотности;
  • ломкость, а также склонность к процессу окисления при воздействии низких температур.

Кроме этого, высокий показатель кипения, а также место испарения значительно затрудняют процесс добычи полезного металла и материалов из него.

Использование вольфрама

Использование вольфрама встречается в следующих областях:

  • Жаропрочные и износостойкие сплавы основываются на тугоплавкости вещества. В промышленности такие соединения химического вещества используются с хромом и кобальтом, которые по-другому именуются стеллитами. Их путём наплавки наносят на изнашиваемую область деталей у промышленных автомобилей.
  • Тяжёлые и контактные сплавы — это смеси из серебра, меди, а также вольфрама. Их можно назвать очень эффективными контактными компонентами, именно по этой причине и применяются для производства рабочих деталей рубильников, электродов для создания точечной сварки, а также изготовления выключателей.
  • В качестве проволоки, кованных изделий, а также ленты вольфрам используется в радиотехнике, в создании специальных электрических ламп, а также рентгенотехники. Именно такой химический элемент считается наилучшим металлом для изготовления спиралей, а также особых нитей для накаливания.
  • Вольфрамовые прутики и проволока нужны для создания специальных электрических нагревателей для печей высокотемпературного типа. Нагреватели из вольфрама могут работать в атмосфере инертного газа, в вакууме, а также в водороде.

Сплавы, которые включают в себя вольфрам

На сегодняшний день можно найти большое количество однофазных сплавов из вольфрама. Это подразумевает использование как одного, так и сразу нескольких компонентов. Наибольшей популярностью пользуются соединения вольфрама, а также молибдена. Легирование таким веществам значительно повышает общую прочность вольфрама во время его активного растяжения. А также к однофазным сплавам можно отнести такие системы, как: графий, ниобий, цирконий.

Но при этом наибольшую пластичность элементу может придать рений, который сохраняет остальные показатели на характерном для него уровне. Но практическое использование такого соединения ограниченно особыми проблемами и в процессе добычи Re.

Так как металл можно назвать наиболее тугоплавким веществом, получить такие сплавы очень трудно традиционным путём. При температуре плавления вольфрама остальные металлы начинают активно закипать, а в некоторых случаях доходят до газообразного состояния. Современные технологии помогают получать большое число сплавов при помощи технологии электролиза. К примеру, вольфрам — никель — кобальт, который применяется не для изготовления целых деталей, а для того, чтобы нанести дополнительный слой защиты на менее прочные материалы и поверхности.

А также в промышленности всё ещё популярен метод получения вольфрамовых сплавов, которые применяют методы порошковой металлургии. В это время стоит создавать особые условия для протекания технологических процессов, который будет включать в себя наличие специального вакуума. Особенности взаимодействия остальных металлов и вольфрама делают наиболее предпочтительными соединения не парного типа, а с применением 3, 4-х и большего числа веществ.

Такие необычные сплавы будут отличаться от остальных особой прочностью и твёрдостью, но малейшее отклонение от процентного содержания веществ в металле того либо другого элемента может привести к развитию особой хрупкости у полученного сплава.

Способы получения вещества

Вольфрам, как и большое количество других элементов из редкой группы, нельзя просто так найти в природе. Именно по этой причине добыча такого металла не применяется в строительстве больших промышленных зданий. Сам процесс получения такого металла условно разделён на несколько стадий:

  • добыча руды, которая включает в свой состав такой редкий металл;
  • создание полноценных условий для дальнейшего выделения вольфрама из перерабатываемых компонентов;
  • концентрирование материала в качестве раствора или же осадка;
  • процесс очищения полученного вида химического соединения;
  • процесс получения более чистого вещества.

Более сложным будет процесс изготовления компактного материала, например, вольфрамовой проволоки. Главная трудность такого вещества будет заключена в том, что запрещено допускать даже малейшее попадание в него особых примесей, которые способны резко ухудшить плавкие свойства и прочность металла.

Применение вольфрама

При помощи такого металла происходит активное создание нити накаливания, нагревателей, экраны вакуумных печей, рентгеновские трубки, которые нужны для использования в условиях повышенной температуры.

Сталь, легированная вольфрамом, обладает высокими качествами прочности. Готовая продукция из таких разновидностей сплавов применяется для создания инструментов широкого использования: бурение скважин, медицина, изделия для качественной обработки материалов в процессе машиностроения (особые режущие пластины). Главным достоинством таких соединений станет особая устойчивость к истиранию, небольшая вероятность развития трещин во время эксплуатации вещи. Самой известной в процессе строительства считается марка стали с применением вольфрама, которая имеет название победит.

Химическая промышленность также нашла в себе место для использования металла. Из него можно производить краски, пигменты и катализаторы.

Атомная промышленность применяет тигли из этого металла, а также специализированные контейнеры для хранения наиболее радиоактивных отходов.

О нанесении покрытия из элемента уже было указано выше. Оно используется для нанесения на такие материалы, которые работают при воздействии высоких температур в восстановительной, а также нейтральной среде, как специальная защитная плёнка.

А также есть такие прутки, которые применяются и в других сварках. Так как вольфрам неизменно продолжает оставаться самым тугоплавким металлом, то во время проведения сварочных работ он применяется со специальными присадочными проволоками.

Вольфрам в быту можно применять, главным образом, в электротехнической цели.

Именно его стоит использовать в качестве основного компонента (легирующий элемент) в процессе производства быстрорежущей стали. В среднем показатель содержания вольфрама варьируется от девяти до двадцати процентов. Кроме всего этого, он находится в составе инструментальной стали.

Такие разновидности стали используются во время производства свёрл, штампов, пуансонов и фрез. К примеру, быстрорежущие стали P6 M5 говорят о том, что сталь была легирована молибденом и кобальтом. Кроме этого, вольфрам включает в себя магнитные стали, которые стоит разделять на вольфрамокобальтовые и вольфрамовые разновидности.

Вещество в повседневной жизни в чистом виде почти невозможно встретить. Карбид вольфрама представлен в качестве соединения металла с углеродом. Соединение таких веществ отличается высокой твёрдостью, износостойкостью, а также тугоплавкостью. На базе карбида вольфрама можно создавать инструментальные, производительные твёрдые сплавы, которые имеют около 90 процентов вольфрама и около 10 процентов кобальта. Из твёрдых сплавов можно изготавливать режущие части как бугровых, так и режущих инструментов.

Главная область использования вольфрама — это сварка металлов. Из сварки можно создавать особые электроды, которые используют для другого типа сплавки. Получаемые электроды можно назвать неплавящимися.

Видео

Интересные факты о вольфраме вы можете узнать из этого видео.

где взять в домашних условиях? Где используется? ГОСТ и особенности

Характеристики нихромовой проволоки

Проволока нихромовая.

Представленный сплав отличается наличием двух основных компонентов – никеля и хрома. В качестве присадочных элементов в состав нихрома могут также входить кремний, алюминий, марганец, железо, титан, цирконий. Количественное соотношение данных лигатур позволяет судить об определённом типе нихрома.

В настоящее время налажено производство двух марок проволок на основе сплавов: Х20Н80 и Х15Н60. Х20Н80 содержит порядка 70-75 % никеля, 20-25% хрома и 0,8-1% железа. Он обладает следующими свойствами:

  • рабочая температура – 1250-1300 С;
  • удельное сопротивление для проволоки диаметром свыше 3 мм. – 13 Ом*мм/м;
  • плотность – 8,5 г/см3;
  • удельная теплоемкость – 0,44 кДж/кг·К.

Незначительное содержание железа в данном сплаве говорит о его низких магнитных свойствах. Это положительно сказывается на его коррозионной устойчивости и износостойкости.

Х15Н60 также характеризуется преобладанием никеля – 60-65% и хрома – 15-18%. Представленный сплав заметно уступает своему аналогу по основным техническим показателям.

  • рабочая температура – 1000-1100 С;
  • удельное сопротивление для проволоки диаметром свыше 3 мм. – 12 Ом*мм/м;
  • плотность – 8,0-8,5 г/см3;
  • удельная теплоемкость – 0,46 кДж/кг·К.

Благодаря большему содержанию железа, концентрация которого может достигать 3%, данный вид нихрома наделён магнитной восприимчивостью, что не позволяет говорить о высокой коррозионной стойкости сплава. Тем не менее, благодаря низкой плотности нихромовой проволоки, выполненной из данного сплава, становится возможным производить образцы с меньшим сечением, отличающиеся большей пластичностью.

Ферронихром отличается высокой механической прочностью и не уступает более легированным сплавам по жаропрочности при эксплуатации в условиях агрессивных сред.

Особенности

Для изготовления вольфрамовой проволоки – ГОСТ 18903-73 – применяют кованые прутки. В ходе волочения осуществляется постепенное понижение температурного режима. После этого изделие очищают за счет отжига и электролитической полировки.

Сырьем для изготовления данной разновидности проволочной продукции служит самый тугоплавкий металл. Этот материал жароустойчив и прочен, ему не страшны кислотные и щелочные среды. Подобные характеристики позволяют применять вольфрамовую проволоку для выпуска деталей, предназначенных для эксплуатации в условиях нагрева, вследствие чего они не утрачивают исходных свойств.

Характерные для этого вида проволочной продукции механические параметры (повышенная твердость, устойчивость к износу в процессе нагревания, низкое значение температурного расширения), превышающие многие аналогичные материалы, делают вольфрамовые изделия очень востребованными.

Данную разновидность металлопроката отличает высокий модуль упругости, отменное омическое сопротивление, хорошая тепловая проводимость. Это долговечный и надежный в использовании материал, способный переносить экстремальные эксплуатационные условия, что делает его незаменимым в различных производственных отраслях.

Насчитывается несколько марок такой проволоки. Классификацию выполняют в соответствии с диаметром сечения и процентным соотношением вольфрама в составе материала.

Диаметр проволоки может составлять от 12,5 до 500 мкм.

Наиболее востребована марка ВА. Марку ВРН задействуют для производства катодов электронных устройства.

Спросом также пользуются марки вольфрамового металлопроката ВМ, ВТ.

Именно марка определяет сферу применения материала.

Сферы применения

Вольфрамовая проволока используется в разных сферах производства и народного хозяйства. Ее задействуют для изготовления спиралей и пружинных элементов, предназначенных для лампочек накаливания.

Вольфрам-рениевую разновидность (ВРН) задействуют для производства траверсов.

Вольфрам является тугоплавким металлом, поэтому проволочная продукция на его основе незаменима при создании элементов сопротивления в нагревательных приборах. Она содержится в термоэлектрических преобразователях, петлевых подогревателях.

Процесс изготовления вольфрамового металлопроката довольно сложный с задействованием методик порошковой металлургии. Она пользуется большой популярностью в электротехнической промышленности и радиотехнике. Ее активно используют при создании телевизионных ЖК-экранов. Наиболее востребована проволочная продукция, представляющая собой ангидрид вольфрама и получающаяся из солей этого металла.

На ее базе делают детали рентгеновской техники, которая при эксплуатации подвергается вибрациям и сильному нагреванию. Сетки и фильтрующие механизмы на ее основе применяют в химической промышленности.

Где взять в домашних условиях?

Многих интересует, где найти вольфрамовую проволоку в домашних условиях. Это составляющая всех нагревательных деталей бытовых приборов.

Она присутствует в старых модификациях утюгов, электрических чайниках. Если дома есть отслуживший свой век тепловентилятор, извлеките проволочные нити из нагревателей. Несложно ее достать из поломанных тостеров. Она имеется и в нагревательных элементах рукомойников. Для извлечения проволоки ТЭНы аккуратно вскрывают болгаркой. Только нужно будет очистить проволочную продукцию от изоляции.

Устойчивый к износу и неблагоприятным внешним воздействиям вольфрамовый металлопрокат хорошо себя зарекомендовал. Его поставки выполняются не только в катушках, но и бухтах.

Сферы применения нихромовой проволоки

Специфические свойства нихрома нашли своё применение в различных сферах деятельности, как бытового, так и промышленного характера.

Всевозможные разновидности этого сплава используются в качестве нагревательных элементов различных приборов: электрических печей, сушилок, термопар, а также в керамических изделиях, исполняя роль несущего каркаса.

Нихромовая проволока, как основной исполнительный орган электронагревательных приборов, в большинстве случаев представляет собой спираль, через которую пропускают электрический ток заданного значения. Такая форма признана наиболее оптимальной для данных устройств, так как позволяет добиться большей теплоотдачи за счет увеличения длины токопроводящего элемента. Высокая степень пластичности представленного материала существенно увеличивает срок службы таких устройств, ввиду высокой устойчивости к деформациям.

Где же взять нихромовую проволоку в домашних условиях? Этот сплав повсеместно используется в различных бытовых приборах. Их примерами могут служить электрообогреватели, фены, паяльники, тостеры и духовки. Кроме этого, их применяют в электронных сигаретах.

Нихромовая проволока: критерии выбора

Реализация проекта по созданию различных видов электротермического оборудования предполагает тщательный анализ номинальных эксплуатационных параметров, который и послужит отправной точкой в расчете ключевых показателей нихромовой проволоки.

В первую очередь необходимо рассчитать электрическое сопротивление рабочего элемента. Оно зависит от трех физических величин, а именно: удельное сопротивления материала, его длина и площадь поперечного сечения. Формула расчета активного сопротивления выглядит следующим образом: R = ρ · l / S.

Для получения недостающих данных необходимо произвести расчет длины спирали. В зависимости от приложенного на неё напряжения, следует остановиться на наиболее оптимальном значении длины проволоки, её диаметра, а также размера сердечника. Для того чтобы избавить себя от трудоёмких расчетов, можно воспользоваться сводной таблицей, в которой приводятся значения длины спирали, в зависимости от диаметра проволоки и сердечника для нихрома диаметром от 0,2 до 0,5 мм.

D 0,2 ммD 0,3 ммD 0,4 ммD 0,5 мм
D сердечника,

(мм)

Длина спирали

(см)

D сердечника,

(мм)

Длина спирали

(см)

D сердечника,

(мм)

Длина спирали

(см)

D сердечника,

(мм)

Длина спирали

(см)

1,5491,5591,577264
230243268346
321330340436
41422428530
513518524626
620

Представленная таблица применима для расчета длины спирали при использовании напряжения 220 В. Например, для проволоки диаметром 0,4 мм и диаметром сердечника равным 3 мм, длина спирали для бытовой электросети составит 40 см. Стоит отметить, что при помощи данной таблицы не составит труда рассчитать искомое значение для напряжения 380 В. Для этого достаточно подобрать нужные данные и составить пропорцию следующего вида: 220 В – 40 см / 380 В – х.

В том случае, если под рукой не оказалось мерительного инструмента и определить диаметр проволоки не представляется возможным, всегда можно воспользоваться простым, но в то же время действенным способом. Для этого достаточно взять обыкновенный карандаш и намотать на него проволоку, плотно прижимая виток за витком. В том случае, если 10 витков спирали укладываются в 1 мм. длины карандаша, то диаметр проволоки будет составлять 1\10 мм.

О нюансах производства вольфрамовой проволоки

Для изготовления проволоки из вольфрама используют порошковые штабики, которые подвергаются раскатке на ротационном ковочном станке. Заготовки нагревают и вытягивают способом волочения. Так получают вольфрамовую проволоку диаметром от 1 до 10 мм. Металлопрокат может быть и более тонкий. Он называется вольфрамовой нитью. Некоторые марки проволоки из вольфрама могут быть легированы кобальтом, хромом, углеродом. Наличие таких примесей улучшает прочность металлопроката.

Производство тянутой проволоки групп А, Б, В (её называют черной) осуществляется методом порошковой металлургии. К такому металлопрокату относятся марки ВА, ВНР и ВЧ. Из одного килограмма вольфрама удается получить нить, длина которой составляет 3,5 км и её достаточно для изготовления нитей накаливания 20 000 ламп номинальной мощностью 60 Вт.

О применении проволоки из вольфрама

Вольфрамовую проволоку марки ВМ используют в радиоэлектронике и рентгенотехнике для производства катодов и подогревателей электронных устройств, рассчитанных на эксплуатацию при высоких температурах (2100°C) в тяжелых условиях. Марку ВРН выбирают для изготовления пружин, крючков, катодов электронных и газоразрядных приборов и других деталей, которые помимо свойств вольфрама должны обладать дополнительными характеристиками, полученными за счет добавления в состав специальных присадок.

Высокое омическое сопротивление и уникальная светоотдача вольфрама, делает его незаменимым в производстве ламп накаливания. Изготовление вольфрамовой нити из марок ВА, ВЧ, ВРН производится в соответствии с ГОСТ 19671-9. Диаметр металлопроката может варьироваться от 19,5мкм до 1,5мм. Необходима вольфрамовая проволока и для производства спиралеобразных и неспиралеобразных катодов и пружин для электроприборов, петлевых катодов, подогревателей. Химическая промышленность нуждается в различных сетках и фильтрах из вольфрамовой проволоки. Нужна она и в хирургии, ракето-, машино- и самолетостроении, текстильной промышленности. Из вольфрамовой проволоки изготавливаются самые ответственные детали и узлы.

Неплавящиеся вольфрамовые электроды отличаются исключительной жаростойкостью, термостабильностью и эксплуатационной надежностью. С их помощью сваривается стальной, алюминиевый, медный, латунный листовой металлопрокат. Сварной шов получается тонким и ровным. 

Область применения металла и сплавы с ним

Вольфрам – очень распространенный в промышленности и быту металл. Спектр его применения очень велик. Он используется в таких областях, как:

  • медицина;
  • автомобильная промышленность;
  • военная техника;
  • космическая промышленность;
  • бытовые приборы;
  • приборы температурного и радиационного контроля;
  • металлообрабатывающая промышленность.

В домашних условиях его можно встретить в нитях накаливания осветительных приборов, которые состоят практически из чистого вольфрама.

Много этого цветного металла в:

  • электронно-лучевых трубках кинескопов;
  • рентгеновских аппаратах;
  • в катодах вакуумных ламп.

Твердые сплавы вольфрама с титаном и кобальтом используются в металлообработке благодаря своей износостойкости. К ним относятся:

  • ВК8 и ВК6 с содержанием 92 и 94 процента вольфрама соответственно;
  • сплавы ТК с содержанием от 65 до 85 процентов вольфрама;
  • сплавы ТТК – 81-82 процента.

Тяжелые сплавы вольфрама, обладающие способностью поглощать гамма-излучение, применяются для изготовления контейнеров для радиоактивных веществ. Из сплавов с медью производят роторы и гироскопы, поскольку они немагнитны.

К тяжелым сплавам относятся:

  • ВД, ВНД, ВНМ – сплавы вольфрама с медью, а также вольфрама и меди с никелем. Цена за кг таких сплавов зависит от количества основного элемента (вольфрама), который составляет от 75 до 98 процентов.
  • ВНЖ – сплав вольфрама с железом. Присутствует около 90 процентов нужного нам металла.

Вольфрам в составе сплавов содержится в промышленных инструментах:

Содержание в этих инструментах интересующего нас металла намного ниже, но такие сплавы все равно охотно принимаются скупщиками.

В названиях быстрорежущих сплавов в начале ставится буква Р. Примеры – Р6М5, Р18. В них содержится от 6 до 18 процентов вольфрама.

В автомобильной промышленности данный металл используется для изготовления электрических контактов системы распределения зажигания.

В военной промышленности вольфрам используется в качестве сердечников снарядов и вольфрамовых пуль из-за своей высокой плотности, которая почти в 2 раза выше, чем у свинца.

В этом случае применяются марки ВНЖ.

Разновидности проволоки для нержавейки 12х18н10т

Для сваривания деталей из нержавейки необходимо использовать аргонодуговую сварку и присадку, выполненную из такого же материала. Она может иметь разные свойства, которые могут подходить для других случаев. Из стали 12×18Н10Т производят сортовой прокат. Присадочный материал этой марки должна отвечать требованиям ГОСТ 18143-72.

Сварочная присадочная проволока нашла свое применение в машиностроительной и пищевой отраслях промышленности, на стройке и пр. Она обладает не только высокой коррозионной стойкостью, но и сопротивляемостью к воздействию химически — агрессивных сред. В ее составе содержится достаточное количество хрома, который защищает ее от ржавчины.

Для сварочных работ применяют изделия произведенные по технологии холодного вытягивания. У нее довольно низкая цена и в то же время такая обработка сохраняет все ее свойства. Такая проволока обеспечивает качество шва при обработке любого материала.

Проволока нержавеющая 12Х18Н10Т

Так, системы водоснабжения часто собирают из трубопроводной арматуры, изготовленной из этой марки стали. При сборке и ремонте оптимальным считается использование сварочной присадки марки 12Х18Н10Т.

Эта марка стали выпускается в нескольких вариантах. Для ее производства применяют технологии горячего или холодного проката. Они позволяют получать изделие диаметром от 0,2 до 6 мм. При использовании проволоки этой марки необходимо учитывать то, что она может изменять некоторые свои параметры исходя из диаметра.

Сварка деталей из нержавеющей стали – это сложный технологический процесс и если нарушать его правила, то в результате может получиться большое количество некондиционной продукции. Во избежание этого необходимо сделать правильный выбор материала проволоки. Проволока из стали 12Х18Н10Т – это специфичный продукт и вполне вероятно может не подойти для большинства видом легирующей стали. Главное правило выбора материала для сварки – идентичность химсостава. Проволока, выполненная из этой проволоки, хороша тем, что промышленность выпускает широкую номенклатуру и проблем с выбором, как правило, не встает. Кстати, при сваривании может потребоваться предварительный прогрев и плавное остывание. Подогрев выполняют с помощью газовой горелки.

Основные источники лома

Парадокс этого редкого металла состоит в том, что встретить его можно даже в обычном жилом доме.

Он содержится в лампочках накаливания и в обмотках электропечей. Это и есть основные источники вольфрама для рядовых граждан и частных лиц.

Однако накопить достаточное количество для сдачи этого цветного металла из данных источников весьма и весьма сложно.

Поэтому те, кто хочет получить прибыль с нескольких десятков лампочек, обычно обращаются к перекупщикам.

В последнее время лампы накаливания с содержанием вольфрама стали непопулярны. Все потому, что в обиход вошли энергосберегающие лампочки или светодиодные в которых не содержится данный металл.

Также вольфрам содержится в победитовых напайках буров по бетону, которые тоже встречаются в быту. Там содержится больше основного элемента, но это не чистый металл, а один из его сплавов – «победит» или ВК с кобальтом.

Вторсырье сдают государственные и частные предприятия, которые специализируются на металлообработке. От них принимают отработанные инструменты из быстрорежущих сталей:

  • резцы;
  • фрезы;
  • буры;
  • отрезные диски и так далее.

Не стоит забывать и о том, что вольфрам распространен в виде готового продукта:

А также в виде отходов производства:

Вольфрамовая пыль взвешивается в граммах и, соответственно, цена также устанавливается за грамм.

Использование

Марка ВМ применяется в рентгеновской технике и радиоэлектронике, для изготавления подогревателей и катодов для электронных устройств, которые рассчитаны на эксплуатацию в условиях вибрации, ударов, t° 2100 °C. Марка ВРН идет на изготовление пружин, крючков, катодов газоразрядных и электронных приборов, вводов, траверс и других деталей, не требующих вольфрама со специальными присадками.

Высокое сопротивление и уникальная светоотдача, позволяют использовать тонкую вольфрамовую нить в лампах накаливания. Вольфрамовую нить для для осветительных приборов изготавливают в соответствии с ГОСТ 19 671−91 из ВА, ВРН, ВЧ, ∅ 19,5мкм — 1,5 мм. Также из нее изготавливают пружины электронных приборов, спиралеобразные и не спиралеобразные (петлевые) катоды для электронных устройств, сетки, подогреватели. Различные фильтры, сетки из вольфрамовой проволоки используются в химической промышленности. Такая проволока применяется для производства хирургических инструментов, деталей ракет, самолётов, в текстильного оборудования.

ВОЛЬФРАМОВАЯ ПРОВОЛОКА (ГОСТ 18 903−73)

Марка вольфрамовой проволокиСостояние поверхностиГруппаØ, мкмПрименение
ВАЧернаяА10 — 1500Спиралеобразные подогреватели и катоды для электронных приборов и пружины для полупроводниковых устройств. Спирали ламп.
ВАЧерная повышенной технологичностиАД50 — 1500Катоды и подогреватели, прямонакальные катоды в спиральных конструкциях с фактором керна 1 — 2,2
ВАЧерная повышенной жаропрочностиАЕ500 — 1200Спиральные прямонакальные подогреватели и катоды с рабочей температурой или температурой термической обработки свыше 2000°С
ВАЧернаяАП10 — 200Не спиралевидные катоды, сетки, пружины, петлевые подогреватели электронных приборов.
ВАОчищеннаяБ11 — 500Крючки, поддержки, спирали ламп накаливания, пружины, спиралеобразные катоды и подогреватели газоразрядных и электронных приборов.
ВАОчищенная и отожженнаяГ11 — 500Сетки, петлевые подогреватели, неспиралевидные катоды. Спирали для некоторых специальных ламп накаливания
ВАТравленаяТ5 — 12Прямонакальные неспиральные и спиральные катоды и подогреватели катодов. Сетки электронных приборов.
ВАТравленая и отожженнаяТО5 — 12Прямонакальные неспиральные и спиральные катоды и подогреватели катодов. Сетки электронных приборов.
ВМЧерная 11 — 1500Детали приборов и спирали специальных ламп накаливания, которые эксплуатируются при температуре не более 2100 °C при высоких механических нагрузках (вибрациях, ударах)
ВРНЧерная 800 — 1500Траверсы, вводы и прочие детали, которые не требуюю легированного вольфрама.
ВТ-7ЧернаяА20 — 1500Катоды, крючки, пружины некоторых газоразрядных и электронных приборов
ВТ-10Черная 25 — 1500Катоды газоразрядных и электронных приборов
ВТ-15Черная 150 — 1500Катоды газоразрядных и электронных приборов

Поставщик

Компания «Ауремо» предлагает купить вольфрамовую проволоку, нить, цена сегодня самая выгодная. На складе всегда в наличии большой выбор изделий высокого качества. Соответствие ГОСТ и международным стандартам качества. Доступность товара и оперативность доставки обеспечивают представительствами, расположенными Москве, Санкт-Петербурге, городах Восточной Европы. Всегда в наличии вольфрамовая проволока, нить, цена зависит от объема заказа и дополнительных условий поставки. На оптовые покупки предоставляются льготные скидки.

Соединения вольфрама с углеродом

Карбиды вольфрама считаются очень важными с практической точки зрения. Они применяются для изготовления твердых сплавов. Соединения с углеродом имеют положительный коэффициент электросопротивления и хорошую проводимость металла. Карбиды вольфрама образуются двух видов: WC и W2C. Они различаются своим поведениям в кислотах, а также растворимостью в других соединениях с углеродом.

На основе вольфрамовых карбидов изготавливают два типа твердых сплавов: спеченные и литые. Последние получают из порошкообразного соединения и карбида с недостатком С (менее 3%) путем литья. Второй тип изготавливают из монокарбида вольфрама WC и цементирующего металла-связки, которым может выступать никель или кобальт. Спеченные сплавы получают только методом порошковой металлургии. Порошок цементирующего металла и карбид вольфрама смешивают, прессуют и спекают. Такие сплавы обладают высокой прочностью, твёрдостью износоустойчивостью.

В современной металлургической промышленности их используют для обработки металлов резанием и для изготовления бурового инструмента. Одним из самых распространённых сплавов являются ВК6 и ВК8. Их применяют для изготовления фрез, резцов, сверл и другого режущего инструмента.

Область применения карбидов вольфрама достаточно объёмная. Так, их используют для изготовления:

  • бронебойных припасов;
  • деталей двигателей, самолетов, космических кораблей и ракет;
  • оборудования в атомной промышленности;
  • хирургических инструментов.

На Западе особенно широко применяются карбиды вольфрама в ювелирных изделиях, в особенности, для изготовления свадебных колец. Металл смотрится красиво, эстетично, его легко обрабатывать.

Это объясняется тем, что они невероятно износоустойчивы. Чтобы поцарапать такое изделие, придется приложить немало усилий. Даже через несколько лет, кольцо будет выглядеть как новое. Оно не потускнеет, не повредится рельефный узор, да и полированная часть не потеряет своего блеска.

Вольфрам и рений

Сплав этих двух элементов довольно широко применяется для изготовления высокотемпературных термопар. Вольфрам – какой металл? Как и рений, это жаропрочный металл, а легирование элементов снижает это свойство. Но что, если взять два практически одинаковых вещества? Тогда температура их плавления снижаться не будет.

Если использовать рений в качестве присадки, будет наблюдаться повышение жаропрочности и пластичности вольфрама. Данный сплав получают методом плавки в порошковой металлургии. Термопары, изготавливаемые из этих материалов, являются жаропрочными и могут измерять температуру больше 2000°С, но только в инертной среде. Конечно же, подобные изделия стоят дорого, ведь в один год добывается всего 40 тонн рения и только 51 тонна вольфрама.

*зависит от курса $

ООО «Снаб-Ресурс» на выгодных условиях выкупает лом вольфрама для вторичной переработки. Многим из нас этот элемент знаком по лампам накаливания – благодаря вольфрамовой серебристой нити они и дают свет. Расценки на прием лома вольфрама высоки, ведь этот материал очень ценный и востребованный.

Высокая цена вольфрама напрямую связана с его уникальными свойствами и редкостью в природе. Его особенности – твердость, тугоплавкость и большой удельный вес. Основная сфера применения – металлургия. Металл используют для приготовления сплавов, изготовления деталей. Около 95% используемого промышленностью вольфрама – это как раз металлургическая отрасль.

ООО «Снаб-Ресурс» принимает вольфрамовый лом у частных лиц и организаций. Это могут быть отходы, неликвид и даже брак.

Разновидности проволоки для полуавтоматов

Подбор сварочной проволоки для полуавтоматов следует выполнять под определенный вид соединяемого металла. Использование присадочного расходного материала существенно улучшает качество шва, предотвращает образование пор и неровностей в соединении.

Основные преимущества использования присадки при выполнении сварочных работ представлены:

  • ускорением процесса сварки;
  • удобством использование в промышленной сфере;
  • существенным снижением вероятности появления брака из-за отсутствия покрытия присадки;
  • большим выбором расходников, позволяющим подобрать оптимальную присадку для каждого конкретного случая;
  • низким уровнем образования шлака при сварке.

Недостатки использование присадочного компонента при сварке:

  • необходимость в постоянной защите;
  • сложность в хранении больших мотков;
  • сложность в подборе оптимального диаметра присадки;
  • необходимость постоянно использовать флюс.

Таблица марок проволоки.

Все виды проволоки для сварки, как правило, делятся на:

  1. Омедненные.
    Данный вид проволоки применяется для сварки углеродистых и низколегированных стальных деталей. Омедненные стальные присадочные компоненты обеспечивают качественный шов и характеризуются низким коэффициентом разбрызгивания металла.
  2. Порошковые.
    Присадочные компоненты таких марок выполнены в виде полой трубки из малоуглеродистой стали. Внутри емкости размещается раскислители и шлакообразующие вещества, обеспечивающие комфортное использование полуавтоматической сварки без защитного газа. Порошковые присадочные проволоки помогают существенно уменьшить образование шлака и сократить время на обработку сварного шва.
  3. Сплошного сечения.
    Данный вид проволоки отличается от обычной, тем, что из нее делают сварочные электроды.
  4. Неомедненные.
    Присадки такого вида применяются, прежде всего, для работы с изделиями из низкоуглеродистой стали.
  5. Активированные.
    Присадки из порошка, применяемые во время проведения сварочных работ в атмосфере углекислого газа.
  6. Газосварочные.
    Для работы с углеродистыми и низкоуглеродистыми сортами стали лучше всего использовать газосварочные присадочные компоненты.
  7. Алюминиевые.
    Один из немногих видов проволок, подходящих для сваривания алюминиевых деталей. Во время работы с алюминиевой присадкой отмечается низкая пористость сварных швов. Подобные присадки активно применяются в судостроительной и молочной промышленности.
  8. Из нержавеющей стали.
    Присадочный компонент позволяет сваривать изделия из нержавеющей стали и предотвратить коррозию полученного шва.
  9. Флюсовые.
    Данные тип присадочной проволоки широко используется для соединения среднеуглеродистых, низкоуглеродистых и углеродистых сортов стали. Благодаря наличию встроенного флюса подобные присадки можно использовать при сварке без защитного газа.
  10. Легированные.
    Один из лучших компонентов, позволяющий проводить сварочные работы в любых газовых смесях и с любыми видами металлов.

Расчет сопротивления

Особое значение электрическое сопротивление играет в ситуациях, когда проволока используется в качестве обмотки для трансформаторов и генераторов. Ведь если сопротивление будет слишком большим, то в таком случае при возникновении аварийной ситуации может возникнуть возгорание обмотки, что может привести к катастрофическим последствиям.

Формула сопротивления

Для точного подсчета сопротивления используется следующая формула: R = (P x L)/S. Расшифровывается она так:

  • R — это общее сопротивление. Этот параметр нам нужно найти в результате вычислений (единицы измерения — Ом).
  • P — это удельное сопротивление материала. Этот показатель является физической константой, а зависит он от типа химического элемента. Для меди константа P будет равна 0,0175 (единицы измерения — (Ом x мм x мм)/м).
  • L — это общая длина в метрах. Чем больше она будет, тем выше будет сопротивление проводника.
  • S — это площадь сечения в квадратных миллиметрах. Этот параметр также влияет на итоговое сопротивление — чем меньше он будет, тем выше будет сопротивление.

Обратите внимание, что параметр S обычно указывается в технической документации, однако вместо площади сечения иногда указывается только диаметр сечения провода. В таком случае необходимо рассчитать площадь по по формуле: S = (Pi x d x d)/4

Расшифровывается эта формула следующим образом:

  • Pi — это математическая константа, которая приблизительно равна 3,14.
  • d — это диаметр сечения проводника в миллиметрах.

По итогу сопротивление медной проволоки измеряется по двум формулам: R = (P x L)/S = (4 x P x L)/(Pi x d x d).

Примеры задач

Давайте попытаемся решить несколько несложных задачек:

  • Задача 1. Определить сопротивление проволоки, длина которой составляет 100 метров, а площадь сечения — 5 квадратных миллиметров. В нашей задачке известен параметр площади, поэтому мы будем использовать первую формулу R = (P x L)/S. Подставим наши значения: R = (0,0175 x 100)/5 = 0,35 Ом.
  • Задача 2. Определить сопротивление проволоки, у которой длина составляет 500 метров, а диаметр сечения — 2 миллиметра. В этой задачек известен диаметр, поэтому мы будем пользоваться второй формулой R = (4 x P x L)/(Pi x d x d). Подставим наши значения: R = (4 x 0,0175 x 500)/(3,14 x 2 x 2) = 2,78 Ом.

Условия приема вольфрама

Важно отметить, что в разных компаниях по-разному подходят к приему вторсырья. Однако несмотря на это, существует ряд общих правил, которых стараются придерживаться предприятия всех типов

Лом вольфрама вправе сдавать как физические, так и юридические лица при оприходовании металлолома на предприятии. При его приеме проводится анализ и определяется точное содержание чистого металла и примесей. Эта процедура проводится при помощи специальных приборов — анализаторов металлов и сплавов.

Конечная цена может меняться в зависимости от состава вольфрамового сплава и наличия в нем различных добавок.

Однако стоимость в любом случае остается очень высокой, поскольку в качестве примесей используются редкие цветные металлы.

Принимается вторсырье с различным содержанием основного элемента от 5 до 99%.

Крупные предприятия, обеспечивающие безопасные и документально оформленные сделки, предъявляют повышенные требования к качеству лома и к физическим или юридическим лицам, сдающим металл, а именно:

  1. Прием лома осуществляется по государственным стандартам, а сделка не должна противоречить нормативным актам.
  2. Металл может быть принят от физического лица только при предъявлении документа, удостоверяющего личность.
  3. Вторсырье принимается только в чистом виде без какой-либо грязи и примесей.

Продукты военной, атомной и космической промышленности оцениваются более тщательно, в частности, особое внимание уделяется радиационному контролю

Важно понимать, что многие компании, осуществляющие прием лома вольфрама, устанавливают минимальный вес в один килограмм, а крупные — от 50 и выше. Разумеется, есть возможность найти мелких скупщиков по объявлениям, но цена может оказаться гораздо ниже

Разумеется, есть возможность найти мелких скупщиков по объявлениям, но цена может оказаться гораздо ниже

Важно понимать, что многие компании, осуществляющие прием лома вольфрама, устанавливают минимальный вес в один килограмм, а крупные — от 50 и выше. Разумеется, есть возможность найти мелких скупщиков по объявлениям, но цена может оказаться гораздо ниже

Покупаем вольфрам – цена высокая

   Вольфрам – интересный и удивительный металл. С одной стороны, он очень редок и дефицитен, добыча его ничтожно мала. С другой стороны, вольфрам довольно часто встречается даже в быту. Нити накаливания обычных ламп, к примеру,  изготавливают как раз из вольфрама. Основным же потребителем этого металла является металлургичесая промышленность, где металл вольфрам используется в качестве легирующей добавки в сплавах, придавая им определенные свойства. Здесь наибольшее распространение получили инструментальные виды стали. Прием лома вольфрама имеет первостепенную значимость для промышленности и позволяет сократить закупки импортного проката. К тому же стоимость вольфрама всегда остается весьма высокой. Все это объясняет тот факт, что можно сдать вольфрам по очень привлекательной цене.

   ООО “ВеКо” ведет прием вольфрама как у физический лиц, частных предпринимателей, так и у крупных предприятий и организаций. При этом мы можем помочь с вывозом крупной партии с вашей территории. Вольфрам, цена которого сегодня высока, является хорошим способом заработать на сдаче ненужных отходов!

   Вольфрам – твердый переходный металл серого цвета. Основное применение вольфрама – роль основы в тугоплавких материалах в металлургии. Вольфрам является крайне тугоплавким, в нормальных условиях металл химически стоек.

   От всех других металлов вольфрам отличается необычной твердостью, тяжестью и тугоплавкостью. С давних времен в народе бытует выражение «тяжелый как свинец» или «тяжелее свинца», «свинцовые веки» и т.д. Но правильнее было бы использовать слово «вольфрам» в данных аллегориях. Плотность данного металла почти вдвое больше чем у свинца, если быть точным, то в 1,7 раза. При всем этом атомная масса вольфрама ниже и имеет значение 184 против 207 у свинца.

   Показатели температуры плавления и кипения у данного металла самые высокие. Благодаря пластичности и тугоплавкости вольфрама есть возможность его использования в качестве нитей накаливания осветительных приборов, в кинескопах, а также в других вакуумных трубках.

   

Мы можем купить вольфрам у вас по наиболее конкурентной цене!

    Широкое распространение в производстве получили сплавы вольфрама. И на это есть ряд веских причин.  К примеру изготовлению сложных деталей из вольфрама препятствует его высокая хрупкость, с другой стороны, электропроводность этого металла значительно ниже обыкновенной меди, но медь, в свою очередь, не держит высоких температур. По этим и ряду других причин, сплавы вольфрама просто незаменимы. Наиболее часто встречаются сплавы с никелем, медью,железом и молибденом. При этом полноценными сплавами их назвать нельзя. Из-за значительной разницы в физических свойствах сплавы вольфрама возможно получить только методом порошковой металлургии. Порошок вольфрама и других компонентов смешивается, пресуется и спекается при высокой температуре.

    Сплавы ВД. Вольфрамо-медные композитные сплавы, обладающие высокой теплопроводностью и электропроводностью, эрозионной стойкостью при высоких температурах и хорошой обрабатываемостью. Сюда относят марки ВД-МП, ВД-10, ВД-20, ВД-25, ВД-30. ВД-МП получают при спекании порошка вольфрама (95%), меди и никеля. ВД-20 содержит 20% меди, ВД-25 – 25% Cu и ВД-30, соответственно 30% меди.  Сплавы ВД применяются при изготовлении деталей плазматронов, экранов радиационной защиты, электродов и т.д.

   Сплавы ВНЖ. Композит вольфрам никель железо. Обладает высокой пластичностью, хорошей электропроводностью, поглащает гамма- излучение, имеет сверхпрочность и практически не подвержен коррозии.Наиболее распростраен сплав ВНЖ 7-3 с содержанием 7% никеля и 3% железа. Вольфрам ВНЖ 7-3 используется в медицине, приборостроении, ядерной физике, в производстве приборов дозиметрического и  радиационного контроля, при изготовлении электрических контактов и др.

   В промышленности так же распространено применение лигатураы вольфрам-никель, которая используется при выплавке сталей для придания им высокой жаропрочности, износостойкости и твердости.

   

ООО “ВеКо” принимает лом вольфрама. Цена за кг высокая!

   Другим известным сплавом вольфрам молибден является МВ-50. Он содержит 49-51 % молибдена, и до 49% вольфрама. По сравнению с обычны молибденом, такой сплав имеет более высокую прочность, удельное электрическое сопротивление и температуру плавления. Выпускается, как правило, в виде проволоки различного диаметра.

   Многие задаются вполне закономерным вопросом – где же можно найти металл вольфрам?  Без примесей этот метал можно встреть, к примеру, в трубках кинескопов, в автомобильных контактах, в электрических печах и нагревателях, в рентгеновских трубках в качестве мишеней и т.д.      Вольфрам можно найти в виде уже готового продукта – разнообразного вольфрамового проката:

  – вольфрам пруток

   -вольфрамовая проволока

   -штабик вольфрамовый

   -вольфрам круг

   -вольфрам пластина

   -вольфрам лист.

  Не забудет и про производственные отходы, такие как, обрезь листа или ленты, стружка, порошок и опилки. Вольфрам, цена которого весьма привлекательна, делает его очень популярным в сфере переработки вторичного сырья.

   Высокая цена вольфрама позволяет сдать его нам на выгодных условиях.

   Итак вольфрам – весьма востребованный металл, поэтому очень часто в интернете можно встретить фразы типа: “купить вольфрам”, “лом вольфрама”. Мы принимаем вольфрама и можем гарантировать что его цена будет соответствовать положению на мировом рынке, а о пытный персонал всегда грамотно проведет прием металла и оценку.

    Продать вольфрам по высокой цене это реально. Наша компания обладает всеми качествами для этого, а наличие анализатора Niton покажет за секунды химический состав любого сплава, т.к цена на вольфрам очень зависит от химической чистоты материала.  Хотите узнать сколько стоит вольфрам – обращайтесь к нам. На рынке очень много фирм занимающихся приемом лома, но лишь немногие делают это честно и объективно. Мы работаем в соей сфере очень давно, накопили необходимый опыт и подобрали грамотный персонал. Мы можем купить у вас вольфрам по высокой цене в Москве и области.

характеристики металла, основные особенности, получение и применение химического вещества

История открытия химического элемента

Вольфрам был открыт шведским химиком Карлом Шееле. Аптекарь по профессии, Шееле в своей маленькой лаборатории провел много замечательных исследований. Он открыл кислород, хлор, барий, марганец. Незадолго до смерти, в 1781 году, Шееле — к этому времени уже член Стокгольмской Академии наук — обнаружил, что минерал тунгстен (впоследствии названный шеелитом) представляет собой соль неизвестной тогда кислоты. Спустя два года испанские химики братья д’Элуяр, работавшие под руководством Шееле, сумели выделить из этого минерала новый элемент — вольфрам, которому суждено было произвести переворот в промышленности. Однако это произошло через целое столетие.

История происхождения

XVIII век – век открытия таблицы Менделеева — стал основополагающим и в истории этого металла.

Ранее принималось существование некоего вещества, входящего в состав минеральных пород, которое мешало выплавке из них нужных металлов. К примеру, получение олова было затруднено, если в руде содержался такой элемент. Разность температур плавления и химические реакции приводили к образованию шлаковой пены, что уменьшало количество оловянного выхода.

В VIII веке металл был последовательно открыт шведским ученым Шееле и испанцами братьями Элюар. Произошло это вследствие химических экспериментов по окислению минеральных пород — шеелита и вольфрамита.

Зарегистрирован в периодической системе элементов в соответствии с атомным номером 74. Редкий тугоплавкий металл с атомной массой 183,84 – это вольфрам. Применение его обусловлено необычными свойствами, открытыми уже в течение XX века.

Характеристики металла

Особенная плотность металла даёт ему необычные характеристики. У него довольно невысокая скорость испарения, высокая точка кипения. По значению электрической проводимости вещество обладает низкими показателями, в отличие от меди сразу в три раза. Именно большой показатель плотности вольфрама ограничивает области его применения. Кроме всего этого, на применение вещества сильно влияет его повышенный показатель ломкости при низкой температуре, неустойчивостью окислению кислородом воздуха при воздействии незначительной температуры.

По внешним особенностям вещество имеет сильные сходства со сталью. Оно используется для активного изготовления различных сплавов, которые характеризуются высокой прочностью. Процесс обработки вольфрама происходит только во время воздействия повышенных температур.

19 300 — это показатель плотность вольфрама кг/м 3 при нормальных условиях использования. Металл способен создавать объёмно-концентрическую кубическую решётку. Обладает неплохим показателем теплоёмкости. Высокий температурный показатель плавления, который доходит до отметки в 3380 градусов Цельсия. На механические особенности оказывает особое влияние его предварительная обработка. Если учитывать то, что плотность вольфрама 20 с 19,3 г/см3, то его можно легко довести до состояния монокристаллического волокна. Такое свойство следует применять во время получения из него особой проволоки. В условиях комнатной температуры металл обладает незначительным показателем пластичности.

Влияние вольфрама на организм человека

Вольфрам практически не поступает в организм человека с водой или пищей; может существовать опасность влияния вольфрамовых частиц при вдыхании вместе с воздухом на производстве. Однако, несмотря на принадлежность к категории тяжелых металлов, вольфрам не токсичен. Отравления вольфрамом случаются лишь у тех, кто связан с вольфрамовым производством. При этом степень влияния металла на организм бывает разной. Например, вольфрамовый порошок, карбид вольфрама и такое вещество, как ангидрит вольфрамовой кислоты, могут вызывать поражение легких. Его главные симптомы – общее недомогание, лихорадка. Более сильные симптомы возникают при отравлении сплавами вольфрама. Это происходит при вдыхании пыли сплавов и приводит к бронхитам, пневмосклерозу.

Металлический вольфрам, попадая внутрь человеческого организма, не всасывается в кишечнике и постепенно выводится. Большую опасность могут представлять вольфрамовые соединения, относящиеся к растворимым. Они откладываются в селезенке, костях и коже. При длительном воздействии вольфрамовых соединений могут возникать такие симптомы, как ломкость ногтей, шелушение кожи, различного рода дерматиты.

Марки элемента

Маркировки бывают следующие:

  • Не только показатель вольфрама, но и специальные добавки, применяются в металлургии, а также отражаются на марки такого металла. К примеру, ВА включает в себя полноценную смесь вольфрама с алюминием, а также кремнием. Для получения такой марки характерна повышенная температура начального процесса рекистраллизации, прочность после отжига.
  • ВЛ характеризуется добавлением вещества в виде присадки оксида лантана, которая значительно увеличивает эмиссионные показатели металла.
  • МВ — это сплав молибдена и вольфрама. Такой состав повышает общую прочность, которая продолжает сохранять особую пластичность металла после отжига.

Основные особенности

Для использования вольфрама в промышленности важно, чтобы он соответствовал таким показателям, как:

  • электрическое сопротивление;
  • общая температура плавления;
  • коэффициент линейного расширения.

Чистое вещество имеет сильную пластичность, а также не может раствориться в специальном растворе кислоты без предварительного нагрева хотя бы до 500 градусов Цельсия. Оно способно очень быстро вступить в полноценную реакцию с углеродом, в результате которой произойдёт образование карбида вольфрама, имеющего высокий показатель прочности. А также такой металл известен своими оксидами, самым распространённым считается вольфрамовый ангидрид. Его главной особенностью можно назвать то, что он может формировать порошок в состояние компактного металла, побочное развитие низших оксидов.

Главные характеристики, которые делают использование вещества затруднительным:

  • высокий показатель плотности;
  • ломкость, а также склонность к процессу окисления при воздействии низких температур.

Кроме этого, высокий показатель кипения, а также место испарения значительно затрудняют процесс добычи полезного металла и материалов из него.

Физико-химические свойства вольфрама

Вольфрам – тугоплавкий, неметаллический элемент серого цвета. Он пластичен и тверд. Его твердость в несколько раз выше свинца. Сплавы вольфрама имеют высокий показатель теплопроводности, хорошую коррозийную стойкость и высокую прочность. Вольфрам, химически активное вещество, которое может вступать в реакцию с различными химическими элементами, такими как бром, йод, селен, азот, сера. Уникальные свойства данного элемента позволяют применять вольфрам и его сплавы в самых различных сферах промышленности.

Использование вольфрама

Использование вольфрама встречается в следующих областях:

  • Жаропрочные и износостойкие сплавы основываются на тугоплавкости вещества. В промышленности такие соединения химического вещества используются с хромом и кобальтом, которые по-другому именуются стеллитами. Их путём наплавки наносят на изнашиваемую область деталей у промышленных автомобилей.
  • Тяжёлые и контактные сплавы — это смеси из серебра, меди, а также вольфрама. Их можно назвать очень эффективными контактными компонентами, именно по этой причине и применяются для производства рабочих деталей рубильников, электродов для создания точечной сварки, а также изготовления выключателей.
  • В качестве проволоки, кованных изделий, а также ленты вольфрам используется в радиотехнике, в создании специальных электрических ламп, а также рентгенотехники. Именно такой химический элемент считается наилучшим металлом для изготовления спиралей, а также особых нитей для накаливания.
  • Вольфрамовые прутики и проволока нужны для создания специальных электрических нагревателей для печей высокотемпературного типа. Нагреватели из вольфрама могут работать в атмосфере инертного газа, в вакууме, а также в водороде.

Как используется

Свойства вольфрама обозначили главного потребителя. Это металлургия. Она создает конечный продукт и исходники для других отраслей промышленности.

Порошковый вольфрам – основа либо компонент твердых, жаропрочных износоустойчивых сплавов, премиальных марок сталей.

Металл, сплавы

Из тугоплавкого металла и сплавов создают широкий ассортимент продукции:

Характеристики металла подошли оборонному комплексу: танковая, торпедная броня, крупнокалиберные снаряды, пули. А также суперскоростные роторы гироскопов, контролирующих траекторию полета баллистических ракет.


Вольфрам в слитках

Соединения

Обширен спектр применения вольфрамовых соединений:

  • Без дителлурида невозможно преобразование тепла в электричество.
  • Карбид – основа сплавов и композитов для механической обработки металлов и неметаллов. У горнодобытчиков, нефтяников, газовиков – для бурения скважин.
  • Сульфид – термостойкая (до 500°C) смазка.
  • Трехокись – материал для создания электролита топливных элементов, работающих при повышенных температурах.

Соединения вольфрама закупают производители лаков, красок, текстиля.

Другие формы

Изотоп W184 – компонент сплавов с изотопами урана. Из них делают ракетные двигатели на ядерном топливе.

Радионуклид искусственного происхождения (W185) востребован как детектор излучений (включая рентгеновское) ядерным сегментом физики и медицины.

Сплавы, которые включают в себя вольфрам

На сегодняшний день можно найти большое количество однофазных сплавов из вольфрама. Это подразумевает использование как одного, так и сразу нескольких компонентов. Наибольшей популярностью пользуются соединения вольфрама, а также молибдена. Легирование таким веществам значительно повышает общую прочность вольфрама во время его активного растяжения. А также к однофазным сплавам можно отнести такие системы, как: графий, ниобий, цирконий.

Но при этом наибольшую пластичность элементу может придать рений, который сохраняет остальные показатели на характерном для него уровне. Но практическое использование такого соединения ограниченно особыми проблемами и в процессе добычи Re.

Так как металл можно назвать наиболее тугоплавким веществом, получить такие сплавы очень трудно традиционным путём. При температуре плавления вольфрама остальные металлы начинают активно закипать, а в некоторых случаях доходят до газообразного состояния. Современные технологии помогают получать большое число сплавов при помощи технологии электролиза. К примеру, вольфрам — никель — кобальт, который применяется не для изготовления целых деталей, а для того, чтобы нанести дополнительный слой защиты на менее прочные материалы и поверхности.

А также в промышленности всё ещё популярен метод получения вольфрамовых сплавов, которые применяют методы порошковой металлургии. В это время стоит создавать особые условия для протекания технологических процессов, который будет включать в себя наличие специального вакуума. Особенности взаимодействия остальных металлов и вольфрама делают наиболее предпочтительными соединения не парного типа, а с применением 3, 4-х и большего числа веществ.

Такие необычные сплавы будут отличаться от остальных особой прочностью и твёрдостью, но малейшее отклонение от процентного содержания веществ в металле того либо другого элемента может привести к развитию особой хрупкости у полученного сплава.

Где взять в домашних условиях?

Многих интересует, где найти вольфрамовую проволоку в домашних условиях. Это составляющая всех нагревательных деталей бытовых приборов.

Она присутствует в старых модификациях утюгов, электрических чайниках. Если дома есть отслуживший свой век тепловентилятор, извлеките проволочные нити из нагревателей. Несложно ее достать из поломанных тостеров. Она имеется и в нагревательных элементах рукомойников. Для извлечения проволоки ТЭНы аккуратно вскрывают болгаркой. Только нужно будет очистить проволочную продукцию от изоляции.

Устойчивый к износу и неблагоприятным внешним воздействиям вольфрамовый металлопрокат хорошо себя зарекомендовал. Его поставки выполняются не только в катушках, но и бухтах.

Способы получения вещества

Вольфрам, как и большое количество других элементов из редкой группы, нельзя просто так найти в природе. Именно по этой причине добыча такого металла не применяется в строительстве больших промышленных зданий. Сам процесс получения такого металла условно разделён на несколько стадий:

  • добыча руды, которая включает в свой состав такой редкий металл;
  • создание полноценных условий для дальнейшего выделения вольфрама из перерабатываемых компонентов;
  • концентрирование материала в качестве раствора или же осадка;
  • процесс очищения полученного вида химического соединения;
  • процесс получения более чистого вещества.

Более сложным будет процесс изготовления компактного материала, например, вольфрамовой проволоки. Главная трудность такого вещества будет заключена в том, что запрещено допускать даже малейшее попадание в него особых примесей, которые способны резко ухудшить плавкие свойства и прочность металла.

Где искать?

По количеству в недрах земли он является «малонаселяющим» и занимает 28-е место. Является компонентом около 22 различных минералов, однако существенное значение для его добычи имеют только 4 из них: шеелит (содержит около 80 % триоксида), вольфрамит, ферберит и гюбнерит (имеют в составе по 75-77 % каждый). В составе руд чаще всего содержатся примеси, в некоторых случаях производится параллельное «извлечение» таких металлов, как молибден, олово, тантал и проч. Наибольшие залежи находятся в Китае, Казахстане, Канаде, США, также есть в России, Португалии, Узбекистане.

Применение вольфрама

При помощи такого металла происходит активное создание нити накаливания, нагревателей, экраны вакуумных печей, рентгеновские трубки, которые нужны для использования в условиях повышенной температуры.

Сталь, легированная вольфрамом, обладает высокими качествами прочности. Готовая продукция из таких разновидностей сплавов применяется для создания инструментов широкого использования: бурение скважин, медицина, изделия для качественной обработки материалов в процессе машиностроения (особые режущие пластины). Главным достоинством таких соединений станет особая устойчивость к истиранию, небольшая вероятность развития трещин во время эксплуатации вещи. Самой известной в процессе строительства считается марка стали с применением вольфрама, которая имеет название победит.

Химическая промышленность также нашла в себе место для использования металла. Из него можно производить краски, пигменты и катализаторы.

Атомная промышленность применяет тигли из этого металла, а также специализированные контейнеры для хранения наиболее радиоактивных отходов.

О нанесении покрытия из элемента уже было указано выше. Оно используется для нанесения на такие материалы, которые работают при воздействии высоких температур в восстановительной, а также нейтральной среде, как специальная защитная плёнка.

А также есть такие прутки, которые применяются и в других сварках. Так как вольфрам неизменно продолжает оставаться самым тугоплавким металлом, то во время проведения сварочных работ он применяется со специальными присадочными проволоками.

Вольфрам в быту можно применять, главным образом, в электротехнической цели.

Именно его стоит использовать в качестве основного компонента (легирующий элемент) в процессе производства быстрорежущей стали. В среднем показатель содержания вольфрама варьируется от девяти до двадцати процентов. Кроме всего этого, он находится в составе инструментальной стали.

Такие разновидности стали используются во время производства свёрл, штампов, пуансонов и фрез. К примеру, быстрорежущие стали P6 M5 говорят о том, что сталь была легирована молибденом и кобальтом. Кроме этого, вольфрам включает в себя магнитные стали, которые стоит разделять на вольфрамокобальтовые и вольфрамовые разновидности.

Вещество в повседневной жизни в чистом виде почти невозможно встретить. Карбид вольфрама представлен в качестве соединения металла с углеродом. Соединение таких веществ отличается высокой твёрдостью, износостойкостью, а также тугоплавкостью. На базе карбида вольфрама можно создавать инструментальные, производительные твёрдые сплавы, которые имеют около 90 процентов вольфрама и около 10 процентов кобальта. Из твёрдых сплавов можно изготавливать режущие части как бугровых, так и режущих инструментов.

Главная область использования вольфрама — это сварка металлов. Из сварки можно создавать особые электроды, которые используют для другого типа сплавки. Получаемые электроды можно назвать неплавящимися.

Сферы применения нихромовой проволоки

Специфические свойства нихрома нашли своё применение в различных сферах деятельности, как бытового, так и промышленного характера.

Всевозможные разновидности этого сплава используются в качестве нагревательных элементов различных приборов: электрических печей, сушилок, термопар, а также в керамических изделиях, исполняя роль несущего каркаса.

Нихромовая проволока, как основной исполнительный орган электронагревательных приборов, в большинстве случаев представляет собой спираль, через которую пропускают электрический ток заданного значения. Такая форма признана наиболее оптимальной для данных устройств, так как позволяет добиться большей теплоотдачи за счет увеличения длины токопроводящего элемента. Высокая степень пластичности представленного материала существенно увеличивает срок службы таких устройств, ввиду высокой устойчивости к деформациям.

Где же взять нихромовую проволоку в домашних условиях? Этот сплав повсеместно используется в различных бытовых приборах. Их примерами могут служить электрообогреватели, фены, паяльники, тостеры и духовки. Кроме этого, их применяют в электронных сигаретах.

Нихромовая проволока: критерии выбора

Реализация проекта по созданию различных видов электротермического оборудования предполагает тщательный анализ номинальных эксплуатационных параметров, который и послужит отправной точкой в расчете ключевых показателей нихромовой проволоки.

В первую очередь необходимо рассчитать электрическое сопротивление рабочего элемента. Оно зависит от трех физических величин, а именно: удельное сопротивления материала, его длина и площадь поперечного сечения. Формула расчета активного сопротивления выглядит следующим образом: R = ρ · l / S.

Для получения недостающих данных необходимо произвести расчет длины спирали. В зависимости от приложенного на неё напряжения, следует остановиться на наиболее оптимальном значении длины проволоки, её диаметра, а также размера сердечника. Для того чтобы избавить себя от трудоёмких расчетов, можно воспользоваться сводной таблицей, в которой приводятся значения длины спирали, в зависимости от диаметра проволоки и сердечника для нихрома диаметром от 0,2 до 0,5 мм.

D 0,2 ммD 0,3 ммD 0,4 ммD 0,5 мм
D сердечника,
(мм)
Длина спирали
(см)
D сердечника,
(мм)
Длина спирали
(см)
D сердечника,
(мм)
Длина спирали
(см)
D сердечника,
(мм)
Длина спирали
(см)
1,5491,5591,577264
230243268346
321330340436
41422428530
513518524626
620

Представленная таблица применима для расчета длины спирали при использовании напряжения 220 В. Например, для проволоки диаметром 0,4 мм и диаметром сердечника равным 3 мм, длина спирали для бытовой электросети составит 40 см. Стоит отметить, что при помощи данной таблицы не составит труда рассчитать искомое значение для напряжения 380 В. Для этого достаточно подобрать нужные данные и составить пропорцию следующего вида: 220 В – 40 см / 380 В – х.

В том случае, если под рукой не оказалось мерительного инструмента и определить диаметр проволоки не представляется возможным, всегда можно воспользоваться простым, но в то же время действенным способом. Для этого достаточно взять обыкновенный карандаш и намотать на него проволоку, плотно прижимая виток за витком. В том случае, если 10 витков спирали укладываются в 1 мм. длины карандаша, то диаметр проволоки будет составлять 1\10 мм.

Вольфрам серебро – Справочник химика 21

    Название вещества Никель Кобальт Железо Медь Марганец Хром Вольфрам Серебро [c.417]

    Вольфрам — медь и вольфрам — серебро. Медь и серебро не сплавляются и пе образуют соединений с вольфрамом, поэтому такие псевдосплавы получают пропиткой пористых вольфрамсодержащих брикетов жидкими медью или серебром содержание второго компонента в сплавах составляет [c.329]


    Для больших токов контакты выполняются из тугоплавких, но хорошо проводящих композиций, изготовляемых методами металлокерамики путем спекания смеси порошков серебро—вольфрам, серебро—молибден, серебро—никель, медь—вольфрам, медь—молибден и др. [c.419]

    Вольфрам — молибден (система) 1—657 Вольфрамовая кислота 1—656 Вольфрам — рений (система) 1—657 Вольфрам — серебро (система) 1—657 Волюмометры 1—659 Воля — Циглера реакция 1—659 Воск горный 5—324 Воски 1—661 [c.557]

    Кроме того, приводятся сплавы, которые с точки зрения промышленного применения являются весьма перспективными цинк—кадмий, кобальт—вольфрам, серебро—сурьма и др, [c.2]

    Как самый тугоплавкий металл, вольфрам входит в состав ряда жаропрочных сплавов. В частности, его сплавы с кобальтом н хр.о-мом — стеллиты — обладают высокими твердостью, износоустойчивостью, жаростойкостью. Сплавы вольфрама с медью и с серебром сочетают в себе высокие электро- и теплопроводность, и износоустойчивость. Они применяются для изготовления рабочих частей рубильников, выключателей, электродов для точечной сварки. [c.661]

    Какие же вещества являются элементами Первыми правильно установленными элементами были металлы-золото, серебро, медь, олово, железо, платина, свинец, цинк, ртуть, никель, вольфрам, кобальт, И вообще из 105 известных к настоящему времени элементов только 22 не обладают металлическими свойствами. Пять неметаллов (гелий, неон, аргон, криптон и ксенон) были обнаружены в смеси газов, остающейся после удаления из воздуха всего имеющегося в нем азота и кислорода. Химики считали эти благородные газы инертными до 1962 г., когда было показано, что ксенон дает соединения со фтором, наиболее активным в химическом отнощении неметаллом. Другие химически активные неметаллы представляют собой либо газы (например, водород, азот, кислород и хлор), либо хрупкие кристаллические вещества (например, углерод, сера, фосфор, мыщьяк и иод). При обычных условиях лишь один неметаллический элемент-бром-находится в жидком состоянии, [c.271]

    Углеродистые материалы, как всякие твердые тела, при нагревании расширяются, но в отличие от большей их части могут претерпевать и усадку, особенно интенсивную па начальной стадии прокалки. Известно, что коэфф]щиент линейного термического расширения у металлов (никель, вольфрам, палладий, серебро, хром) сохраняет постоянное значение до высоких температур, в то время, как у углеродистых веществ прн высоких температурах он существенно изменяется. [c.188]

    Согласно этой теории, катализ происходит только при структурном и энергетическом соответствии катализируемых молекул данному катализатору. Теорией Баландина было предсказано, что реакции каталитического гидрирования бензола и дегидрирования циклогексана могут идти только на переходных металлах, имеющих гранецентрированную кубическую структуру или гексагональную структуру и притом атомные радиусы строго определенных размеров. При этих условиях шестичленные циклы образуют на октаэдрических гранях кристаллов металла шесть связей М— — С — С, валентный угол которых близок тетраэдрическому углу. Данным условиям удовлетворяют палладий, платина, иридий, родий, осмий и все они являются активными катализаторами гидрирования бензола и дегидрирования циклогексана. В то же время металлы, обладающие объемноцентрированной структурой, например тантал, вольфрам, даже при почти таких же размерах их атомных радиусов, как у платиновых металлов, а также металлы, имеющие такую же кристаллическую структуру, как платина, но иные размеры атомных радиусов, в частности серебро, золото, или не относящиеся к переходным элементам — медь, цинк,—все эти металлы не проявляют каталитической активности в вышеуказанных реакциях. Таким образом, структура поверхностных соединений бензола и циклогексана с платиновыми металлами была описана и доказана. Мало того, было, в сущности, установлено, что в условиях катализа подобные соединения легко и притом в точности воспроизводятся. Иначе катализ был бы невозможен. [c.59]


    Металлоксидные электроды представляют собой своеобразные водородные электроды, так как ан электрода используют сурьму, висмут, вольфрам, молибден, серебро, ртуть, свинец и другие металлы, покрытые пленкой своего окисла (или гидроокиси), который трудно растворяется в исследуемом растворе. Наиболее изучены и чаще всего применяются сурьмяный и висмутовый электроды. Сурьмяный электрод характеризуется равновесной электродной реакцией [c.161]

    Отливки цз алюминия и магния чистые и слаболегированные Штамповки (чистые и низколегированные) сталь, алюминий, магний, серебро, никель, вольфрам, титан Неметаллы стекло, фарфор Пластики (полистирол, оргстекло, резина) Отливки алюминиевые и магниевые сплавы, низколегированная сталь, чугун со сфероидальным графитом Штамповки медь, латунь, бронза, металлокерамика [c.278]

    Имеется семь металлов свинец, медь, ртуть, натрий, золото, серебро, вольфрам. Определите эти металлы по следующим физическим характеристикам а) очень мягкий (режется ножом)  [c.161]

    Химические знания — необходимая составная часть базовых, фундаментальных знаний, позволяющих инженеру, технологу, иссле> дователю достигать новых результатов в различных областях техники. Как одна из сторон материальной культуры, всей человеческой цивилизации техника всегда была производной от уровня развития химии. Неудивительно, что от химической компоненты получили свое название целые эры в развитии цивилизации каменный, бронзовый, железный век. Двадцатый век называют веком атомной энергии, химии синтетических материалов и проникновения в тайны живого. Технику XX в. невозможно себе представить без таких металлов, как алюминий, титан, используемых при строительстве самолетов и кораблей, цирконий, уран, свинец, бериллий, используемых в атомной технике, германий, кремний, мышьяк, галлий, олово, сурьма, используемых в полупроводниковой технике, без серебра в фотографии, без меди, алюминия в электротехнике, без таких металлов как хром, вольфрам, тантал, молибден и многих других, способствующих созданию высокопрочных, термостойких, коррозионноустойчивых материалов. Без этих материалов нельзя представить себе будущее нашей цивилизации .  [c.183]

    Начиная с железа (III) имеем последовательность металлов с положительными электрохимическими потенциалами. Последовательность включает ряд вольфрам (III), медь (II), кобальт (III), рутений (II), марганец (III), серебро ( ), палладий (II), ртуть (II), платина (II), золото (III), золото (1). Все эти металлы растворяются в кислотах, являющихся сильными окислителями. Это значит, что, например, железо в соляной кислоте растворяется, образуя ионы железа (II), а в азотной получаются ноны железа (III). Таким образом, в вышеприведенных рядах металлов у их ионов возрастает стремление к присоединению электрона. [c.202]

    В качестве катода при травлении германия и кремния используют золото, серебро, никель, вольфрам в виде тонкой проволоки. Например, при электрохимической резке применяют вольфрамовую проволоку диаметром 80 мкм. Катод устанавливают в непосредственной близости от поверхности полупроводника. Это обеспечивает травление лишь узкой области вблизи катода. Так удается нарезать пластинки германия толщиной 0,025 мм и протравливать отверстия в пластинках толщиной 0,4 мм. [c.217]

    Где можно встретить в быту а) вольфрам, б) р,туть, в) медь, г) серебро На каких физических свойствах данного металла основано применение его в быту  [c.124]

    По магнитным свойствам различают диамагнитные металлы (выталкиваемые из магнитного поля) и парамагнитные (втягиваемые магнитным полем). Диамагнитны медь, серебро, золото, цинк, кадмий, ртуть, цирконий. Парамагнитными считают скандий, иттрий, лантан, титан, ванадий, ниобий, тантал, хром, молибден, вольфрам, марганец, рений, рутений, радий, палладий, осмий, иридий, платину. Железо, кобальт и никель обладают ферромагнетизмом, т. е. особенно высокой магнитной восприимчивостью. [c.257]

    Исследование влияния промоторов на активность алюмомолибдено-вых катализаторов, вьшолненное на реакхщи гидрообессеривания тио фена при 300 °С, атомном отношении металл молибден = 0,5, показало, что [83] активность катализатора снижается в последовательности никель – 63,5% кобальт – 51,5% палладий – 18,8% платина – 16,7% алюминий -16,5% цинк – 15,8% , хром – 14,4% титан – 14,1% вольфрам – 13,0% рутений – 11,0% ванадий – 10,3% медь – 8,6% железо — 8,4% серебро — 83% свинец — 7,5% сурьма — 5,6% без металла – 14,7%. Оптимальное сочетание этих металлов определяет наивысшую активность системы. [c.101]

    Вольфрам содержитс5 в серебре в виде примеси (десятые доли процента) [c.956]

    Предложены и уже нашли практическое применение различные неплатиновые электрокатализаторы. Так, в щелочных растворах электровосстановление кислорода с достаточно высокой ско-костью протекает на серебре и активированном угле, причем активность последнего повышается при введении в уголь, например, оксидов шпинельного типа (С03О4, С0А12О4 и др.), а также некоторых органических комплексных металлсодержащих соединений— фталоцианинов или порфиринов. Эти комплексные соединения существенно увеличивают активность активированного угля в процессе электровосстановления кислорода и в кислой среде. Для водородного электрода, а также для электроокнсления метанола в щелочной среде может быть использован скелетный никелевый катализатор. Перспективным катализатором анодного окисления водорода в кислой среде оказывается карбид вольфр,а-ма W . [c.264]


    Стали, содержащие молибден и вольфрам, выдерживают высокие температуры они находят применение в приборах (трубчатых печах, нагрепателях и т. п.) для создания высоких температур. Сплавы вольфрама с кобальтом и хромом — стеллиты — тверды, износоустойчивы, жаростойки. Сплавы вольфрама с медью и серебром износоустойчивы, тепло- и электропроводны. Они нашли применение для изготовления выключателей, электродов для точечной сварки, рубильников (рабочих частей их) и т. п. [c.386]

    В качестве материалов для генераторных электродов могут быть использованы платина, золото, серебро, ртуть, амальгамы, графит и иногда вольфрам, медь, свинец, хром и пр. Наиболее часто применяются платина и ртуть платина более пригодна для анодных процессов, а для катодных процессов — в тех случаях, когда электропревращение вещества протекает при более положительных значениях потенциала электрода, чем выделение водорода (из-за малого перенапряжения водорода иа платине). На ртутном электроде можно осуществить почти все катодные процессы благодаря большому перенапряжению водорода на нем. Однако из-за легкости анодного растворения ртути проведение электролиза при несколько более положительных значениях потенциала, чем потенциал НВЭ, недопустимо. Таким образом, эти два электрода дополняют друг друга. [c.208]

    Форма Периодической системы, которую предложил Д. И. Менделеев, называется короткопериодной, или классической. В настоящее время все П1ире используется другая форма Периодической системы – длиннопериодная, в которой все периоды-малые и большие-вытянуты в длинные ряды, начинающиеся щелочным металлом и заканчивающиеся благородным газом. Каждая вертикальная последовательность элементов называется группой, которая нумеруется римской цифрой от I до VIII и русскими буквами А или Б. Например, I А-группа – это щелочные металлы (т.е. главная подгруппа I группы в короткопериодной форме), а 1Б-группа – это )лементЫ медь, серебро и золото (т.е. побочная подгруппа I группы) аналогично VI А-группа – это халькогены, а VIB-группа-Э1 0 элементы хром, молибден и вольфрам. Таким образом, главные подгруппы – это А-группы в длиннопериодной форме, а побочные подгруппы -это Б-группы номера групп в обеих формах Периодической системы совпадают. [c.35]

    Катионы 4-й аналитической группы осаждаются сероводородом в кислой среде при pH 0,5. Ее составляют элементы IV главной подгруппы (олово, свинец), V главной подгруппы (мышьяк, сурьма и висмут), VI группы периодической системы (молибден, вольфрам, селен, теллур), VII побочной подгруппы (технеций, рений), VIII группы семейств рутения и осмия. В 4 аналитическую группу входят также медь, серебро и золото, как элементы 1 побочной подгруппы таблицы Менделеева. 4 аналитическая группа подразделяется на три подгруппы подгруппу соляной кислоты, подгруппу сульфооснований и подгруппу сульфоангидридов. [c.31]

    Температурная зависимость процесса растворения водорода в металлах определяется знаком теплового эффекта. Для многих металлов (хром, железо, кобальт, никель, медь, серебро, платина, молибден и др.) ДЯ > О и с повышением температуры растворимость растет. Экзотермически поглощают водород (ДЯ счет образования металлидных фаз внедрения. В то же время есть металлы, в которых водород практически не растворяется. Это вольфрам, золото, цинк, кадмий, ртуть, индий. Если при растворении водорода кристаллохимическое строение металла не изменяется, в результате возникают твердые растворы внедрения. При растворении значительного количества водорода, как правило, кристаллохимическое строение металла-растворителя претерпевает изменения. Тогда образуются фазы внедрения. [c.295]

    Это общее утверждение впрочем не означает, что сплавы со сте-хиометрической потерей материала от коррозии совершенно непригодны для изготовления заземлителей на станциях катодной защиты. Иногда в качестве материала для анодных заземлителей применяют даже железный лом кроме того, при электролитической обработке воды используют алюминиевые аноды (см. раздел 21.3). Цинковые сплавы находят применение как материал для анодов лри электролитическом травлении для удаления ржавчины, чтобы предотвратить образование гремучего хлорного газа на аноде. Для внутренней защиты резервуаров при очень низкой электропроводности содержащейся в них воды на магниевые протекторы иногда накладывают ток от внешнего источника с целью увеличить токоотдачу (в амперах) (см. раздел 21.1). По так называемому способу Кателько наряду с алюминиевыми анодами (протекторами) намеренно устанавливают медные, чтобы наряду с защитой от коррозии обеспечить также и предотвращение обрастания благодаря внедрению токсичных соединений меди в поверхностный слой. Впрочем, все такие области применения являются сугубо специальными. На практике число материалов, пригодных для изготовления анодных заземлителей, сравнительно ограничено. В основном могут применяться следующие материалы графит, магнетит, ферросилид с различными добавками, сплавы свинца с серебром, а также так называемые вентильные металлы с покрытиями из благородных металлов, например платины. Вентильными называют металлы с пассивными поверхностными слоями, не имеющими электронной проводимости и сохраняющими стойкость даже при очень положительных потенциалах, например титан, ниобий, тантал и вольфрам. [c.198]


Как вольфрам используется в повседневных предметах

Вольфрам очень распространен в наши дни. Становится все труднее искать обручальное кольцо или другие украшения, не дразня себя наличием красивой, но недорогой альтернативы золоту или украшениям. Правда, его внешний вид может заставить вас скептически относиться к качеству кольца, когда вы увидите цену. Это намного доступнее, чем золото или серебро. Однако это не означает, что ваше украшение будет некачественным.Металл вольфрама известен своей прочностью и универсальностью. На самом деле, в то время как ювелирные изделия стали распространенным использованием вольфрама, на самом деле он используется во многих других вещах в нашей повседневной жизни, таких как электроника.

Вольфрам обладает очень высокой термостойкостью, что делает его идеальным для определенных типов материалов, от телевизионных ламп до микроволновых печей. Кроме того, вольфрам используется в качестве материала для термометров, измеряющих высокие температуры. Эти типы термометров, или «термопары», состоят из двух проволок из разных металлов, сваренных вместе.Когда концы провода находятся при разных температурах, по проводу проходит электричество — мерой этого количества электричества является разница температур между концами.

Хотя вольфрам отлично подходит для электроники, это не единственное его применение. Вольфрам используется в качестве очень известного катализатора во многих промышленных процессах. Для тех, кому может понадобиться освежить знания, катализаторы помогают ускорить химические реакции, которые обычно происходят медленнее или вообще не происходят. Катализаторы, в то время как другие вещи изменяют процесс, не затрагиваются во время процесса – это означает, что катализаторы не изменяются химически во время реакции.Это позволяет многократно использовать катализаторы. Как правило, катализатор, такой как вольфрам, обеспечивает поверхность, на которой реагирующие химические вещества могут «прилипать». По сути, это ставит реагирующие химические вещества или реагенты в положение, в котором они могут взаимодействовать и со значительно большей вероятностью вызвать желаемую реакцию.

Вольфрам в качестве катализатора используется для удаления вредных оксидов азота из выбросов электростанций, что лучше для окружающей среды. Кроме того, катализаторы на основе вольфрама можно использовать для разрушения тяжелой сырой нефти и превращения ее во что-то, что можно использовать в повседневной жизни, например, более легкие масла, которые используются в качестве смазочных масел или топлива.

Вольфрам — это гораздо больше, чем просто металл для создания элегантных вольфрамовых обручальных колец. Он имеет много уникальных характеристик, которые позволяют ему быть очень полезным во многих различных аспектах.

Для чего используется вольфрам? – Урок для детей

Вольфрам — очень прочный металл, но он также очень тяжелый. 1,5-дюймовый куб вольфрама, чуть больше кубика льда, весит около 1 фунта. Это означает, что даже если бы вы захотели сделать инструмент или автомобиль из прочного вольфрама, его вес и плотность сделали бы это действительно трудным делом.

Таким образом, чтобы воспользоваться большой прочностью вольфрама, но избежать некоторой его тяжести, люди добавляют его в сплавы . Сплав представляет собой комбинацию металлов, которые смешивают вместе, чтобы создать более качественный и полезный металл. Одним из наиболее распространенных вольфрамовых сплавов является карбид вольфрама, в котором порошок вольфрама и углеродный порошок смешивают вместе и нагревают до очень высокой температуры для получения нового материала.

Пильный диск из вольфрамового сплава

Карбид вольфрама прочен и легок и часто используется для изготовления режущих и сверлильных инструментов.

Вольфрам трудно плавится

Вольфрам имеет самую высокую температуру плавления из всех металлов. Температура плавления – это температура, при которой твердое вещество превращается в жидкость. Для вольфрама это 6191 градус. Это очень жарко. Сравните температуру плавления вольфрама с температурой поверхности Солнца: 9 941 градус!

Поскольку расплавить вольфрам очень сложно, этот металл используется во многих очень жарких местах. Например, когда-то вольфрам часто использовался в нитях накаливания лампочек.Если вы представляете лампочку, нить накала — это светящийся провод, который вы видите посередине.

Лампочка со светящейся вольфрамовой нитью

Вольфрам и вольфрамовые сплавы находят применение и в других горячих точках, в том числе в компьютерных микросхемах, электрических схемах, сварке и даже в космических кораблях.

Одним из мест с высокой температурой нагрева, которое вы можете встретить в повседневной жизни, являются обогреватели стекол в вашем семейном автомобиле.В следующий раз, когда вы посмотрите на заднее стекло автомобиля и заметите тонкие провода, проходящие через него, вы будете знать, что смотрите на вольфрам в действии!

Вольфрам прекрасен

Вольфрам, как золото и серебро, является драгоценным металлом . Эти металлы имеют блестящую поверхность и стоят больших денег, потому что их можно использовать из-за их прочности и гибкости, а также из-за их красоты.

Кусок минерала вольфрамита, сделанный в основном из вольфрама

Сам по себе вольфрам представляет собой серебристый и блестящий белый металл.Вольфрам очень трудно поцарапать, и он не ржавеет под воздействием воды или солнца, как некоторые другие металлы. Красота и долговечность вольфрама делают его желанным материалом для изготовления украшений, особенно обручальных колец.

Краткий обзор урока

Вольфрам — это драгоценный металл , имеющий множество различных применений. Прочность, красота и высокая температура плавления вольфрама делают его пригодным для использования в металлических сплавах , цепях и сварке и даже в ювелирных изделиях.

3 Основные области применения вольфрама

3 Основные области применения вольфрама | Применение вольфрама



Просмотры сообщений: 5407

Температура плавления вольфрама самая высокая среди всех металлических элементов, а его плотность (19.3 г/см³) очень высок, близок к золоту. Твердость вольфрама также очень высока, а твердость карбида вольфрама близка к твердости алмаза. Кроме того, вольфрам обладает хорошей электропроводностью, резонансом, малым коэффициентом расширения и другими характеристиками, поэтому он широко используется в промышленности и нашей повседневной жизни. В этой статье мы рассмотрим 3 основных применения вольфрама .

Использование вольфрама

1. Использование вольфрама в области сплавов

Сталь

Твердость вольфрама очень высока, а плотность вольфрама близка к золоту, поэтому он может улучшить прочность, твердость и износостойкость стали.Он является важным легирующим элементом и широко используется в производстве различных сталей.

Обычные вольфрамсодержащие стали включают вольфрамовую сталь и вольфрамово-кобальтовую магнитную сталь с высокой намагниченностью и коэрцитивной силой. Эти стали в основном используются для изготовления различных инструментов, таких как сверла и фрезы.

Цементированный карбид на основе карбида вольфрама Карбид вольфрама

обладает высокой износостойкостью и тугоплавкостью, а его твердость близка к алмазу, поэтому его часто используют в некоторых твердых сплавах.В настоящее время цементированный карбид на основе карбида вольфрама является крупнейшим потребителем вольфрама. Этот цементированный карбид изготавливается путем спекания микронного порошка карбида вольфрама и металлического связующего (такого как кобальт, никель , молибден ) в вакуумной печи или печи для восстановления водорода.

Цементированные карбиды на основе карбида вольфрама условно делятся на четыре категории: карбид вольфрама-кобальт, карбид вольфрама-карбид титана-кобальт, карбид вольфрама-карбид титана-тантал (ниобий)-кобальт и цементированный карбид на стальной связке.Эти карбиды Твердый сплав на основе вольфрама в основном используется в производстве режущих и горнодобывающих инструментов.

Жаростойкий и износостойкий сплав

Температура плавления вольфрама самая высокая среди всех металлов, а также его твердость очень высока, поэтому его часто используют для получения жаропрочных и износостойких сплавов.

Например, сплавы вольфрама и хрома, кобальта и углерода обычно используются для изготовления высокопрочных и износостойких деталей, таких как клапаны авиационных двигателей, турбинные колеса и т. д.А из сплавов вольфрама и других тугоплавких металлов (таких как тантал, ниобий, молибден, гафний) часто изготавливают высокопрочные детали, такие как сопла и двигатели для ракет.

Сплав с высоким удельным весом

Благодаря своей высокой плотности и высокой твердости вольфрам стал идеальным материалом для изготовления сплавов с высоким удельным весом. Эти сплавы с высоким удельным весом делятся на W-Ni-Fe, W-Ni-Cu, W-Co, W-WC-Cu, W-Ag и другие основные серии в зависимости от характеристик их состава и применения.

Этот тип сплава обладает такими характеристиками, как высокий удельный вес, высокая прочность, высокая способность поглощения излучения, большая теплопроводность, малый коэффициент теплового расширения, хорошая электропроводность, хорошая свариваемость, технологичность и т. д., и широко используется в аэрокосмической промышленности, авиация, военная промышленность, бурение нефтяных скважин, электрические приборы, медицина и другие отрасли промышленности, такие как производство брони, радиаторов и контактных материалов, таких как рубильники, автоматические выключатели и т. д.

2. Использование вольфрама в области электроники

Вольфрам обладает высокой пластичностью, низкой скоростью испарения, высокой температурой плавления и сильной способностью к эмиссии электронов. Поэтому вольфрам и его сплавы широко используются в электронной промышленности.

Использование вольфрама

Например, вольфрамовая проволока обладает высокой светосилой и длительным сроком службы, поэтому она широко используется при изготовлении различных нитей накаливания для лампочек, таких как лампы накаливания, йод-вольфрамовые лампы и так далее.

Вольфрамовая проволока также может быть использована для изготовления катодов прямого нагрева и сеток электронных колебательных ламп и нагревателей катодов косвенного нагрева в различных электронных приборах. Свойства вольфрама делают его пригодным для сварки TIG и других электродных материалов, которые работают аналогично.

3. Использование вольфрама в области химии

Соединения вольфрама обычно используются в качестве катализаторов и неорганических красителей. Например, дисульфид вольфрама используется в качестве смазки и катализатора при получении синтетического бензина, оксид вольфрама бронзового цвета используется в окраске, а вольфрам кальция или магния обычно используется в люминофорах.

Заключение

Спасибо, что прочитали нашу статью, и мы надеемся, что она может быть вам полезна. Если вы хотите узнать больше об использовании вольфрама , вы можете посетить Advanced Refractory Metals для получения дополнительной информации. Мы предоставляем нашим клиентам высококачественную вольфрамовую продукцию по очень конкурентоспособной цене.

Каково использование вольфрама?

Вольфрам, как мы все знаем, является редким металлом, название которого происходит от слова «Tung Sten» на шведском языке, что примерно переводится как «Тяжелый камень».Естественный цвет вольфрама серовато-белый, но он редко встречается в виде отдельного элемента. Металл довольно стабилен и очень прочен, когда дело доходит до воздействия кислот и других оснований. Сам металл имеет одну из самых высоких температур плавления среди всех металлов периодической таблицы. Только с этим преимуществом вольфрам является одним из самых ценных металлов, которые может обрабатывать человек. Его функциональность может присутствовать во многих ценных приложениях, которые могут включать в себя использование электричества, производство, строительство, химию и, конечно же, защитное использование, поскольку этот металл может защищать от радиации.Тяжелый вольфрамовый сплав часто используется в рентгеновских исследованиях, где необходима защита от радиации.

Но вы, вероятно, задаетесь вопросом, где именно вы можете использовать вольфрам в своей повседневной жизни или где он на самом деле присутствует. Что ж, мы перечислим несколько примеров того, как редкий металл Вольфрам может присутствовать в нашей повседневной жизни, а также некоторые не очень распространенные.

– Нить накаливания для лампочек

Одним из самых известных применений вольфрама является его присутствие в стандартной лампочке, которую каждый использует в своем доме.Таким образом, можно с уверенностью сказать, что наибольшее коммерческое использование вольфрама связано с его применением в ламповой промышленности. Поскольку вольфрам способен выдерживать невероятно высокие температуры и практически не имеет давления паров, вольфрам является идеальным металлом для лампочки. Особенно легкие лампочки, которые не будут выключаться в течение нескольких часов, где они будут излучать много тепла и подвергаться невероятному электрическому напряжению. Вольфрам можно увидеть во всех видах нитей накала, некоторые из них: рефлекторные лампы, проекторы, бытовые лампы, автомобильные фары, лампы уличного освещения, фонари для фотоаппаратов и многие другие лампочки.

– сплавы

Вольфрам обладает особым качеством, когда речь идет о редких металлах. А именно, вольфрам обладает свойством упрочнять другие металлы в сочетании с ним. Когда вы смешиваете вольфрам с другими металлами, создается сплав с особыми свойствами, который можно использовать во множестве приложений практически в любой отрасли, известной человеку.

Вольфрам можно смешать с несколькими другими металлами для создания сплава с высокой водостойкостью, например, если вы смешаете кобальт и хром с вольфрамом, вы получите стелиты, металл с высокой водостойкостью.Стелиты можно использовать для создания поршней, седел клапанов, строительных материалов для кораблей и подобных продуктов. Когда вы смешиваете вольфрам, ирмолибден, рений, тантал с железом или кобальтом, вы получаете суперсплавы. Суперсплавы обладают особыми свойствами, которые могут привести к очень высокой стойкости, когда речь идет о термостойкости, коррозионной стойкости и чрезвычайной долговечности. Подобные суперсплавы можно найти в использовании во всех видах морских транспортных средств, авиационных двигателях, лопатках турбин, различных источниках питания и многом другом.

– Сталь и вольфрам

Когда вы добавляете вольфрам в сталь, прочность стали увеличивается в десять раз. Если быть точным, Tunsgen увеличивает режущую способность и твердость стали. В основном все инструменты, используемые в строительстве и подобных отраслях, делают из стали и вольфрама. С положительной стороны, вольфрам также делает большинство этих инструментов очень устойчивыми к теплу и кислоте.

– Вольфрам для лабораторного использования

Что касается лабораторий, то вольфрам также активно используется в этой области.Например, биохимический анализ Вольфрам представляет собой реагент в виде вольфрамата натрия. Как метавольфрамат натрия, он используется в качестве инструмента разделения жидкостей для разделения минералов на основе их плотности.

Вольфрам Применение: цементированный карбид, сплавы и др.

Вольфрам, также известный как вольфрам, представляет собой блестящий серебристо-белый металл с низкой реакционной способностью и самой высокой температурой плавления среди всех металлов. Это также один из самых тяжелых металлов с плотностью 19.25 грамм на кубический сантиметр.
Вольфрам добывают во всем мире, хотя Китай лидирует в производстве – в 2016 году он произвел 71 000 тонн, что намного больше, чем 6 000 тонн во Вьетнаме и 2 600 тонн в России. Месторождения можно найти рядом с орогенными поясами, областями, где столкнулись тектонические плиты. Эти пояса расположены в таких местах, как азиатская часть России, восточное побережье Австралии и Скалистые и Анды. Использование вольфрама
чрезвычайно разнообразно, поскольку твердость металла делает его ценным для обработки любых материалов, от металлов до пластмасс и керамики.Около двух третей вольфрама используется для производства цементированного карбида и других строительных материалов. Это также важно для быстрорежущих сталей и жаропрочных сталей и сплавов. Кроме того, металл используется в повседневных целях; примеры включают виброоповещение в сотовых телефонах, нити накала ламп, электрические и электронные контакты, солнечные панели и подогрев окон. Читайте дальше для разбивки первичных применений вольфрама.

Использование вольфрама: цементированный карбид

Как уже упоминалось, большая часть вольфрама используется для цементированного карбида, который представляет собой твердый материал, используемый в режущих инструментах для механической обработки и других промышленных применений.Цементированный карбид, который часто называют твердым сплавом, получают путем смешивания порошка монокарбида вольфрама с углеродным порошком и нагревания смеси до 2200 градусов по Цельсию. В результате этого процесса получается материал с твердостью, близкой к алмазу.
Инструменты из цементированного карбида вольфрама используются в аэрокосмической, автомобильной и строительной отраслях, а также при разведке и добыче нефти и полезных ископаемых. Области применения цементированного карбида включают в себя изнашиваемые детали (компоненты добавляются для защиты от ударов, коррозии и износа в машинах), твердосплавные вращающиеся фрезы и инструменты для обработки металлов давлением.

Применение вольфрама: быстрорежущие стали и жаропрочные сплавы

После цементированного карбида вольфрам используется для изготовления быстрорежущих сталей и жаропрочных сплавов на втором месте. Быстрорежущие стали позволяют обрабатывать материалы на высоких скоростях резания; они представляют собой сложные сплавы на основе железа, изготовленные из комбинации углерода, хрома, ванадия, молибдена или вольфрама, а в некоторых случаях и изрядного количества кобальта.
По данным ASM International, крупнейшей в мире ассоциации инженеров и ученых, специализирующихся на материалах, ориентированных на металлы, первая исследовательская работа с 14-процентным вольфрамовым сплавом в 1903 году привела к разработке первой быстрорежущей инструментальной стали, известной сейчас как T1.

Использование вольфрама: продукты проката

Далее в списке продукты проката, такие как вольфрамовые стержни, листы, проволока, нити накаливания для лампочек и электрические контакты, составляют около 14 процентов использования вольфрама. Использование металла в нитях накаливания для лампочек сократилось с появлением новых технологий освещения, но в ряде других областей изделия из вольфрамового проката по-прежнему необходимы.
«Продукты вольфрамового проката также используются в боеприпасах и доспехах, в автомобильной и аэрокосмической промышленности, в качестве элементов печей, в электронике, в ювелирных изделиях, в медицинских и ядерных приложениях, для спортивного инвентаря и в качестве сварочных электродов», — заявляет Витал. Металлы (ASX:VML).

Использование вольфрама: химические вещества

Наконец, химическая промышленность представляет собой наименьший рынок сбыта вольфрама, на долю которого приходится менее 10% мирового потребления. Однако различные соединения вольфрама используются в качестве смазочных материалов, катализаторов, пигментов для керамических глазурей и эмалей, а также в электронике и электротехнике.
Безусловно, вольфрам важен для различных промышленных и электронных приложений, которые имеют ключевое значение для современной жизни. Инвесторы в критически важные металлы, безусловно, захотят следить за рынком вольфрама.
Это обновленная версия статьи, первоначально опубликованной в Investing News Network в 2015 году.
Не забудьте подписаться на нас @INN_Resource, чтобы получать обновления в реальном времени.
Раскрытие информации о ценных бумагах: Я, Присцила Баррера, не имею прямых инвестиций ни в одну из компаний, упомянутых в этой статье.

Коалиция по образованию вольфрамовых минералов