Температура плавления вольфрама по цельсию: Температура плавления вольфрама
alexxlab | 10.03.1993 | 0 | Разное
Самый тугоплавкий металл на земле
Любознательных людей наверняка интересует вопрос, какой металл самый тугоплавкий? Прежде чем дать на него ответ, стоит разобраться с сами понятием тугоплавкости. Все известные науки металлы имеют разную температуру плавления в связи с различной степенью устойчивости связей между атомами в кристаллической решетке. Чем слабее эта связь, тем меньшая температура требуется, чтобы ее разорвать.
Самые тугоплавкие металлы в мире используются в чистом виде или в составе сплавов для производства деталей, которые работают в экстремальных термических условиях. Они позволяют эффективно противостоять высоким температурам и значительно продляют эксплуатационный период агрегатов. Но стойкость металлов данной группы к термическому воздействию заставляет металлургов прибегать к нестандартным методам их производства.
Какой металл самый тугоплавкий?
Самый тугоплавкий металл на Земле был открыт в 1781 году шведским ученым Карлом Вильгельмом Шееле.
Вольфрам был оценен гораздо позже. На сегодняшний день его сплавы используются при производстве термостойких деталей для различных отраслей промышленности. Нить накаливания в газоразрядных бытовых лампах также изготавливается из вольфрама. Также он применяется в аэрокосмической промышленности для производства ракетных сопел, используется в качестве многоразовых электродов в газодуговой сварке. Кроме тугоплавкости вольфрам также обладает высокой плотностью, что позволяет использовать его для изготовления высококачественных клюшек для гольфа.
Соединения вольфрама с неметаллами также широко применяется в промышленности. Так сульфид используется в качестве термостойкой смазки, способной переносить температуры до 500 градусов по Цельсию, карбид служит для изготовления резцов, абразивных дисков и сверл, способных обрабатывать самые твердые вещества и переносить высокие температуры нагрева. Рассмотрим, наконец, промышленное получение вольфрама. Самый тугоплавкий металл имеет температуру плавления 3422 градуса по Цельсию.
Как получают вольфрам?
В природе чистый вольфрам не встречается. Он входит в состав горных пород в виде триоксида, а также вольфрамитов железа, марганца и кальция, реже меди или свинца. По оценкам ученых содержание вольфрама в земной коре в среднем составляет 1,3 грамма на одну тонну. Это достаточно редкий элемент по сравнению с другими видами металлов. Содержание вольфрама в руде после добычи обычно не превышает 2%. Поэтому добытое сырье отправляется на обогатительные фабрики, где методом магнитной или электростатической сепарации массовая доля металла доводится до отметки 55-60%.
Процесс его получения разделяется на технологические этапы. На первом этапе выделяют чистый триоксид из добытой руды. Для этого используют метод термического разложения. При температурах от 500 до 800 градусов по Цельсию все лишние элементы расплавляются, а тугоплавкий вольфрам в виде оксида легко можно собрать из расплава. На выходе получается сырье с содержанием оксида шестивалентного вольфрама на уровне 99%.
Полученное соединение тщательно измельчают и проводят восстановительную реакцию в присутствии водорода при температуре 700 градусов по Цельсию. Это позволяет выделить чистый металл в виде порошка. Далее его спрессовывают под высоким давлением и спекают в водородной среде при температурах 1200-1300 градусов по Цельсию. После этого полученная масса отправляется в электрическую плавильную печь, где под воздействием тока нагревается до температуры свыше 3000 градусов. Так вольфрам переходит в расплавленное состояние.
Для окончательной очистки от примесей и получения монокристаллической структурной решетки используется метод зонной плавки.
Он подразумевает, что в определенный момент времени расплавленной находится только некоторая зона из общей площади металла. Постепенно двигаясь, эта зона перераспределяет примеси, в результате чего в конечном итоге они скапливаются в одном месте и их легко можно удалить из структуры сплава.
Готовый вольфрам поступает на склад в виде штабиков или слитков, предназначенных для последующего производства нужной продукции. Для получения сплавов вольфрама все составные элементы измельчают и смешивают в виде порошка в необходимых пропорциях. Далее производится спекание и плавка в электрической печи.
название и свойства :: SYL.ru
С помощью холодной воды и не только: как быстро сварить фасоль без замачивания
Как правильно жарить на сливочном масле, чтобы оно не подгорало
Как сочетать длинные юбки осени со свитерами: модные модели и лучшие миксы
Для работы и на повседневку: актуальные модели кожаных юбок миди – хита осени
Тенденции коротких стрижек на осень-зиму: интересные варианты
Запеканка с тыквой и спагетти: 8 блюд, которые можно сделать с соусом маринара
Как сохранить съедобные каштаны: все рабочие способы
Сапоги «змеиная кожа» и длинное платье: модные эксперименты с животными принтами
Банан заворачиваем в фольгу: способы продлить жизнь продуктам на кухне
Повседневные образы для дам любого возраста: секреты универсального модного лука
Автор Светлана Павлова
Металлы относятся к самым распространенным материалам наравне со стеклом и пластмассами.
Физические свойства металлов
Все металлы обладают следующими общими свойствами:
- Цвет – серебристо-серый с характерным блеском. Исключение составляют: медь и золото. Они соответственно выделяются красноватым и желтым оттенком.
- Агрегатное состояние – твердое тело, кроме ртути, которая является жидкостью.
- Тепло- и электропроводность – для каждого вида металлов выражается по-разному.
- Пластичность и ковкость – изменяющийся параметр в зависимости от конкретного металла.
- Температура плавления и кипения – устанавливает тугоплавкость и легкоплавкость, обладает разными значениями для всех материалов.
Все физические свойства металлов зависят от строения кристаллической решетки, ее формы, прочности и пространственного расположения.
Тугоплавкость металлов
Этот параметр становится важным, когда возникает вопрос о практическом применении металлов. Для таких важных отраслей народного хозяйства, как авиастроение, кораблестроение, машиностроение, основой являются тугоплавкие металлы и их сплавы. Кроме этого, их используют для изготовления высокопрочного рабочего инструмента. Литьем и выплавкой получают многие важные детали и изделия. По прочности все металлы делятся на хрупкие и твердые, а по тугоплавкости их подразделяют на две группы.
Тугоплавкие и легкоплавкие металлы
- Тугоплавкие – их температура плавления превышает точку плавления железа (1539 °C). К ним можно отнести платину, цирконий, вольфрам, тантал. Таких металлов всего несколько видов. На практике их применяется еще меньше. Некоторые не используются, так как они имеют высокую радиоактивность, другие – слишком хрупкие и не обладают нужной мягкостью, третьи – подвержены коррозии, а есть такие, что экономически невыгодные. Какой металл самый тугоплавкий? Как раз об этом пойдет речь в данной статье.
- Легкоплавкие – это металлы, которые при температуре меньше или равной температуре плавления олова 231,9 °C могут изменить свое агрегатное состояние. Например, натрий, марганец, олово, свинец. Металлы применяются в радио- и электротехнике. Их часто используют для антикоррозийных покрытий и в качестве проводников.
Какой металл самый тугоплавкий? Как раз об этом пойдет речь в данной статье.Вольфрам – самый тугоплавкий металл
Это твердый и тяжелый материал с металлическим блеском, светло-серого цвета, обладающий высокой тугоплавкостью. Механической обработке поддается трудно. При комнатной температуре он является хрупким металлом и легко ломается. Вызвано это загрязнением его примесями кислорода и углерода. Технически чистый вольфрам при температуре более 400 градусов Цельсия становится пластичным. Проявляет химическую инертность, плохо вступает в реакции с другими элементами. В природе вольфрам встречается в виде сложных минералов, таких как:
- шеелит;
- вольфрамит;
- ферберит;
- гюбнерит.
Вольфрам получают из руды, применяя сложные химические переработки, в виде порошка. Используя методы прессования и спекания, изготовляют детали простой формы и бруски. Вольфрам – очень стойкий элемент к температурным воздействиям. Поэтому размягчить металл не могли в течение ста лет. Не имелось таких печей, которые могли бы разогреваться до нескольких тысяч градусов. Ученые доказали, что самым тугоплавким металлом является вольфрам. Хотя существует мнение, что сиборгий, по теоретическим данным, обладает большей тугоплавкостью, но утверждать твердо этого нельзя, так как он радиоактивный элемент и имеет маленький срок существования.
Исторические сведения
Знаменитый шведский химик Карл Шееле, имеющий профессию аптекаря, в небольшой лаборатории, проводя многочисленные опыты, открыл марганец, барий, хлор и кислород. А незадолго до смерти в 1781 году выявил, что минерал тунгстен является солью неизвестной тогда кислоты. После двух лет работы его ученики, два брата д’Элуяр (испанские химики), выделили из минерала новый химический элемент и назвали его вольфрамом.
Только через столетие вольфрам – самый тугоплавкий металл – произвел настоящий переворот в промышленности.
Режущие свойства вольфрама
В 1864 году английский ученый Роберт Мюшет использовал вольфрам как легирующую добавку к стали, которая выдерживала красное каление и еще больше увеличивала твердость. Резцы, которые изготовляли из полученной стали, увеличили скорость резания металла в 1,5 раза, и она стала составлять 7,5 метра в минуту.
Работая в этом направлении, ученые получали все новые технологии, увеличивая скорость обработки металла с использованием вольфрама. В 1907 году появилось новое соединение вольфрама с кобальтом и хромом, которое стало основоположником твердых сплавов, способных увеличивать скорость резания. В настоящее время она возросла до 2000 метров в минуту, и все это благодаря вольфраму – самому тугоплавкому металлу.
Применение вольфрама
Этот металл обладает сравнительно высокой ценой и тяжело обрабатывается механическим способом, поэтому применяют его там, где невозможно заменить другими, сходными по свойствам материалами.
Вольфрам прекрасно выдерживает высокие температуры, имеет значительную прочность, наделен твердостью, упругостью и тугоплавкостью, поэтому находит широкое использование во многих областях промышленности:
- Металлургической. Она является основным потребителем вольфрама, который идет на производство высокого качества легированных сталей.
- Электротехнической. Температура плавления самого тугоплавкого металла составляет почти 3400 °C. Тугоплавкость металла позволяет применять его для производства нитей накаливания, крючков в осветительных и электронных лампах, электродов, рентгеновских трубок, электрических контактов.
- Машиностроительной. Благодаря повышенной прочности сталей, содержащих вольфрам, изготавливают цельнокованые роторы, зубчатые колеса, коленчатые валы, шатуны.
- Авиационной. Какой самый тугоплавкий металл используют для получения твердых и жаропрочных сплавов, из которых делают детали авиационных двигателей, электровакуумных приборов, нити накаливания? Ответ прост – это вольфрам.
- Космической. Из стали, содержащей вольфрам, производят реактивные сопла, отдельные элементы для реактивных двигателей.
- Военной. Высокая плотность металла позволяет изготавливать бронебойные снаряды, пули, броневую защиту торпед, снарядов и танков, гранаты.
- Химической. Стойкая вольфрамовая проволока против кислот и щелочей используется для сеток к фильтрам. С помощью вольфрама меняют скорость химических реакций.
- Текстильной. Вольфрамовая кислота используется как краситель для тканей, а вольфрамит натрия применяют для производства кожи, шелка, водоустойчивых и огнестойких тканей.
Приведенный перечень использования вольфрама в разных областях индустрии указывает на высокую ценность этого металла.
Получение сплавов с вольфрамом
Вольфрам, самый тугоплавкий металл в мире, часто используют для получения сплавов с другими элементами для улучшения свойств материалов. Сплавы, которые содержат вольфрам, как правило, получают по технологии порошковой металлургии, так как при общепринятом способе все металлы превращаются в летучие жидкости или газы при его температуре плавления.
Процесс сплавления проходит в вакууме или в атмосфере аргона, чтобы избежать окисления. Смесь, состоящую из металлических порошков, прессуют, спекают и подвергают плавке. В некоторых случаях только вольфрамовый порошок подвергают прессовке и спеканию, а затем пористую заготовку насыщают расплавом другого металла. Сплавы вольфрама с серебром и медью получают именно таким способом. Даже небольшие добавки самого тугоплавкого металла увеличивают жаростойкость, твердость и стойкость к окислению в сплавах с молибденом, танталом, хромом и ниобием. Пропорции в этом случае могут быть совершенно любыми в зависимости от потребностей промышленности. Более сложные сплавы, зависящие от соотношения компонентов с железом, кобальтом и никелем, имеют следующие свойства:
- не тускнеют на воздухе;
- обладают хорошей химической стойкостью;
- имеют отличные механические свойства: твердость и износоустойчивость.
Довольно сложные соединения образует вольфрам с бериллием, титаном и алюминием.
Они выделяются устойчивостью при высокой температуре к окислению, а также жаропрочностью.
Свойства сплавов
В практической деятельности вольфрам часто соединяют с группой иных металлов. Соединения вольфрама с хромом, кобальтом и никелем, обладающие повышенной стойкостью к кислотам, используют для изготовления хирургических инструментов. А особые жаропрочные сплавы, кроме вольфрама – самого тугоплавкого металла, содержат в своем составе хром, никель, алюминий, никель. Вольфрам, кобальт и железо входит в состав лучших марок магнитной стали.
Вольфрамсодержащие стали устойчивы к истиранию, не трескаются, неизменно сохраняют твердость. Режущие инструменты не только увеличивают скорость обработки металла, но и имеют длительный срок службы.
Самые легкоплавкие и тугоплавкие металлы
К легкоплавким относятся все металлы, температура плавления которых меньше, чем у олова (231,9 °C). Элементы этой группы находят применение в качестве антикоррозийных покрытий, в электро- и радиотехнике, входят в состав антифрикционных сплавов.
Ртуть, точка плавления которой -38,89 °C, при комнатной температуре является жидкостью и находит широкое применение в научных приборах, ртутных лампах, выпрямителях, переключателях, в хлорном производстве. У ртути самая низкая температура плавления по сравнению с другими металлами, входящими в группу легкоплавких. К тугоплавким металлам принадлежат все, температура плавления которых больше, чем у железа (1539 °C). Чаще всего их используют в качестве добавок при изготовлении легированных сталей, а также они могут служить и основой для некоторых специальных сплавов. Вольфрам, имеющий максимальную температуру плавления 3420 °C, в чистом виде используют в основном для нитей накала в электролампах.
Довольно часто в кроссвордах задают вопросы, какой из металлов самый легкоплавкий или самый тугоплавкий? Теперь, не задумываясь, можно ответить: самый легкоплавкий – ртуть, а самый тугоплавкий – вольфрам.
Коротко о железе
Этот металл называют основным конструкционным материалом.
Детали из железа встречаются как на космическом корабле или подводной лодке, так и дома на кухне в виде столовых приборов и различных украшений. Этот металл имеет серебристо-серый цвет, обладает мягкостью, пластичностью и магнитными свойствами. Железо является очень активным элементом, на воздухе образуется оксидная пленка, которая препятствует продолжению реакции. Во влажной среде появляется ржавчина.
Температура плавления железа
Железо обладает пластичностью, хорошо поддается ковке и плохо обрабатывается литьем. Этот прочный металл легко обрабатывается механическим способом, используется для изготовления магнитоприводов. Хорошая ковкость позволяет его применять для декоративных украшений. Является ли железо самым тугоплавким металлом? Следует отметить, что его температура плавления равна 1539 °C. А по определению, к тугоплавким относятся металлы, температура плавления которых больше, чем у железа.
Однозначно можно сказать, что железо – не самый тугоплавкий металл, и даже не принадлежит к этой группе элементов.
Он относится к среднеплавким материалам. Назовите самый тугоплавкий металл? Такой вопрос не застанет теперь вас врасплох. Можно смело отвечать – это вольфрам.
Вместо заключения
Примерно тридцать тысяч тонн в год вольфрама производится во всем мире. Этот металл непременно входит в состав наилучших сортов сталей для изготовления инструментов. На нужды металлургии расходуется до 95% всего вырабатываемого вольфрама. Для удешевления процесса в основном используют более дешевый сплав, состоящий из 80% процентов вольфрама и 20% железа. Используя свойства вольфрама, его сплав с медью и никелем применяют для производства контейнеров, используемых под хранение радиоактивных веществ. В радиотерапии этот же сплав служит для изготовления экранов, обеспечивая надежную защиту.
Похожие статьи
- Самый прочный металл. Высокопрочные металлы
- Какой самый тяжелый металл на Земле
- Металл – это что такое?
- Вольфрам – что за металл? Свойства и сферы применения
- Свойства и применение тантала
- Твердый сплав. Марки, характеристики, применение. Твердосплавный инструмент
- Температура плавления металлов. Самый тугоплавкий и легкоплавкий металл
Марки, характеристики, применение. Твердосплавный инструментТакже читайте
Электронно-лучевая плавка превращает хрупкий металл в
изображение: вольфрамовый компонент, изготовленный с помощью 3D-печати с использованием электронно-лучевой плавки. (Фото: Маркус Брейг, KIT) посмотреть больше
Авторы и права: Маркус Брейг, KIT
Вольфрам имеет самую высокую температуру плавления среди всех металлов, 3422 градуса по Цельсию. Это делает материал идеальным для использования при высоких температурах, например, в сопла космических ракет, нагревательные элементы высокотемпературных печей или термоядерный реактор.
Однако металл очень хрупок и, следовательно, плохо поддается обработке. Исследователи из Технологического института Карлсруэ (KIT) разработали инновационный подход к тому, чтобы сделать этот хрупкий материал мягким. Для обработки вольфрама они определили новые параметры процесса электронно-лучевой плавки.
Вольфрам — это металл с очень привлекательными свойствами: он устойчив к коррозии и тяжел, как золото. В форме карбида вольфрама он такой же твердый, как алмаз. И у него самая высокая температура плавления среди всех металлов — 3422 градуса по Цельсию. Однако металл очень хрупок при комнатной температуре. Из-за своих свойств вольфрам трудно обрабатывать обычными методами. Обработка стоит дорого и занимает много времени. Альтернативой является 3D-печать, позволяющая изготавливать вольфрамовые компоненты, практически не требующие финишной обработки. «В настоящее время мы работаем над аддитивным производством вольфрамовых компонентов методом электронно-лучевой плавки, сокращенно EBM», — говорит доктор Штеффен Антуш из Института прикладных материалов — материаловедения и инженерии (IAM-WK) KIT.
Предварительный нагрев позволяет обрабатывать хрупкие материалы
EBM — это метод аддитивного производства. Электроны, ускоренные в вакууме, избирательно плавят металлический порошок и, таким образом, производят трехмерный компонент аддитивным способом, то есть слой за слоем. Большое преимущество этого метода состоит в том, что в качестве источника энергии используется электронный пучок. Он используется для предварительного нагрева металлического порошка и несущей пластины перед плавлением, в результате чего снижается деформация и внутреннее напряжение.
Возможна обработка материалов, которые легко ломаются при комнатной температуре и могут деформироваться при высокой температуре.
Однако используемые материалы должны быть электропроводными. Следовательно, этот процесс не подходит для керамических материалов, поскольку EBM основан на принципе электрического заряда.
Легкие титановые компоненты для KA-RaceIng
Первоначально EBM была разработана для обработки титановых сплавов и материалов, требующих более высоких рабочих температур. До сих пор EBM использовался для производства легких титановых компонентов для студенческого проекта KIT по формуле KA-RaceIng.
В рамках исследовательских программ Ассоциации Гельмгольца и EUROfusion, Европейской программы синтеза, IAM-WK изучает материалы и процессы для будущих высокотемпературных применений в области термоядерной энергии или медицинской техники. (rli)
###
Подробнее о Центре материалов KIT: https://www.
kit.edu/topics/materials.php
Контакт для этого пресс-релиза
Регина Линк, пресс-секретарь, телефон: +49 721 608-41158, электронная почта: [email protected]
Являясь «Исследовательским университетом Ассоциации Гельмгольца», КИТ создает и распространяет знания для общества и окружающей среды. Цель состоит в том, чтобы внести значительный вклад в решение глобальных задач в области энергетики, мобильности и информации. Для этого около 9600 сотрудников сотрудничают в широком спектре дисциплин в области естественных, технических, экономических, гуманитарных и социальных наук. KIT готовит своих 23 300 студентов к ответственным задачам в обществе, промышленности и науке, предлагая учебные программы, основанные на исследованиях. Инновационные усилия КИТ наводят мост между важными научными открытиями и их применением на благо общества, экономического процветания и сохранения нашей естественной основы жизни. KIT является одним из немецких университетов передового опыта.
Отказ от ответственности: AAAS и EurekAlert! не несут ответственности за достоверность новостных сообщений, размещенных на EurekAlert! содействующими учреждениями или для использования любой информации через систему EurekAlert.
Химические элементы таблицы Менделеева, отсортированные по температуре кипения
Нажмите на название любого элемента для получения дополнительных химических свойств, данных об окружающей среде или воздействии на здоровье.
Этот список содержит 118 химических элементов.
| The chemical elements of the periodic chart sorted by: | Boiling- point | Name chemical element | Symbol | Atomic number | |||||||
| – Название по алфавиту | -269 | Гелий | He | 2 | |||||||
| – Атомный номер0004 | -253 | Hydrogen | H | 1 | |||||||
| – Symbol | -246 | Neon | Ne | 10 | |||||||
| – Atomic MASS | -196 | азот | N | 7 | |||||||
| -Электронигатирование | -188 | | Fluorine | F | 9 | | ||||||
| – Density | -186 | Argon | Ar | 18 | |||||||
| – Melting point | -183 | кислород | o | 8 | |||||||
| – кипящая точка | -153 | Krypton | Krypton | Krypton | Krypton 9004| 0069 | Kr | 36 | | |||
| – Vanderwaals radius | -108 | Xenon | Xe | 54 | |||||||
| – Year of discovery | -62 | Радон | Рн | 86 | |||||||
| – Фамилия изобретателя | -35 | 17 | |||||||||
| – Elements in earthcrust | 58. 8 | Bromine | Br | 35 | |||||||
| – Elements in human body | 184 | Йод | I | 53 | |||||||
| – Коваленцевый радиус | 280 | Фосфор0065 P | 15 | ||||||||
| – Ионизация Energy | 337 | ASTATIN справа расположены по температуре кипения. Химический элемент с самой низкой температурой кипения – гелий, а элемент с самой высокой точкой кипения – вольфрам. Для температуры плавления используется единица Цельсия (C). Щелкните здесь: чтобы перевести градусы Цельсия в градусы Фаренгейта или Кельвина. Обратите внимание, что элементы не показывают своего естественного отношения друг к другу, как в Периодической системе. |
