В чем содержится вольфрам: Лом вольфрама — Портал о ломе, отходах и экологии

alexxlab | 11.02.1987 | 0 | Разное

Содержание

Применение вольфрама

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.

 

 

свойства и марки, области применения и производство тугоплавкого вольфрама, продукция

Вольфрам является тугоплавким металлом. У него есть свои разновидности марок, каждая из которых имеет особенности. Этот элемент в периодической таблице Менделеева находится под 74 номером и имеет светло-серый цвет. Его температура плавления составляет 3380 градусов. Основными его свойствами являются коэффициент линейного расширения, электрическое сопротивление, температура плавления и плотность.

Свойства и марки вольфрама

Вольфрам имеет свои механические и физические свойства, а также несколько разновидностей марок.

К физическим свойствам относят:

  • Коэффициент термического линейного расширения — 4,32*10 (-6) м/мК.
  • Сопротивление электрическое — 5,5 мкОм*см.
  • Теплопроводность — 129 Вт/(м*К).
  • Теплоёмкость удельная — 0,147 Дж/(г*К).
  • Температура кипения — 5900 градусов.
  • Температура плавления — 3380 градусов.
  • Плотность — 19,3 г/см3.
  • Атомный диаметр — 0,274 нм.
  • Атомная масса — 183,84 г/моль.
  • Атомный номер — 74.

Механические свойства:

  • Относительное удлинение — 0%.
  • Временное сопротивление — 800−1100 МПа.
  • Коэффициент Пуассона 0,29.
  • Модуль сдвига — 151,0 ГПа.
  • Модуль упругости — 415,0 ГПа.

Отличается этот металл маленькой скоростью испарения даже при 2 тыс. градусов и очень большой точкой кипения — 5900 градусов. Свойствами, которые ограничивают область использования этого материала, являются малое сопротивление окислению, высокая склонность к ломкости и высокая плотность. На вид он напоминает сталь. Используется для того, чтобы изготавливать сплавы высокой прочности. Обработать его можно только после нагревания. Температура нагрева зависит от того, какой именно метод обработки вы собираетесь проводить.

Вольфрам имеет такие марки:

  1. МВ — сплав вольфрама и молибдена. Повышается прочность молибдена при сохранении пластичности после обжига.
  2. ВРН — вольфрам без присадки. В нём допустимо повышенное содержание примесей.
  3. ВР — сплав рения и вольфрама.
  4. ВЛ, ВИ, ВТ — вольфрам с присадкой окиси лантана, иттрия и тория соответственно. Повышают эмиссионные свойства вольфрама.
  5. ВМ — вольфрам с ториевой и кремнещелочной присадками. Повышает температуру рекристаллизации и прочность при высоких температурах.
  6. ВА — вольфрам с алюминиевой и кремнещелочной присадками. Увеличивает температуру первичной рекристаллизации, формоустойчивость при больших температурах, а также прочность после отжига.
  7. ВЧ — чистый без присадок.

Область применения

Из-за своих уникальных свойств вольфрам получил широкое применение. В промышленности он применяется в чистом виде и в сплавах.

Основными областями применения являются:

  • Стали специальные. При производстве быстрорежущих сталей и для инструментальных сталей этот материал применяется в качестве легирующего элемента или же основного компонента. Из таких сталей производят штампы, пуансоны, фрезы, свёрла и прочие. Буква «Р» в названии сплава означает, что это быстрорежущая сталь, а буквы «К» или «М» — сталь легированная кобальтом или молибденом. Вольфрам ещё входит в состав сталей магнитных, которые подразделяются на вольфрам кобальтовые и вольфрамовые.
  • Сплавы твёрдые на основе карбида вольфрама. Это соединение углерода и вольфрама. Он тугоплавкий, износостойкий и имеет высокую твёрдость. Из него изготавливают рабочие части буровых и режущих инструментов.
  • Износостойкие и жаропрочные сплавы. В них использована тугоплавкость вольфрама. Наиболее распространёнными являются хромовые и кобальтовые соединения — стеллиты. Обычно их при помощи наплавки наносят на сильно изнашивающиеся машинные детали.
  • Тяжёлые и контактные соединения. К ним относят сплавы вольфрама с серебром и медью. Это довольно эффективные контактные материалы для производства рабочих частей выключателей, рубильников, электродов для точечной сварки и прочих оборудований.
  • Электроосветительная и электровакуумная техника. Вольфрам в виде разных кованых деталей, ленты или проволоки используют в производстве рентгенотехники, радиоэлектроники и электроламп. Это лучший материал для спиралей и нитей накаливания. Вольфрамовые прутки и проволоки служат для высокотемпературных печей электронагревателями. Эти электронагреватели могут работать в атмосфере инертного газа, водорода или вакуума.
  • Сварочные электроды. Сварка является важной сферой для применения этого металла. Из него делают электроды для сварки дуговой, так как они неплавкие.

Процесс производства тугоплавкого вольфрама

Этот материал относят к редким металлам. Для него характерны сравнительно небольшие объёмы потребления и производства, а также в земной коре малая распространённость. Никакой из редких металлов не получают восстановлением из сырья. Изначально оно перерабатывается в соединение химическое. А ещё любая редкометаллическая руда перед переработкой подвергается дополнительному обогащению.

Выделяют три главные стадии для получения редкого металла:

  1. Разложение руды. Извлекаемый металл отделяется от основной массы перерабатываемого сырья. Он концентрируется в осадке или растворе.
  2. Получение химического чистого соединения. Его выделение и очистка.
  3. Из полученного соединения выделяют металл. Так получают чистые материалы без примесей.

В процессе получения вольфрама тоже есть несколько стадий. Исходное сырьё — шеелит и вольфрамит. Обычно в их составе содержится от 0,2 до 2% вольфрама.

  1. Обогащение руды производится при помощи электростатической или магнитной сепарации, флотации, гравитации. В итоге получают концентрат вольфрамовый, который содержит примерно 55−65% ангидрида вольфрама. Контролируется в них и наличие примесей: висмута, сурьмы, меди, олова, мышьяка, серы, фосфора.
  2. Получение вольфрамового ангидрида. Он является сырьём для изготовления вольфрама металлического или же его карбида. Для этого проводится ряд процедур, таких как: выщелачивание спёка и сплава, разложение концентратов, получение вольфрамовой технической кислоты и прочие. В результате этих действий должен получиться продукт, который будет содержать в себе 99,9% трехокиси вольфрама.
  3. Получение порошка. В виде порошка чистый металл может быть получен из ангидрида. Для этого проводится восстановление углеродом или водородом. Углеродное восстановление проводится реже, потому что ангидрид насыщается карбидами и это приводит к хрупкости металла и ухудшению обработки. При получении порошка применяют специальные методы, которые позволяют контролировать форму и размер зёрен, гранулометрический и химический составы.
  4. Получение вольфрама компактного. В основном он в виде слитков или штабиков является заготовкой для изготовления полуфабрикатов: ленты, прутков, проволоки и прочих.

Вольфрамовая продукция

Из вольфрама изготавливают многие необходимые для хозяйства предметы, такие как проволока, прутки и прочие.

Прутки

Одной из наиболее распространённой продукцией из этого тугоплавкого материала являются вольфрамовые прутки. Исходным материалом для его изготовления является штабик.

Чтобы из штабика получить пруток его подвергают ковке, используя ротационную ковочную машину.

Осуществляется ковка при нагревании, так как этот металл при комнатной температуре очень хрупкий. В ковке выделяют несколько этапов. На каждом последующем прутки получаются меньшего диаметра.

На первом этапе получаются прутки, которые будут иметь диаметр до 7 миллиметров, если штабик будет иметь длину от 10 до 15 сантиметров. Температура заготовки при ковке должна равняться 1450−1500 градусов. Нагревающим материалом обычно является молибден. После второго этапа прутки будут составлять в диаметре до 4,5 миллиметров. Температура штабика при её производстве примерно 1250−1300 градусов. На следующем этапе прутки будут иметь диаметр до 2,75 миллиметров.

Прутки марок ВЧ и ВА получают при более низких температурах, чем марок ВИ, ВЛ и ВТ.

Если заготовка была получена методом плавки, то горячая ковка не осуществляется. Связано это с тем, что такие слитки имеют крупнокристаллическую грубую структуру. При использовании горячей ковки могут появиться разрушения и трещины.

В этой ситуации вольфрамовые слитки подвергаются горячему двойному прессованию (приблизительная степень деформации 90%). Производится первое прессование при температурном режиме в 1800—1900 градусов, а второе — 1350−1500. После этого заготовки подвергаются горячей ковке для того, чтобы из них получить вольфрамовые прутки.

Эта продукция применяется во многих промышленных отраслях. Одна из наиболее распространённых — сварочные неплавящиеся электроды. Для них подойдут прутки, которые изготовлены из марок ВЛ, ВЛ и ВТ. В качестве нагревателей применяются прутки, изготовленные из марок МВ, ВР и В. А. Они применяются в печах, температура которых может достигать 3 тыс. градусов в вакууме, атмосфере инертного газа или водорода. Вольфрамовые прутки могут быть катодами газозарядных и электронных приборов, а также радиоламп.

Электроды

Одним из главных компонентов, которые необходимы для сварки, являются сварочные электроды. При сварке дуговой они используются наиболее широко. Относится она к термическому классу сварки, в котором за счёт термической энергии осуществляется плавление. Автоматическая, полуавтоматическая или ручная дуговая сварка является самой распространённой. Вольтовой дугой создаётся тепловая энергия, которая находится между изделием и электродом. Дугой называют стабильный мощный электрический заряд в ионизированной атмосфере паров металла, газов. Чтобы получить дугу, электрод к месту сварки проводит электрический ток.

Сварочным электродом называют проволочный стержень, на который нанесено покрытие (возможны варианты и без покрытия). Для сварки существует множество различных электродов. Их отличительными чертами являются диаметр, длина, химический состав. Для сварки определённых сплавов или металлов применяются разные электроды. Наиболее важным видом классификации является разделение электродов на неплавящиеся и плавящиеся.

Сварочные плавящиеся электроды во время сварки расплавляются, их металл вместе с металлом расплавленным свариваемой детали пополняют сварочную ванну. Выполняют такие электроды из меди и стали.

А вот электроды неплавящиеся в процессе сварки не расплавляются. К ним относят вольфрамовые и угольные электроды. При сварке необходимо подавать присадочный материал, который плавится и с расплавленным материалом свариваемого элемента образуют сварочную ванну. Для этих целей в основном применяют сварочные прутки или проволоку. Электроды сварочные могут быть непокрытыми и покрытыми. Покрытие играет важную роль. Его компоненты могут обеспечить получение металла швов определённых свойств и состава, защиту расплавленного металла от влияния воздуха и стабильное горение дуги.

Составляющие в покрытии могут быть раскисляющими, шлакообразующими, газообразующими, стабилизирующими или легирующими. Покрытие может быть целлюлозным, основным, рутиловым или кислым.

Вольфрамовые электроды используются для сварки металлов цветных, а также их сплавов, высоколегированных сталей. Хорошо вольфрамовый электрод подходит для образования сварного шва повышенной прочности, при этом детали могут иметь различный химический состав.

Вольфрамовая продукция очень качественная и нашла своё применение во многих отраслях, в некоторых она просто незаменима.

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

Вольфрамовую проволоку относят к категории жароустойчивых материалов, характеризующихся повышенной прочностью и стойкостью к ржавчине, неблагоприятным воздействиям внешних факторов и агрессивным химическим веществам.

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.

Как узнать что такое вольфрамовая проволка и где она применяется, смотрите в следующем видео.

Как получают вольфрам. Химические свойства вольфрама. Метод порошковой металлургии

Свойства вольфрама

Вольфрам – это металл. Его нет в воде морей, нет в воздухе, да и в земной коре всего 0,0055%. Таков вольфрам, элемент , стоящий на 74-ой позиции в . Для промышленности его «открыла» Всемирная выставка во французской столице. Она состоялась в 1900-ом году. В экспозиции была представлена сталь с добавлением вольфрама .

Состав был настолько тверд, что мог разрезать любой материал. оставался «непобедимым» даже при температурах в тысячи градусов, поэтому был назван красностойким. Производители разных государств, посетившие выставку, взяли разработку на вооружение. Производство лигированной стали приобрело мировой масштаб.

Интересно, что сам элемент обнаружили еще в 18-ом веке. В 1781-ом Швед Шеелер проводил опыты с минералом тунгстен. Химик решил поместить его в азотную кислоту. В продуктах разложения ученый и обнаружил неизвестный металл серого цвета с серебристым отливом. Минерал, над которым проводились опыты, позже переименовали в шеелит, а новый элемент назвали вольфрам .

Однако, на изучение его свойств ушло немало времени, поэтому и достойное применение металлу нашли гораздо позже. Название же выбрали сразу. Слово вольфрам существовало и раньше. Испанцы называли так один из минералов, встречавшихся на месторождениях страны.

В состав камня, действительно входил элемент №74. Внешне металл порист, как будто вспенен. Поэтому пришлась кстати еще одна аналогия. В немецком языке вольфрам буквально означает «волчья пена».

Температура плавления металла соперничает с водородом, а он – самый стойкий к температурам элемент. Поэтому, и установить показатель размягчения вольфрама не могли целых сто лет. Не было печей, способных накаляться до нескольких тысяч градусов.

Когда же «выгоду» серебристо-серого элемента «раскусили», его начали добывать в промышленных масштабах. Для выставки 1900-го года, металл извлекли по старинке с помощью азотной кислоты. Впрочем, фольфрам и сейчас так добывают.

Добыча вольфрама

Чаще всего, сначала получают из отходов руд триоксид вещества. Его, при 700 градусах обрабатывают, получая чистый металл в виде пыли. Чтобы размягчить частицы приходится прибегать как раз к водороду. В нем-то вольфрам переплавляют при трех тысячах градусов Цельсия.

Сплав идет на резцы, труборезы, фрезы. для обработки металлов с применением вольфрама повышают точность изготовления деталей. При воздействии на металлические поверхности высоко трение, а это значит, что рабочие плоскости сильно нагреваются. Режущие и полирующие станки без элемента №74 могут и сами оплавится. Это делает срез неточным, несовершенным.

Вольфрам не только сложно расплавить, но и обработать. В шкале твердости металл занимает девятую позицию. Столько же баллов у корунда, из крошек которого делают, к примеру, нождачку. Тверже только алмаз. Поэтому, с его помощью вольфрам и обрабатывают.

Применение вольфрама

«Непоколебимость» 74-го элемента привлекает . Изделия из сплавов с серо-серебристым металлом невозможно поцарапать, согнуть, поломать, если, конечно, не скрести по поверхности или теми же бриллиантами.

У ювелирных украшений из фольфрама есть и еще один бесспорный плюс. Они не вызывают аллергических реакций, в отличие от золота, серебра, платины и, уж тем более, их сплавов с или . Для украшений используют карбид вольфрама, то есть его соединение с углеродом.

Оно признано самым твердым сплавом в истории человечества. Его отполированная поверхность прекрасно отражает свет. Ювелиры называют ее «серым зеркалом».

Кстати, ювелирных дел мастера обратили внимание на вольфрам после того, как из этого вещества в середине 20-го столетия стали изготавливать сердцевины пуль, снарядов и пластины для бронежилетов.

Жалобы клиентов на ломкость высших проб и серебряных украшений, заставили ювелиров вспомнить о новом элементе и попытаться его применить в своей отрасли. К тому же, цены на стали колебаться. Вольфрам стал альтернативой желтому металлу, который перестали воспринимать, как предмет капиталовложения.

Будучи драгоценным металлом, вольфрам стоит немалых денег. За килограмм просят не меньше 50-ти долларов на оптовом рынке. В год мировая промышленность затрачивает 30 тысяч тонн элемента №74. Более 90% поглощает металлургическая отрасль.

Только из вольфрама изготавливают контейнеры для хранения отходов ядерного производства. Металл не пропускает губительные лучи. Редкий элемент добавляют в сплавы для изготовления хирургических инструментов.

То, что не идет на металлургические цели, забирает химическая промышленность. Соединения вольфрама с фосфором, к примеру, — основа лаков и красок. Они не разрушаются, не тускнеют от солнечных лучей.

А раствор вольфромата натрия не поддается влаге и огню. Становится ясно, чем пропитывают водонепроницаемые и огнеупорные ткани для костюмов водолазов и пожарных.

Месторождения вольфрама

В России несколько месторождений вольфрама. Они расположены на Алтае, Дальнем Востоке, Северном Кавказе, Чукотки и в Бурятии. За пределами страны металл добывают в Австралии, США, Боливии, Португалии, Южной Кореи и КНР.

В Поднебесной даже есть легенда о молодом исследователе, который приехал в Китай искать оловянный камень. Студент поселился в одном из домов Пекина.

После бесплодных поисков, парень любил послушать рассказы дочери хозяина жилища. В один из вечеров она поведала историю темных камней, из которых была сложена домашняя печь. Оказалось, что глыбы падают со скалы на задний двор строения. Так, студент не нашел , зато, отыскал вольфрам.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Вольфрам – семьдесят четвертый элемент Периодической таблицы. Обозначение – W от латинского «wolframium». Расположен в шестом периоде, VIB группе. Относится к металлам. Заряд ядра равен 74.

По распространенности в земной коре вольфрам уступает хрому, но превосходит молибден. Природные соединения вольфрама в большинстве случаев представляют собой вольфраматы – соли вольфрамовой кислоты H 2 WO 4 . Так, важнейшая вольфрамовая руда – вольфрамит – состоит из вольфраматов железа и марганца. Часто встречается также минерал шеелит CaWO 4 .

Вольфрам – тяжелый белый металл (рис. 1) плотностью 19,3 г/см 3 . Его температура плавления (около 3400 o С), выше, чем температура плавления всех других металлов. Вольфрам можно сваривать и вытягивать в тонкие нити.

Рис. 1. Вольфрам. Внешний вид.

Атомная и молекулярная масса вольфрама

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Относительной молекулярная масса вещества (M r) – это число, показывающее, во сколько раз масса данной молекулы больше 1/12 массы атома углерода, а относительная атомная масса элемента (A r) — во сколько раз средняя масса атомов химического элемента больше 1/12 массы атома углерода.

Поскольку в свободном состоянии вольфрам существует в виде одноатомных молекул W, значения его атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 183,84.

Изотопы вольфрама

Известно, что в природе вольфрам может находиться в виде пяти стабильных изотопов 180 W, 182 W, 183 W, 184 W и 186 W.Их массовые числа равны 180, 182, 183, 184 и 186 соответственно. Ядро атома изотопа вольфрама 180 W содержит семьдесят четыре протона и сто шесть нейтронов, а остальные отличаются от него только числом нейтронов.

Существуют искусственные нестабильные изотопы вольфрама с массовыми числами от 158-ми до 192-х, а также одиннадцать изомерных состояния ядер.

Ионы вольфрама

На внешнем энергетическом уровне атома вольфрама имеется шесть электронов, которые являются валентными:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 14 5s 2 5р 6 5d 4 6s 2 .

В результате химического взаимодействия вольфрам отдает свои валентные электроны, т.е. является их донором, и превращается в положительно заряженный ион:

W o -2e → W 2+ ;

W o -3e → W 3+ ;

W o -4e → W 4+ ;

W o -5e → W 5+ ;

W o -6e → W 6+ .

Молекула и атом вольфрама

В свободном состоянии вольфрам существует в виде одноатомных молекул W. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу вольфрама:

Сплавы вольфрама

Большая часть добываемого вольфрама расходуется в металлургии для приготовления специальных сталей и сплавов. Быстрорежущая инструментальная сталь содержит до 20% вольфрама и обладает способностью самозакаливаться. Такая сталь не теряет своей твердости даже при нагревании докрасна.

Кроме быстрорежущих широко применяются другие вольфрамовые и хромовольфрамовые стали. Например, сталь, содержащая от 1 до 6% вольфрама и до 2% хрома, применяется для изготовления пил, фрез, штампов.

Как самый тугоплавкий металл вольфрам входит в состав ряда жаропрочных сплавов. В частности, его сплавы с кобальтом и хромом – стеллиты – обладают высокими твердостью, износоустойчивостью, жаростойкостью. Сплавы вольфрама с медью сочетают в себе высокие электрическую проводимость, теплопроводность и износоустойчивость. Они применяются для изготовления рабочих частей рубильников, выключателей, электродов для точечной сварки.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Вольфрам – это химический элемент периодической системы Менделеева, который принадлежит к VI группе. В природе вольфрам встречается в виде смеси из пяти изотопов. В своем обычном виде и при обычных условиях он представляет собой твердый металл серебристо-серого цвета. Он также является самым тугоплавким из всех металлов.

Основные свойства вольфрама

Вольфрам – это металл, обладающий замечательными физическими и химическими свойствами. Практически во всех отраслях современного производства применяется вольфрам. Формула его обычно выражается в виде обозначения оксида металла – WO 3 . Вольфрам считается самым тугоплавким из металлов. Предполагается, что лишь сиборгий может быть еще более тугоплавок. Но точно пока этого утверждать нельзя, так как сиборгий имеет очень малое время существования.

Этот металл имеет особые физические и химические свойства. Вольфрам имеет плотность 19300 кг/м 3 , температура плавления его составляет 3410 °С. По этому параметру он занимает второе место после углерода – графита или алмаза. В природе вольфрам встречается в виде пяти стабильных изотопов. Их массовые числа находятся в интервале от 180 до 186. Вольфрам обладает 6-й валентностью, а в соединениях она может составлять 0, 2, 3, 4 и 5. Металл также имеет достаточно высокий уровень теплопроводности. Для вольфрама этот показатель составляет 163 Вт/(м*град). По этому свойству он превышает даже такие соединения, как сплавы алюминия. Масса вольфрама обусловлена его плотностью, которая равна 19кг/м 3 . Степень окисления вольфрама колеблется от +2 до +6. В высших степенях своего окисления металл имеет кислотные свойства, а в низших – основные.

При этом сплавы низших соединений вольфрама считаются неустойчивыми. Самыми стойкими являются соединения со степенью +6. Они проявляют и наиболее характерные для металла химические свойства. Вольфрам имеет свойство легко образовывать комплексы. Но металлический вольфрам обычно является очень стойким. Он начинает взаимодействовать с кислородом лишь при температуре +400 °С. Кристаллическая решетка вольфрама относится к типу кубических объемноцентрированных.

Взаимодействие с другими химическими веществами

Если вольфрам смешать с сухим фтором, то можно получить соединение под названием “гексафторид”, который плавится уже при температуре 2,5 °С, а закипает при 19,5 °С. Похожее вещество получают при соединении вольфрама с хлором. Но для такой реакции необходима достаточно высокая температура – порядка 600 °С. Однако вещество легко противостоит разрушительному действию воды и практически не подвергается изменениям на холоде. Вольфрам – металл, который без кислорода не производит реакции растворения в щелочах. Однако он легко растворяется в смеси HNO 3 и HF. Самые главные из химических соединений вольфрама – это его трехокись WO 3 , Н 2 WO 4 – вольфрамовая кислота, а также ее производные – соли вольфраматы.

Можно рассмотреть некоторые химические свойства вольфрама с уравнениями реакций. Например, формула WO 3 + 3H 2 = W+3H 2 O. В ней металл вольфрам восстанавливается из оксида, проявляется его свойство взаимодействия с водородом. Это уравнение отражает процесс получения вольфрама из его триоксида. Следующей формулой обозначается такое свойство, как практическая нерастворимость вольфрама в кислотах: W + 2HNO3 + 6HF = WF6 + 2NO + 4h3O. Одним из наиболее примечательных веществ, содержащих вольфрам, считается карбонил. Из него получают плотные и ультратонкие покрытия из чистого вольфрама.

История открытия

Вольфрам – металл, получивший свое название из латинского языка. В переводе это слово означает «волчья пена». Такое необычное название появилось из-за поведения металла. Сопровождая добытую оловянную руду, вольфрам мешал выделению олова. Из-за него в процессе выплавки образовывались только шлаки. Об этом металле говорили, что он «поедает олово, как волк ест овцу». Для многих интересно, кто открыл химический элемент вольфрам?

Это научное открытие было сделано одновременно в двух местах разными учеными, независимо друг от друга. В 1781 году химик из Швеции Шееле получил так называемый «тяжелый камень», проводя опыты с азотной кислотой и шеелитом. В 1783 году братья-химики из Испании по фамилии Элюар также сообщил об открытии нового элемента. Точнее, ими был открыт оксид вольфрама, растворявшийся в аммиаке.

Сплавы с другими металлами

В настоящее время различают однофазные и многофазные вольфрамовые сплавы. Они содержат один или несколько посторонних элементов. Самое известное соединение – это сплав вольфрама и молибдена. Добавление молибдена придает вольфраму прочность при его растяжении. Также к категории однофазных сплавов принадлежат соединения вольфрама с титаном, гафнием, цирконием. Самую большую пластичность вольфраму придает рений. Однако практически применять такой сплав – довольно трудоемкий процесс, так как рений очень тяжело добыть.

Так как вольфрам является одним из самых тугоплавких материалов, то получать вольфрамовые сплавы – непростая задача. Когда этот металл только начинает закипать, другие уже переходят в жидкость или состояние газа. Но современные ученые умеют получать сплавы при помощи процесса электролиза. Сплавы, содержащие вольфрам, никель и кобальт, используются для нанесения защитного слоя на непрочные материалы.

В современной металлургической промышленности также получают сплавы, используя вольфрамовый порошок. Для его создания необходимы особенные условия, включая создание вакуумной обстановки. Из-за некоторых особенностей взаимодействия вольфрама с другими элементами металлурги предпочитают создавать сплавы не двухфазной характеристики, а с применением 3, 4 и более составляющих. Эти сплавы особенно прочны, но при четком соблюдении формул. При малейших отклонениях процентных составляющих сплав может получиться хрупким и непригодным к использованию.

Вольфрам – элемент, применяющийся в технике

Из этого металла изготавливают нити накаливания обыкновенных лампочек. А также трубки для рентгеновских аппаратов, составляющие вакуумных печей, которые должны использоваться при крайне высоких температурах. Сталь, в состав которой входит вольфрам, имеет очень высокий уровень прочности. Такие сплавы используются для изготовления инструментов в самых различных областях: для бурения скважин, в медицине, машиностроении.

Главное преимущество соединения стали и вольфрама – износоустойчивость, маловероятность повреждений. Самый известный в строительстве вольфрамовый сплав носит название «победит». Также этот элемент широко используется в химической промышленности. С его добавлением создают краски, пигменты. Особенно широкое применение в этой сфере получил оксид вольфрама 6. Его применяют для изготовления карбидов и галогенидов вольфрама. Другое название этого вещества – триоксид вольфрама. 6 используется как желтый пигмент в красках для керамики и изделий из стекла.

Что такое тяжелые сплавы?

Все сплавы на основе вольфрама, которые обладают высоким показателем плотности, называют тяжелыми. Их получают только при помощи методов порошковой металлургии. Вольфрам всегда является основой тяжелых сплавов, где его содержание может составлять до 98 %. Кроме этого металла, в тяжелые сплавы добавляется никель, медь и железо. Однако в них могут входить и хром, серебро, кобальт, молибден. Самую большую популярность получили сплавы ВМЖ (вольфрам – никель – железо) и ВНМ (вольфрам – никель – медь). Высокий уровень плотности таких сплавов позволяет им поглощать опасное гамма-излучение. Из них изготавливают маховики колес, электрические контакты, роторы для гироскопов.

Карбид вольфрама

Около половины всего вольфрама применяется для изготовления прочных металлов, особенно вольфрамового карбида, который имеет температуру плавления 2770 С. Карбид вольфрама представляет собой химическое соединение, в котором содержится равное количество атомов углерода и вольфрама. Этот сплав имеет особые химические свойства. Вольфрам придает ему такую прочность, что по этому показателю он превосходит сталь в два раза.

Карбид вольфрама широко используется в промышленности. Из него изготавливают режущие предметы, которые должны быть очень устойчивы к высоким температурам и истиранию. Также из этого элемента изготавливают:

  • Детали самолетов, двигатели автомобилей.
  • Детали для космических кораблей.
  • Медицинские хирургические инструменты, которые применяются в сфере полостной хирургии. Такие инструменты дороже обычной медицинской стали, однако они более производительны.
  • Ювелирные изделия, особенно обручальные кольца. Такая популярность вольфрама связана с его прочностью, которая для венчающихся символизирует прочность взаимоотношений, а также внешним видом. Характеристики вольфрама в отполированном виде таковы, что он в течение очень длительного времени сохраняет зеркальный, блестящий вид.
  • Шарики для шариковых ручек класса люкс.

Победит – сплав вольфрама

Приблизительно во второй половине 1920-х годов во многих странах начали выпускаться сплавы для режущих инструментов, которые получали из карбидов вольфрама и металлического кобальта. В Германии такой сплав назывался видиа, в Штатах – карбола. В Советском Союзе такой сплав получил название «победит». Эти сплавы оказались прекрасными для обработки чугунной продукции. Победит является металлокерамическим сплавом с чрезвычайно высоким уровнем прочности. Он изготавливается в виде пластинок различных форм и размеров.

Процесс изготовления победита сводится к следующему: берется порошок карбида вольфрама, мелкий порошок никеля или кобальта, и все перемешивается и прессуется в специальных формах. Спрессованные таким образом пластины подвергаются дальнейшей температурной обработке. Это дает очень твердый сплав. Эти пластины используются не только для резки чугуна, но и для изготовления бурильных инструментов. Пластинки из победита напаиваются на бурильное оборудование при помощи меди.

Распространенность вольфрама в природе

Этот металл очень мало распространен в окружающей среде. После всех элементов он занимает 57-е место и содержится в виде кларка вольфрама. Также металл образует минералы – шеелит и вольфрамит. Вольфрам мигрирует в подземные воды либо в виде собственного иона, либо в виде всевозможных соединений. Но его наибольшая концентрация в подземных водах ничтожно мала. Она составляет сотые доли мг/л и практически не меняет их химические свойства. Вольфрам также может попадать в природные водоемы из стоков заводов и фабрик.

Влияние на человеческий организм

Вольфрам практически не поступает в организм с водой или пищей. Может существовать опасность вдыхания вольфрамовых частиц 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.

Запасы вольфрама в различных странах

Самые большие ресурсы вольфрама находятся в России, Канаде и Китае. По прогнозам ученых, на отечественных территориях располагается около 943 тысяч тонн этого металла. Если верить этим оценкам, то подавляющая часть запасов расположена в Южной Сибири и на Дальнем Востоке. Очень незначительной является доля разведанных ресурсов – она составляет всего лишь порядка 7 %.

По количеству разведанных залежей вольфрама Россия уступает лишь Китаю. Большая их часть расположена в районах Кабардино-Балкарии и Бурятии. Но в этих месторождениях добывается не чистый вольфрам, а его руды, содержащие также молибден, золото, висмут, теллур, скандий и другие вещества. Две трети получаемых объемов вольфрама из разведанных источников заключены в труднообогатимых рудах, где главным вольфрамосодержащим минералом является шеелит. На долю легкообогатимых руд приходится всего лишь треть всей добычи. Характеристики вольфрама, добываемого на территории России, ниже, чем за рубежом. Руды содержат большой процент триоксида вольфрама. В России очень мало россыпных месторождений металла. Вольфрамовые пески также являются низкокачественными, с большим количеством оксидов.

Вольфрам в экономике

Глобальное производство вольфрама начало свой рост примерно с 2009 года, когда стала восстанавливаться азиатская промышленность. Крупнейшим производителем вольфрама остается Китай. Например, в 2013 году на долю производства этой страны приходился 81 % от мирового предложения. Около 12 % спроса на вольфрам связано с производством осветительных приборов. По прогнозам экспертов, использование вольфрама в этой сфере будет сокращаться на фоне применения светодиодных и люминесцентных ламп как в бытовых условиях, так и на производстве.

Считается, что будет расти спрос на вольфрам в сфере производства электронной техники. Высокая износостойкость вольфрама и его способность выдерживать электричество делают этот металл наиболее подходящим для производства регуляторов напряжения. Однако по объему этот спрос пока остается довольно незначительным, и считается, что к 2018 году он вырастет лишь на 2 %. Однако согласно прогнозам ученых, в ближайшее время должен произойти рост спроса на цементированный карбид. Это связано с ростом автомобильного производства в США, Китае, Европе, а также увеличением горнодобывающей промышленности. Считается, что к 2018 году спрос на вольфрам увеличится на 3,6 %.

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.

Где применяется вольфрам высокой плотности? Классификация сплавов.

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

Высокая плотность – огромное преимущество вольфрама среди других металлов.

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

Коллиматоры из вольфрама в хирургии.

  • 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.

ВНЖ, ВНМ, ВД

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.

 

Прием вольфрама по лучшей цене за кг в Москве [наш приезд]

&nbsp&nbsp&nbsp +&nbspУслуга вывоза

Купим вольфрам дорого

Вольфрам – редкоземельный металл, который добывается из горной руды в небольших количествах. Этот химический компонент является самым тугоплавким и отлично переносит агрессивное воздействие окружающей среды, поэтому широко используется в производстве различной продукции. Ограниченное количество металла и высокая ценность на рынке делают лом вольфрама одним из самых востребованных и дорогих сырьевых материалов вторичной переработки. Прием вольфрама в Москве осуществляется по стандартной схеме, но работают с такой продукцией далеко не все компании-переработчики. 

Сколько стоит кг лома вольфрама

Цветмет в скупке исполняет роль дополнительного источника ценных сплавов, которые поддаются переплавке. Если у вас накопились отработанные металлические изделия, можно сдать их в качестве металлолома, стоимость определяется качеством при скупке.

Цена приема за 1 кг вольфрама намного превышает стоимость чермета и цветмета, так как данный металл присутствует в изделиях в минимальном количестве. Окончательную цену приема определяют несколько факторов. Первый – категория вторсырья.

  • Военный металлолом. Различные детали военной техники содержат вольфрам в небольшом количестве, но именно такое сырье принимается по самой высокой цене.
  • Отходы производства. Стружка или кусковой металл также принимаются по высокой стоимости, так как содержат минимальный процент засора.
  • Бытовой металлолом. Сплав используется для изготовления различных деталей оборудования, поэтому старые бытовые изделия также можно сдать в пункт приема.

Реальные цены

* Мы не публикуем рекламных (завышенных) расценок. Только реальная стоимость покупки!

Мы готовы принять металлолом с вывозом и без по лучшей цене на сегодня. Убедитесь в этом с помощью нашего калькулятора или ознакомьтесь с нашим прайс-листом.

* Расчет на калькуляторе ведется по актуальным ценам, но на окончательную стоимость лома могут влиять некоторые факторы, которые можно уточнить в телефонном режиме.

 

● В Интерлом всегда можно продать выгодно!

● Предлагаем сдать за наличные!

Вольфрам – редкоземельный металл, который добывается из горной руды в небольших количествах. Этот химический компонент является самым тугоплавким и отлично переносит агрессивное воздействие окружающей среды, поэтому широко используется в производстве различной продукции. Ограниченное количество металла и высокая ценность на рынке делают лом вольфрама одним из самых востребованных и дорогих сырьевых материалов вторичной переработки. Прием вольфрама в Москве осуществляется по стандартной схеме, но работают с такой продукцией далеко не все компании-переработчики. 

Сколько стоит кг лома вольфрама

Цветмет в скупке исполняет роль дополнительного источника ценных сплавов, которые поддаются переплавке. Если у вас накопились отработанные металлические изделия, можно сдать их в качестве металлолома, стоимость определяется качеством при скупке.

Цена приема за 1 кг вольфрама намного превышает стоимость чермета и цветмета, так как данный металл присутствует в изделиях в минимальном количестве. Окончательную цену приема определяют несколько факторов. Первый – категория вторсырья.

  • Военный металлолом. Различные детали военной техники содержат вольфрам в небольшом количестве, но именно такое сырье принимается по самой высокой цене.
  • Отходы производства. Стружка или кусковой металл также принимаются по высокой стоимости, так как содержат минимальный процент засора.
  • Бытовой металлолом. Сплав используется для изготовления различных деталей оборудования, поэтому старые бытовые изделия также можно сдать в пункт приема.

Где взять лом вольфрама

Пункт приема цветных металлов не ставит жестких рамок по категории изделий, которые можно сдать в качестве вторсырья. Однако вольфрам относится к числу соединений, которые используются для изготовления немногочисленных деталей. Ценный сплав содержится в следующих изделиях:

  • нити накаливания в лампочках;
  • электроды для аргонно-дуговой сварки;
  • металлические тигли;
  • детали рентгеновских аппаратов;
  • обмотка электрооборудования.

Если вас интересует, где можно дорого сдать лом вольфрама, рекомендуем обратиться в нашу компанию. Мы работаем со всеми видами сырья и выкупаем металлолом любого типа, а постоянных клиентов ждут индивидуальные условия сотрудничества. 

Условия приема

Помимо категории, в скупке обращают внимание на:

  • степень отжига – при длительном воздействии высоких температур вольфрам теряет часть своих качеств, и его цена снижается;
  • толщину металла – должна быть не менее 1 мм;
  • содержание чистого соединения – не менее 99%.

Вы можете узнать заранее, сколько стоит лом сегодня, но окончательные расценки станут известны только после проведения визуального осмотра при приеме. Мы используем точные химические анализаторы, современное весовое оборудование и осуществляем вывоз сырья с территории клиента.

Где дорого сдать в Москве

Решение сдать вольфрам по цене за кг в скупку «Интерлом» может стать началом выгодного сотрудничества. Мы принимаем лом вольфрама по всему городу и предлагаем воспользоваться услугами комплексного приема. В этом случае вы сможете сдать любое количество сырья с минимальными затратами, так как все работы по подготовке и вывозу осуществляются сотрудниками нашей компании. Оплата производится сразу после приема, а установленные расценки можно смело назвать самыми высокими по региону.

Наши преимущества

01

Принимаем металлолом по лучшим ценам в городе. Индивидуальные цены от 1 тонны лома

02

Предоставляем полный пакет документов после сделки

03

Принимаем любой объем сырья

04

Мгновенно оплачиваем, предлагаем наличный и безналичный расчет

05

Осуществляем скупку без выходных, круглосуточно по всем районам Москвы и области

Услуга вывоза от Интерлом

Мы принимаем лом цветных и чёрных металлов с бесплатным вывозом в Москве и Московской области. В наличии свой автопарк со всей необходимой техникой, благодаря которой мы можем вывезти любой объём металлолома.

Узнать подробнее

Лицензии

Лицензия на демонтаж, прием и заготовку цветного металла и черного металлолома в Москве

Метаторг – цены на вольфрам на складе в Москве.

Вольфрам и его особенности

Вольфрам – это металл, которому характерны особая тяжесть, твердость и тугоплавкость. Его температура плавления составляет 3380°C, а кипения – 5900°C, при этом скорость испарения остается малой, даже при нагреве до 2000°C. Вольфрам обладает высоким приделом прочности на разрыв и отличной коррозионной стойкостью. Чаще всего, его применяют в качестве легирующей добавки при создании высокопрочных сплавов. Удельное электрическое сопротивление вольфрама в нормальных условиях составляет 55×10-9 Ом×м. Металл устойчив к воздействию кислот. В нагретом состоянии (до 1600°C) поддается обработке.

Недостатком вольфрама является его склонность к ломкости при низких температурах. Также, к свойствам, которые сокращают его область применения, относится большая плотность. Вольфрам при невысоких температурах не устойчив к окислению.

Ассортимент продукции из вольфрама

Вольфрамовые прутки.

Данный тип продукции из вольфрама является наиболее распространенным. Получают его из штабиков, которые подвергаются ковке в нагретом состоянии.

Ковка осуществляется в несколько этапов, количество которых зависит от заданного диаметра прутка. Температура нагрева штабика зависит от марки данной продукции, например, для марок ВТ, ВЛ, ВИ она выше, чем для ВА и ВЧ.

В качестве заготовки для получения прутка, могут использоваться и вольфрамовые слитки, полученные в процессе плавки. Применяя их, горячую ковку не проводят, в связи с тем, что структура металла крупнокристаллическая и при проведении данного процесса это чревато образованием трещин и разрушением. При получении вольфрамовых прутков из слитков, последний дважды подвергается горячему прессованию при температуре 1800-1900 °С и при 1350-1500 °С. Только после этого осуществляют горячую ковку заготовки.

Вольфрамовые прутки широко применяются в промышленности, чаще всего в качестве неплавящихся сварочных электродов (марка ВТ, ВИ, ВЛ) и нагревателей, которые работают в среде вакуума, водорода и инертного газа (марка ВА, ВР, МИ). Данное изделие может применяться в качестве катода радиолам, электронных и газоразрядных приборов.

Вольфрамовые электроды.

С их помощью сваривают цветные металлы и их сплавы, высоколегированные стали. Используют вольфрамовые неплавящиеся электроды с присадочной проволокой. Применяя данную продукцию, сваривают даже детали с разным химическим составом, при этом сварной шов имеет повышенную прочность.

Вольфрамовые электроды используют в процессе сварки в среде аргона. За счет их применения сварной шов получается качественным. Такие электроды могут быть получены, как с чистого вольфрама, так и из его сплавов. Наличие присадок положительно влияет на качество процесса. Например, электрод из чистого вольфрама ЭВЧ имеет низкую зажигаемость дуги, а вот если в сплав добавлен цирконий, то она повышается. Торирование, также, улучшает данное свойство и, к тому же, положительно влияет на срок службы такого металлопроката (электроды марки ЭВТ-15). Добавка иттрия позволяет использовать вольфрамовые электроды в токовых средах, как с дугой переменного, так и постоянного тока (электроды марки ЭВИ-1, ЭВИ-2, ЭВИ-3).

Производство вольфрамовых электродов осуществляется в соответствии с ГОСТ 23949-80. Вольфрамовая проволока. Это наиболее распространенный вид продукции из вольфрама. В качестве заготовок для её производства используют вольфрамовые прутки 2,75 мм в диаметре. Получают проволоку способом волочения, подвергая нагреву газовой горелкой или электрическим нагревателем. Заготовка, вместе с фильерой, в начале нагревается до температуры 1000 °С, а в конце до 400-600 °С.

Если диаметр вольфрамовой проволоки до 1,26 мм, то для её волочения применяют прямолинейный цепной волочильный стан, если его значение находится в приделах от 1,25 до 0,5 мм – блочный стан, если оно составляет от 0,5 до 0,25 мм – машина однократного волочения.

Подвергаясь ковке и волочению, кристаллы металла разрушаются и вытягиваются вдоль оси, структура преобразовывается в волокнистую. Благодаря чему обеспечивается повышенная прочность вольфрамовой проволоки.

После волочения поверхность вольфрамовой проволоки очищают от графитовой смазки, подвергая изделие отжигу, химическому или электролитическому травлению, электролитической полировке. Последний метод положительно влияет на его механическую прочность (увеличивает на 20-25%). Из вольфрамовой проволоки изготавливают элементы сопротивления нагревательных печей, которые работают в среде вакуума, водорода, инертного газа и их рабочая температура достигает 3000 °С. Также, из неё производят термопары (сплав марки ВР 5/20).

Производится вольфрамовая проволока в соответствии с ГОСТ 18903-73.

Вольфрамовый порошок.

Данный продукт в чистом виде – исходное сырье для компактного вольфрама. Порошковый карбид-вольфрам – это легирующая добавка, которая применяется при производстве твердых сплавов.

В зависимости от величины частиц, набора зерен и других параметров определяют назначение вольфрамовых порошков.

Содержит вольфрамовый порошок примеси кислорода (от 0,05% до 0,3%) и металлические примеси, доля которых незначительна. В его состав входят присадки металлов (алюминия, тория, лантана и других), которые положительно влияют на его конечные свойства.

Вольфрамовые листы, ленты, фольга, пластины.

Этот плоский металлопрокат получают методом плоской ковки и проката. Заготовкой является вольфрамовый штабик, размеры которого могут быть различными. Сначала вольфрамовый штабик подвергают ковке пневмомолотом в разогретом состоянии до 1500-1700 °С, в ходе процесса температура снижается до 1200-1300 °С. Операция заканчивается, когда толщина поковки составляет 8-10 мм (штабик сечением 25×25 мм) или 4-5 мм (штабик сечением 12×12 мм).

Затем полученную поковку прокатывают на прокатном стане, предварительно подогревая её до 1300-1400 °С. В ходе процесса температуру снижают до 1000-1200 °С. Таким способом получают сортовой металлопрокат из вольфрама толщиной до 0,6 мм. Если этот параметр необходимо уменьшить – проводят холодную прокатку. Тонкий лист толщиной до 0,125 мм и фольгу толщиной 0,02-0,03 мм из вольфрама, также, можно получить. Для этого применяют прокатку в пакетах, которые состоят из вольфрамовых лент (внутренний слой) и молибденовых пластин (наружный слой).

Также, для производства вольфрамовых листов, ленты и пластин, могут использоваться слитки из вольфрама, полученные методом плавки. Такие заготовки подвергаются предварительному прессованию, а затем деформированию на двухвалковых прессах.

Применяется данный сортовой металлопрокат из вольфрама при высоких температурах, за счет его высоких жаропрочностных характеристик. Вольфрамовый лист используется при изготовлении оснастки высокотемпературных печей, а, также, в качестве экрана в ядерной энергетике, который способен ослабить поток радиоактивного излучения. Вольфрамовые пластины применяют в процессе металлизации полупроводников в интегральных микросхемах.

Сортовой металлопрокат из вольфрама нашел свое применение в радиоэлектронике, машиностроении и во многих сферах промышленности.

Вольфрам (Вт) История элемента

История элемента — краткий обзор

Вольфрам — тяжелый металлический элемент , член третьей группы переходных металлов. Он имеет символ W , его атомный номер равен 74 , а его атомный вес равен 183,85 . Название происходит от шведского tung sten, что означает «тяжелый камень». Вольфрам также известен как wolfram , от WOLFRAMITE, минерала, из которого этот элемент был впервые обнаружен английским химиком Peter Woulfe в 1779 году.Металл был впервые выделен в 1783 году испанскими учеными Хосе и Фаусто д’Эльуяр путем восстановления с помощью древесного угля вольфрамовой кислоты, содержащейся в вольфрамите.

Вольфрам встречается в основном в минералах шеелите , вольфрамите , гюбнерите и ферберите . В Соединенных Штатах эти минералы наиболее заметны в Калифорнии и Колорадо. В других местах они встречаются в Китае, Бурятской республике России, Казахстане, Южной Корее, Боливии и Португалии.Металл получают в промышленных масштабах восстановлением оксида вольфрама водородом или углеродом. Чистый металл имеет цвет от серо-стального до оловянно-белого цвета. Его физические свойства включают самую высокую температуру плавления среди всех металлов, 3410 градусов C (6170 градусов F) , температуру кипения 5660 градусов C (10220 градусов F) и плотность 19,3 г/куб см .

Чистый вольфрам Металл легко поддается ковке, формованию, волочению и экструзии, тогда как в нечистом состоянии он хрупок и с трудом поддается обработке.Вольфрам окисляется на воздухе, особенно при более высоких температурах, но он устойчив к коррозии и лишь слегка подвергается воздействию большинства минеральных кислот. В соответствии с другими переходными элементами , он отображает диапазон степеней окисления : 0, +1, +2, +3, +4, +5 и +6. Это объясняет множество сложных ионов и координационных комплексов, в которых можно найти вольфрам. Неизвестно, что вольфрам имеет какое-либо биологическое значение.

Поскольку тепло заставляет вольфрам расширяться примерно с той же скоростью, что и стекло, металл широко используется для изготовления уплотнений стекло-металл.Вольфрам или его сплавы используются для нитей накала электрических ламп, электронных и телевизионных ламп, электрических контактных точек для автомобильных распределителей, нагревательных элементов для электрических печей, а также для космических, ракетных и высокотемпературных применений.

Карбид вольфрама является важным соединением в металлообрабатывающей, горнодобывающей и нефтяной промышленности. Такие сплавы, как быстрорежущая сталь, кристит и стеллит, используемые в быстрорежущих инструментах, содержат вольфрам. Другими важными соединениями вольфрама являются вольфраматы кальция и магния, которые используются в люминесцентном освещении, и дисульфид вольфрама, который используется в качестве высокотемпературной смазки при температурах до 500°С.Соединения вольфрама также находят применение в химической, лакокрасочной и кожевенной промышленности.

. . .

Библиография и ссылки:

  • Беус, А.А., изд. Геология вольфрама (1986)
  • Коттон, Ф. А., и Уилкинсон, Г., Усовершенствованная неорганическая химия, 5-е изд. (1988)
  • Элвелл, В.Т., и Вуд, Д.Ф., Аналитическая химия молибдена и вольфрама (1971)
  • Харрис, П.М., и Хамфрис, Д.С., Вольфрам (1984)
  • Йих, С.Х. и Ван Т.С., Вольфрам (1979)

. . .

Дополнительные ресурсы:

Подробная история: вольфрам и вольфрамовая проволока

Для чего используется вольфрам?

Изделия из вольфрама

. . .

Не стесняйтесь позвонить нам по телефону 1-800-626-0226 или заполнить нашу контактную форму, если у вас есть конкретные вопросы о заявке.

Вещи, сделанные из вольфрама

Вольфрам — стальной серый тяжелый металл — химический символ «W», атомный номер 74 и атомный вес 183.85. Он был выделен в 1783 г. и первоначально назывался вольфрамом. Он твердый и плотный, с самой высокой температурой плавления среди всех металлов (3422 градуса по Цельсию или 6192 градуса по Фаренгейту) и самой высокой прочностью на растяжение среди всех металлов при температуре выше 1650 градусов по Цельсию (3000 градусов по Фаренгейту). Эти свойства являются причиной большинства коммерческих применений вольфрама.

Чистый вольфрам

Нить накала ламп накаливания изготовлена ​​из чистого вольфрама. Вольфрам также входит в состав нити накала люминесцентных ламп и нити накала электронно-лучевых трубок.Эти приложения требуют большой прочности на растяжение при очень высоких температурах. Проволока накаливания представляет собой самое широкое применение вольфрама. Из чистого вольфрама также изготавливают нагревательные элементы для электрических печей, используемых на плавильных и литейных заводах. Чистый вольфрам также образует мишень для электронного пучка в вакуумных трубках, производящих рентгеновские лучи для медицинских и промышленных изображений. Чистый металл также используется для бессвинцовых рыболовных грузов, бессвинцовых пуль для дробовика, сварочных стержней и высокотехнологичных утяжеленных дротиков, используемых для спортивных соревнований.

Карбид вольфрама

Большинство изделий из вольфрама на самом деле изготавливаются из вольфрамовых сплавов, представляющих собой смеси вольфрама с другими металлами. Например, сплав вольфрама с углеродом образует невероятно твердый карбид вольфрама. Этот материал используется в клюшках для гольфа, сверлах, шлифовальных заусенцах, токарных станках, пилах, отрезных кругах, фрезах, плашках для протяжки проволоки, насадках для гидроабразивной резки и бронебойных артиллерийских снарядах. Он также используется для изготовления украшений, в основном колец. Карбид вольфрама может иметь текстурированную отделку или блестящую серебристую полировку.Поскольку карбид вольфрама очень твердый, покрытие устойчиво к вмятинам, царапинам и истиранию. Он почти такой же тяжелый, как золото, поэтому кольца из карбида вольфрама имеют приятный «вес» при ношении.

Прочие сплавы вольфрама

Вольфрам сплавляют с различными комбинациями железа, меди, никеля, кобальта и/или молибдена. Наиболее распространенные сплавы металлического вольфрама содержат 90-95% вольфрама с никелем и железом. Добавление кобальта в сплав повышает прочность и пластичность. Замена железа кобальтом значительно повышает износостойкость.Замена никель-железо медью дает прочный износостойкий сплав с хорошей электропроводностью. Добавление молибдена в смесь никеля и железа повышает прочность, но снижает пластичность. Все металлические сплавы вольфрама очень плотные.

Изделия из вольфрамовых сплавов

Металлические вольфрамовые сплавы примерно так же эффективны для блокирования излучения, как и свинец, с тем преимуществом, что они нетоксичны. Вольфрамовые сплавы используются для изготовления радиационных экранов и контейнеров для радиоактивных материалов, используемых в некоторых устройствах медицинской визуализации.Вольфрамовые сплавы также используются для уравновешивания грузов в дисководах компьютеров и гоночных автомобилях, инерционных демпферах для рулей самолетов, осколочных артиллерийских снарядов, противобункерных бомб, бетонобойных пуль и износостойких контактов электрических переключателей в высоковольтном оборудовании.

Все, что вам нужно знать о вольфраме — Axiom Foods

[ppb]). Очень мелкие пылевые частицы вольфрама, находящиеся в воздухе, выпадают на поверхностные воды, поверхности растений и почву либо сами по себе, либо при выпадении дождя или снега.Эти частицы вольфрама в конечном итоге перерабатываются обратно в почву или на дно озер, рек и прудов, где они остаются и смешиваются с уже находящимся там вольфрамом.

Вольфрам в воде образуется главным образом в результате растворения вольфрама в горных породах и почве, по которым течет вода. Вольфрам не обнаружен в подавляющем большинстве поверхностных и подземных вод США. Некоторыми исключениями являются районы вблизи шахт и природных месторождений, а также округ Черчилль (город Фаллон) в штате Невада, где в муниципальных водах и подземных водах был обнаружен вольфрам.Лишь очень небольшая часть вольфрама в воде образуется в результате осаждения пыли из воздуха. Большинство вольфрамовых продуктов антропогенного происхождения, которые попадают в водные пути, образуются в результате промышленных сбросов сточных вод. Вольфрам в воде может быть в растворимой или нерастворимой форме. Нерастворимый в воде вольфрам может оседать на дно, где попадает в осадок. Однако некоторые нерастворимые соединения вольфрама могут оставаться во взвешенном состоянии в океанской воде в течение многих лет, и для их оседания на дно требуется до 1000 лет.

Вольфрам встречается в природе в почве в виде минерала или компонента почвы. Он встречается в количествах, которые варьируются в широком диапазоне от менее 1 до 83 тысячных грамма на килограмм почвы. Другими словами, концентрация вольфрама в почве колеблется от 1 до 83 частей на миллион (частей на миллион) по весу. Утилизация угольной золы, золы мусоросжигательных заводов и промышленных отходов может увеличить количество вольфрама в почве. Часть вольфрама в почве не растворяется в воде, а остается связанной и вряд ли продвинется вглубь земли и попадет в грунтовые воды.Оставшаяся растворимая часть может перемещаться глубже в землю и попадать в грунтовые воды, если pH выше 7. В окружающей среде химические реакции могут переводить водорастворимые соединения вольфрама в нерастворимые формы. В некоторых случаях водонерастворимые соединения вольфрама могут переходить в растворимые формы. В целом воздействие водорастворимых соединений вольфрама в окружающей среде представляет большую угрозу для здоровья человека, чем нерастворимые в воде формы.

Как вольфрам может повлиять на мое здоровье?
Ученые используют множество тестов, чтобы защитить население от вредного воздействия токсичных химических веществ и найти способы лечения пострадавших.

Один из способов узнать, вредит ли химическое вещество людям, — определить, как организм поглощает, использует и высвобождает химическое вещество. Для некоторых химических веществ могут потребоваться испытания на животных. Тестирование на животных также может помочь выявить такие последствия для здоровья, как рак или врожденные дефекты. Без лабораторных животных ученые потеряли бы основной метод получения информации, необходимой для принятия мудрых решений, которые защищают здоровье населения. Ученые обязаны относиться к исследовательским животным с заботой и сочувствием.Ученые должны соблюдать строгие правила ухода за животными, потому что законы сегодня защищают благополучие исследовательских животных.

Маловероятно, что вы испытаете какие-либо последствия для здоровья, связанные с воздействием вольфрама или соединений вольфрама. Соединения вольфрама вызывают проблемы с дыханием и изменяют поведение у некоторых животных, получающих очень большие количества соединений вольфрама, но вы вряд ли подвергнетесь воздействию такого количества вольфрама, которое содержится в воздухе, которым вы дышите, или в пище или воде, которую вы принимаете в свой организм, что могло бы быть опасным. достаточно большой, чтобы вызвать аналогичные эффекты.Если вы рабочий, который вдохнул пыль тяжелых металлов вольфрама, ваше воздействие поможет определить, могут ли возникнуть последствия для здоровья, подобные тем, которые наблюдаются у животных.

Как вольфрам может войти и выйти из моего тела?
Вольфрам может попасть в ваш организм с пищей, которую вы едите, или с водой, которую вы пьете, с воздухом, которым вы дышите, или при контакте с кожей. Когда вы едите, пьете, дышите или прикасаетесь к предметам, содержащим соединения вольфрама, которые легко растворяются в воде, вольфрам попадает в вашу кровь и разносится по всем частям вашего тела.Большая часть вольфрама, попадающего в кровь, быстро выводится из организма с мочой. Когда вы едите или пьете продукты, содержащие вольфрам, большая часть вольфрама проходит через пищеварительную систему и выводится из организма с фекалиями. Когда вы вдыхаете воздух, содержащий вольфрам, часть вольфрама быстро попадает в кровоток из легких, а часть вольфрама выводится из легких со слизью, которую либо проглатывают, либо выплевывают. Когда вы проглатываете вольфрам, который сначала попал в ваши легкие, он проходит через вашу пищеварительную систему, как если бы вы его съели.Некоторые из них попадают в кровь из пищеварительной системы, а некоторые выводятся с фекалиями. Небольшая часть вольфрама, попадая в кровь, может некоторое время находиться в костях, ногтях или волосах. Часть этого вольфрама медленно выводится из организма с мочой и фекалиями.

Как вольфрам может повлиять на детей?
(В этом разделе обсуждаются возможные последствия для здоровья человека в результате воздействия в период от зачатия до достижения зрелости в возрасте 18 лет.)

Дети могут быть затронуты так же, как и взрослые.Было показано, что у взрослых животных очень большие количества соединений вольфрама вызывают проблемы с дыханием и изменения в поведении. Однако маловероятно, что дети будут подвергаться воздействию вольфрама в воздухе, которым они дышат, или в пище или воде, которые они потребляют, в количествах, достаточно больших, чтобы вызвать эффекты, подобные тем, которые наблюдались у животных. Исследования на животных показали, что вольфрам в крови беременной матери может попасть в кровь плода в утробе матери. Исследования на молочных коровах показали, что вольфрам также может попадать в молоко.Нет информации, позволяющей предположить, что эффекты, наблюдаемые у животных, не могут наблюдаться у людей. Мы не знаем, могут ли нерожденные младенцы, младенцы и дети отличаться от взрослых своей восприимчивостью к последствиям для здоровья от воздействия вольфрама или соединений вольфрама.

Ссылка: Токсикологический профиль вольфрама, Министерство здравоохранения и социальных служб США, Служба общественного здравоохранения. Агентство регистрации токсичных веществ и заболеваний.

Использование, свойства и интересные факты

Что такое вольфрам?

Вольфрам — это переходный металл, имеющий блестящий серебристо-серый цвет.Чистый вольфрам хрупок, но тверд. Он имеет множество применений, включая освещение, улучшенные сплавы, ювелирные изделия и медицинские исследования.

 

Место вольфрама в периодической таблице

Вольфрам является переходным металлом группы 6 и периода 6. Переходные металлы относятся к группам с 3 по 12 периодической таблицы и имеют частично заполненные d-орбитали. В природе вольфрам встречается редко, но существует в соединениях с другими элементами. Как вы можете видеть в периодической таблице, символ вольфрама не является производным от его названия.W происходит от названия минерала, в котором он может быть найден: вольфрамит.

 

 

  • Атомный номер: 74
  • Атомный радиус: 139 пикометров
  • Атомная масса: 183,84
  • Обозначение: W
  • Группа: 6
  • Период: 6
  • Количество протонов: 74
  • Количество электронов: 74
  • Количество нейтронов: ~110
  • Количество изотопов: 5 естественных изотопов

 

Свойства вольфрама

Вольфрам хорошо известен тем, что имеет самые высокие температуры плавления и кипения среди всех открытых до сих пор элементов.Его плотность также очень стабильна при этих температурах, поэтому он не расширяется и не сжимается при нагревании или охлаждении. Он не реагирует легко с кислородом, кислотами или основаниями. Он стабилен в широком диапазоне температур и образует на своей поверхности тонкую пленку оксидов вольфрама в виде тусклости. Вольфрам является хорошим проводником тепла и электричества. Он существует в природе в виде оксидов и встречается с железом, магнием и кальцием. Это единственный переходный металл, который, как известно, имеет биологическую функцию. Он используется некоторыми бактериями в качестве фактора, необходимого для метаболизма.Хотя он не сразу токсичен, он был связан с раком у людей.

Физические свойства

Вольфрам тверд при комнатной температуре и имеет такую ​​же плотность, как золото. Он плавится при температуре 3422°C, что близко к температуре плавления алмазов. Алмазы состоят из чистого углерода, но на самом деле не имеют реальной температуры плавления. Это потому, что при этой температуре алмазы возгоняются, что является фазовым переходом твердого тела в газ. Следовательно, вольфрам имеет самую высокую температуру плавления среди всех элементов.Он испаряется при температуре 5930°C – горячее, чем поверхность Солнца!

  • Точка плавления : 3422°C.
  • Температура кипения: 5930°C.
  • Плотность твердого вольфрама: 3 г см -3 .
  • Фаза при комнатной температуре: твердая

Химические свойства

Вольфрам имеет два валентных электрона и 4 электрона на своей 5d-орбитали. Он наиболее стабилен, когда эти электроны разделены с другим элементом, поэтому он чаще всего существует в степени окисления +6.Вольфрам обладает высокой устойчивостью к окислению и реакциям с кислотами и основаниями. Поэтому в природе он образует ограниченное количество соединений.

 

 

 

 

  • Степени окисления : -4, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6
  • Удельная теплоемкость : 196 Дж кг -1 К -1
  • Электроотрицательность : 1,17 (шкала Полинга)
  • Теплота плавления : 62 кДж моль -1
  • Теплота парообразования : 192 кДж моль -1
  • Электронная конфигурация: [Xe] 4f 14 5d 4 6s2

 

Изотопы

В природе существует пять изотопов вольфрама: Вольфрам-180 (распространенность = 0.12%), -182 (26,5%), -183 (14,31%), -184 (30,64%), -186 (28,43%). Вольфрам-180 слегка радиоактивен, но в остальном стабилен с периодом полураспада в тысячи миллиардов лет. В лабораториях создано 33 искусственных изотопа в диапазоне от вольфрама-157 до вольфрама-194. Они имеют период полураспада от нескольких дней до микросекунд. Продукты их распада включают элементы гафний (Hf), тантал (Ta) и рений (Re). Вольфрам-180 используется для создания вольфрама-181 с помощью нейтронной бомбардировки. Вольфрам-181 используется в лучевой терапии.

 

Сплавы и аллотропы

Сплавы вольфрама известны своей прочностью и термостойкостью. Карбид вольфрама тверже стали. Сталь – это сплав железа и углерода. Вольфрам можно добавить в сталь, чтобы получить более твердую сталь, известную как быстрорежущая сталь. Металл Мэллори представляет собой сплав вольфрама и железа, который имеет вдвое большую плотность, чем стандартная сталь.

 

Соединения вольфрама

Многоатомные ионы — это ионы, содержащие более одного атома.Например, Na + – одноатомный ион, а NO 3 (нитрат) – многоатомный ион. В природе вольфрам может образовывать многоатомные ионы в виде оксидов вольфрама в сложной структуре решетки с фосфатом или силикатом. Одним из примеров является анион фосфовольфрамата, который используется в производстве красителей для тканей. Оксид вольфрама (IV) используется для огнеупорной ткани. Оксид вольфрама (III) используется в материалах покрытий для поглощения инфракрасного света.

 

Интересные факты о вольфраме

  • Твердые вольфрамовые сплавы используются в ракетах для пробития бронированной военной техники.
  • Благодаря своей высокой плотности вольфрам используется для создания балластов меньшего размера. Балласты — это тяжелые материалы, которые используются для повышения устойчивости движущихся объектов, таких как гоночные автомобили, парусные лодки и коммерческие самолеты.
  • Поскольку плотность вольфрама аналогична золоту, поддельные золотые слитки изготавливаются путем покрытия вольфрамовых слитков небольшим слоем золота. Ювелирные изделия из вольфрама также могут быть покрыты золотом для создания поддельных украшений.

 

Наличие и распространенность вольфрама

Вольфрам чаще всего встречается в минерале под названием вольфрамит.Вольфрамит содержит оксид вольфрама, железо и марганец. Ежегодно из его минеральных источников производятся десятки тысяч тонн вольфрама. Вольфрам составляет 0,00011 % земной коры и 5×10-8 % Вселенной. Он производится в виде порошка, потому что его высокая температура плавления делает слишком дорогим его плавление в формах. Китай является крупнейшим производителем вольфрама, но вольфрамовые рудники есть по всему миру. Вольфрам известен как конфликтный минерал из-за неэтичных методов добычи, которые финансировали войну в Демократической Республике Конго.

 

Использование вольфрама

Наиболее известные способы использования в целом

Карбид вольфрама используется для изготовления металлических вольфрамовых колец для ювелирной торговли. Добавление никеля делает украшения более блестящими или блестящими. Поскольку вольфрамовые кольца очень твердые, они устойчивы к царапинам от повседневного износа. Вольфрам также полезен в ювелирных изделиях, потому что он гипоаллергенен. Оксиды вольфрама, известные как вольфраматы, используются для керамических глазурей. Вольфраматы кальция и магния используются в люминесцентных лампах.Режущие инструменты могут быть изготовлены из быстрорежущей стали, содержащей вольфрам, для резки твердых металлов.

Наиболее известные применения в науке

Вольфрам используется в качестве акцептора электронов рентгеновского излучения. Поэтому он используется в радиационных экранах для защиты людей от образцов радиоактивного материала. Он также используется в электронных телескопах на космических кораблях, которые обнаруживают космические лучи от Солнца.

 

Открытие вольфрама

Карл Вильгельм Шееле открыл вольфрамовую кислоту в 1781 году и предположил, что это соединение может состоять из нового элемента.В то время вольфрамовая кислота использовалась для окрашивания тканей. Два брата из Испании, Хосе и Фаусто Эльхуайер, провели реакцию углерода с вольфрамовой кислотой, чтобы выделить вольфрам. Они назвали его вольфрамом в честь основного минерала вольфрама, вольфрамита.

 

Вольфрам будущего

Полианионы вольфрама изучаются на предмет их использования в качестве противораковых препаратов, подавляющих рост опухолей. Также было показано, что они нарушают накопление белков в мозге, вызывающих болезнь Альцгеймера. Они также используются при разработке альтернатив токсичному отбеливанию на основе хлора для производства бумаги.

Тайная жизнь предметов повседневного обихода: вольфрамовый металл в вашем доме

Вольфрам — один из самых прочных и универсальных металлов на земле. Благодаря своей устойчивости к экстремальным температурам и хорошей теплопроводности он находит применение во многих отраслях промышленности, включая аэрокосмическую, обрабатывающую, нефтяную и металлообрабатывающую.

Однако вы также можете найти вольфрамовый металл и вольфрамовую проволоку в предметах повседневного обихода по всему дому. Мы обсудим некоторые из наиболее распространенных изделий из вольфрама, о которых вы, возможно, раньше и не подозревали.

Знакомство с вольфрамовым металлом

Вольфрам — блестящий серебристо-белый металл. Традиционно он использовался в качестве нити накаливания в лампах накаливания. Вольфрам имеет самую высокую температуру плавления среди всех металлов — 3410°C. Его также можно сплавлять с другими металлами для создания суперсплавов, используемых в лопатках турбин, авиационных двигателях, клапанах и поршнях.

Карбид вольфрама, изготовленный путем объединения вольфрама и углеродного порошка, чрезвычайно твердый и незаменимый в таких отраслях, как горнодобывающая, металлообрабатывающая и нефтяная.

Где вы можете найти изделия из вольфрама в вашем доме? Давайте посмотрим на преимущества вольфрамовой проволоки.

1. Лампы

Вольфрам в основном используется в качестве нити накаливания в лампах накаливания. Лампа нагревает провод, вызывая тепловое излучение и свет. Большинство ламп достигают температуры 2000 градусов по Цельсию, что намного ниже температуры плавления вольфрама.

Вольфрам часто комбинируют с другими элементами, такими как йод и галоген.

2. Фены

Спорим, вы не знали, что ваш фен содержит вольфрамовую проволоку? Он используется для выработки тепла и выталкивания горячего воздуха.Есть две группы вольфрамовых проводов, включая нагревательный провод и небольшой вентилятор.

Когда вы включаете фен, нагревательный провод вырабатывает… ну… тепло… а вентилятор выталкивает горячий воздух. Если вы измените настройку на «холодный», вентилятор все равно будет вращаться, но вольфрамовая проволока не нагревается.

3. Ювелирные изделия

Вольфрам становится все более популярным выбором в ювелирном дизайне. Современные обручальные кольца часто содержат вольфрам, что делает их прочными и устойчивыми к царапинам.Большинство колец содержат около 85% вольфрама и 15% никеля или другого металла.

Вы также можете найти вольфрам, используемый в браслетах, ожерельях и украшениях для тела.

4. Карбид вольфрама и другие сплавы

Хотя чистый вольфрам в основном используется в лампочках, его также можно использовать с другими металлами для создания сплавов карбида вольфрама или «суперсплавов». Металлы, которые чаще всего сочетаются с вольфрамом, включают никель, железо, кобальт и медь. Вы найдете эти сплавы в ряде предметов повседневного обихода, включая клюшки для гольфа, токарные станки, пилы, компьютерные дисководы и автомобили.

Продолжайте узнавать об повседневных предметах в вашем доме

В вашем доме есть много предметов повседневного обихода, о которых вы, вероятно, не думаете. Например, вы можете не знать, что один из самых прочных и жаростойких металлов на земле лежит на приставном столике в вашей гостиной. Вы, конечно, никогда не задумывались о том, как на самом деле работает фен.

Металлический вольфрам является секретом многих предметов домашнего обихода, которые вы, вероятно, считаете само собой разумеющимся, от телевизора до компьютера, стоящего на вашем столе.

Не забудьте посетить наш сайт для получения дополнительной информации о вашем доме, бизнесе, деньгах и здоровье.

Вольфрам – обзор | ScienceDirect Topics

4.16.3.1.2 Вольфрам

Вольфрам является еще одним материалом, обращенным к плазме, описанным в главе 4.17, Вольфрам как материал, обращенный к плазме. Как и углерод, он не будет вакуумным барьером. Таким образом, проникновение через вольфрам не приведет к выделению трития непосредственно в окружающую среду. Это может привести к попаданию трития в охлаждающую жидкость через трубки охлаждающей жидкости внутри вольфрамовых облицовочных материалов.Проникновение также повлияет на количество трития в термоядерном устройстве. Вольфрам обладает превосходными тепловыми свойствами с очень высокой температурой плавления 3683 К. Проблема, которую вольфрам представляет для разработчиков токамаков, заключается в вредных потерях излучения, если вольфрам присутствует в плазме. К счастью, энергетический порог распыления ионами водорода достаточно высок, 700 эВ для трития. 52 По этой причине вольфрам будет использоваться преимущественно в области дивертора, где может быть ограничена энергия ударяющих частиц.

Имеется ограниченное количество сообщений о диффузионной способности изотопов водорода в вольфраме. Frauenfelder 53 измерил скорость выделения водорода из насыщенных образцов листового проката при температурах в широком диапазоне 1200–2400 K. Его материалом был вольфрам чистотой 99,95%. Закахров и Шарапов 54 использовали образцы вольфрама чистотой 99,99% в своих методах проникновения для определения коэффициента диффузии водорода в ограниченном диапазоне температур 900–1060 К. В исследовании Benamati et al. 55 эксперименты с использованием вольфрама, содержащего 5% рения, также использовался метод газового проникновения. Эти эксперименты проводились в очень ограниченном диапазоне температур 850–885 K. Зарегистрированные коэффициенты диффузии показаны на рис. 5 . Есть несколько причин, по которым коэффициент диффузии, указанный Frauenfelder 53 , считается наиболее правильным. Первой из этих причин является широкий диапазон температур, в котором проводились эксперименты. Вторая причина заключается в том, что эксперименты проводились при температуре выше той, при которой обычно происходит захват.На Рис. 5 видно, что коэффициент диффузии Захарова 54 довольно хорошо согласуется с коэффициентом Фрауэнфельдера при самых высоких температурах, но падает ниже его значений при более низких температурах, где мог бы происходить захват.

Рис. 5. Коэффициент диффузии водорода в W.

Взято из Frauenfelder, R. J. Vac. науч. Технол. 1969 , 6 , 388–397; Захаров, А. П.; Шарапов В. М. Физико-химическая механика материалов 1973 , 9 , 29–33; Бенамати, Г.; Серра, Э.; Wu, C.H. J. Nucl. Матер. 2000 , 283–287 , 1033–1037.

База данных по растворимости водорода в вольфраме также ограничена. Результаты двух экспериментальных исследований показаны на рис. 6 . В тех же экспериментах, которые использовались для определения коэффициента диффузии, Frauenfelder 53 также измерял растворимость. В диапазоне температур 1100–2400 К образцы насыщали при фиксированных давлениях, а затем нагревали для удаления всего водорода.В более ограниченном диапазоне температур 1900–2400 К Мазаев и др. 56 также изучали растворимость водорода в вольфраме. Согласие с данными Фрауэнфельдера 53 довольно хорошее по величине, но не очень хорошее по кажущейся энергии активации. Как и в случае с его диффузионной способностью, растворимость, указанная Фрауэнфельдером, обычно представляет собой значение, используемое для прогнозирования миграции водорода в вольфраме.

Рисунок 6. Растворимость водорода в W.

Взято из Frauenfelder, R. Дж. Вак. науч. Технол. 1969 , 6 , 388–397; Мазаев, А. А.; Аварбе, Р.Г.; Вилк Ю. Н. Российская Металлургия-Металлургия-СССР 1968 , 6 , 153–158.

Захват водорода в вольфраме изучался несколькими исследовательскими группами. ван Вин и др. 57 использовали бомбардировку протонами с энергией 2 кэВ при изучении связи водорода с пустотами в монокристаллическом вольфраме. Термическая десорбция из образцов с наличием пустот выявила широкий пик выделения при 600–700 К.Было заявлено, что выброс можно моделировать как газ, возвращающийся в раствор из пустот с энергией связи ловушки 96,5–135 кДж моль -1 , контролирующей процесс. Eleveld и van Veen, 58 в аналогичном исследовании использовали более низкий флюенс ионов D + с энергией 30 кэВ в экспериментах по десорбции. В этих образцах, содержащих вакансии, но не имеющих пустот, высвобождение происходило при 500–550 К. Авторы сообщили о значении энергии связи ловушек вакансий в 100 кДж моль -1 .Писарев и др. 59 использовали более низкие флюенсы дейтронов с энергией 7,5 кэВ в образцах вольфрама чистотой 99,94%. Во время термической десорбции пики скорости высвобождения наблюдались при 350, 480, 600 и 750 К. Высвобождение при самой высокой температуре наблюдалось только при самых высоких флюенсах. Гарсия-Росалес и др. 60 использовали имплантацию дейтерия с энергией 100 эВ для изучения скорости захвата и высвобождения изотопов водорода из деформируемого вольфрама и вольфрама с плазменным напылением. В спектрах термодесорбции наблюдаются два широких пика десорбции при 475–612 К и 670–850 К.Моделирование данных о высвобождении показало, что нижний температурный пик контролируется как диффузией, так и захватом при энергии связи 44 кДж моль -1 . Сообщалось, что второй пик высвобождения соответствует захвату дефектов с энергией связи 97 кДж моль -1 . В экспериментах с вольфрамом чистотой 99,99% и вольфрамом с 1% оксидом лантана Causey et al . 61 изучал удержание трития в образцах, подвергшихся воздействию плазмы. Моделирование результатов позволило предположить две ловушки, одну с энергией связи 97 кДж моль -1 , а другую с 204 кДж моль -1 .Плотность захваченного трития в среднем составляла 400–500 ппм. Андерл и др. 62 использовали имплантацию дейтерия в поликристаллический вольфрам для определения корреляции между плотностью дислокаций на стенках ячейки и захватом дейтерия. Отжиг вольфрама при 1673 К уменьшил плотность дислокаций в 7 раз, что впоследствии уменьшило захват дейтерия в аналогичный раз. Энергия связи этих ловушек оценивается в 88–107 кДж моль -1 . В состоянии получения 99.Sze et al. использовали вольфрам чистотой 95%. 63 в экспериментах с интенсивным воздействием дейтериевой плазмы. Воздействие при 400 К привело к образованию пузырей диаметром в десятки микрон. Повышение температуры до 1250 К устранило волдыри. Венхаус и др. 64 использовали фольгу высокой чистоты в экспериментах по изучению влияния температуры отжига на образование пузырей под воздействием дейтериевой плазмы. На неотожженном образце и на образце, отожженном при 1473 К, после воздействия плазмы образовались пузыри.Образец, отожженный при 1273 К, не пузырился. Было множество других сообщений об образовании блистеров на образцах вольфрама, подвергшихся различным формам водородной имплантации. 65–68

Андерл и др. 62 использовали 99,95% вольфрама в 3 кэВ D 3 + ионной имплантации для определения коэффициента скорости рекомбинации. В диапазоне температур 690–825 К коэффициент скорости рекомбинации принимался равным к r = 3.85 × 10 9 exp(-13 500/ T 4 с -1 на моль H 2 . Это выражение показано на рис. 7 , где оно нанесено вместе с выражением, данным моделью Baskes 24 . Можно видеть, что существует очень небольшая корреляция между измеренным значением Андерля и рассчитанным значением Баскеса. Это не совсем необычно. Примеси на поверхности, особенно оксидные слои, могут очень сильно влиять на этот коэффициент.

Рис. 7. Коэффициент скорости рекомбинации водорода в W.

Адаптировано из Baskes, M.I. J. Nucl. Матер. 1980 , 92 , 318–324; Андерл, Р.; Холланд, Д.Ф.; Лонгхерст, Г. Р.; и др. Технология фьюжн. 1991 , 21 , 745–752.

Хотя вольфрам обладает отличной низкой проницаемостью для газообразного трития, он будет использоваться только в термоядерных устройствах в качестве материала, обращенного к плазме. Как материал, контактирующий с плазмой, вольфрам будет подвергаться воздействию интенсивных потоков высокоэнергетического трития и дейтерия.С ловушками для водорода при энергиях связи 97 и 203 кДж моль -1( 57–62 ) на естественных и радиационных дефектах казалось бы, что в диверторном вольфраме может быть получен значительный запас трития. Есть несколько причин, по которым такие высокие запасы вряд ли произойдут. Первая причина — высокий коэффициент скорости рекомбинации, приведенный выше. Для константы скорости рекомбинации 10 -1 м 4 с -1 на моль H 2 или выше (см. рис. 7 ) скорость рекомбинации на поверхности настолько высока, что эквивалент c = 0 на границе.Из-за очень ограниченного расстояния проникновения энергетического водорода в плотный вольфрам большая часть имплантированного материала немедленно высвобождается обратно с поверхности. Есть также недавние сообщения, предполагающие, что лопнувшие пузыри и очень мелкие трещины у поверхности 69–71 еще больше уменьшат миграцию дейтерия и трития внутрь вольфрама.

Вольфрам — Энциклопедия Нового Света

Общие
Имя, символ, номер вольфрам, Вт, 74
Химическая серия переходные металлы
Группа, период, блок 6, 6, д
Внешний вид серовато-белый, блестящий
Атомная масса 183.84(1) г/моль
Электронная конфигурация [Xe] 4f 14 5d 4 6s 2
Электронов на оболочку 2, 8, 18, 32, 12, 2
Физические свойства
Фаза твердый
Плотность (при комнатной температуре) 19,25 г/см³
Плотность жидкости при т.пл. 17,6 г/см³
Температура плавления 3683 К
(3410 °С, 6192 °F)
Температура кипения 5828 К
(5555°С, 10031°F)
Теплота плавления 52.31 кДж/моль
Теплота парообразования 806,7 кДж/моль
Теплоемкость (25°С) 24,27 Дж/(моль·К)
Давление паров
P /Па 1 10 100 1 к 10 к 100 тыс.
на Т 3477 3773 4137 4579 5127 5823
Атомные свойства
Кристаллическая структура кубическое тело по центру
Степени окисления 6 , 5, 4, 3, 2
(слабокислотный оксид)
Электроотрицательность 2.36 (шкала Полинга)
Энергия ионизации 1-й: 770 кДж/моль
2-й: 1700 кДж/моль
Атомный радиус 135 часов
Атомный радиус (расч.) 193 вечера
Ковалентный радиус 146 часов
Разное
Магнитное упорядочение нет данных
Удельное электрическое сопротивление (20 °С) 52.8 нОм·м
Теплопроводность (300 К) 173 Вт/(м·К)
Тепловое расширение (25 °C) 4,5 мкм/(м·K)
Скорость звука (тонкий стержень) (к.т.) (отожженный)
4620 м/с
Скорость звука (тонкий стержень) (к.т.) 411 м/с
Модуль сдвига 161 ГПа
Объемный модуль 310 ГПа
Коэффициент Пуассона 0.28
Твердость по шкале Мооса 7,5
Твердость по Виккерсу 3430 МПа
Твердость по Бринеллю 2570 МПа
Регистрационный номер CAS 7440-33-7
Известные изотопы

Вольфрам (ранее вольфрам ) — химический элемент с символом W и атомным номером 74.Этот тяжелый металл, имеющий цвет от серо-стального до белого, отличается прочными физическими свойствами, что делает его очень полезным для многих применений. Его температура плавления выше, чем у любого другого нелегированного сплава, и поэтому он используется в нитях накаливания в лампочках и нагревательных элементах в электрических печах. Его чрезвычайная твердость делает его подходящим для использования в «быстрорежущей стали», которая может резать материалы на более высоких скоростях, чем углеродистая сталь, и в «суперсплавах», которые хорошо работают даже при повышенных температурах.Карбид вольфрама, соединение вольфрама и углерода, является одним из самых твердых известных материалов и наиболее распространенным материалом для изготовления фрезерных и токарных инструментов. Вольфраматы кальция и магния широко используются в люминесцентном освещении, а оксиды вольфрама — в красках и керамических глазурях.

История

Впервые гипотеза о существовании вольфрама была выдвинута Питером Вульфом в 1779 году, когда он исследовал минерал вольфрамит и пришел к выводу, что он должен содержать новое вещество. В 1781 году Карл Вильгельм Шееле установил, что из вольфрамита можно получить новую кислоту.Шееле и Торберн Бергман предположили возможность получения нового металла восстановлением этой кислоты, названной вольфрамовой кислотой . В 1783 году два брата, Хосе и Фаусто Эльхуяр, нашли в вольфрамите кислоту, идентичную вольфрамовой кислоте. Позже в том же году в Испании братьям удалось выделить вольфрам из кислоты с помощью химического процесса, называемого восстановлением , с использованием древесного угля. Им приписывают открытие этого элемента.

Во время Второй мировой войны вольфрам играл огромную роль в фоновых политических сделках.Устойчивость металла к высоким температурам, а также чрезвычайная прочность его сплавов сделали вольфрам очень важным сырьем для оружейной промышленности. Таким образом, обе стороны в войне искали элемент, оказывая давление на Португалию, главный европейский источник вольфрамитовой руды.

Возникновение

Вольфрам содержится в минералах вольфрамите (железо-марганцевый вольфрамат, FeWO 4 /MnWO 4 ), шеелите (вольфрамат кальция, CaWO 4 ), ферберите и гюбнерите.Важные месторождения этих полезных ископаемых были обнаружены в Калифорнии и Колорадо в Соединенных Штатах, а также в Боливии, Китае, Португалии, России и Южной Корее. Китай производит около 75 процентов мировых поставок. Металл коммерчески производится путем восстановления оксида вольфрама водородом или углеродом.

Мировые запасы вольфрама оцениваются в 7 млн ​​т Вт. Было высказано предположение, что 30% запасов составляют вольфрамитовые и 70% – шеелитовые руды. К сожалению, пока большая часть этих запасов экономически нецелесообразна.При нашем нынешнем годовом уровне потребления этих запасов хватит примерно на 140 лет. Еще одним фактором, контролирующим поставки вольфрама, является переработка вольфрамового лома, который, как было доказано, является очень ценным источником.

Примечательные характеристики

Вольфрам — это химический элемент, классифицируемый как переходный металл . Его символ W происходит от латинского слова wolframium . В периодической таблице он находится в периоде 6, между танталом (Ta) и рением (Re).

Чистый металл твердый, от серо-стального до оловянно-белого цвета. В нечистом виде он хрупок и с ним трудно работать, но в чистом виде его можно резать ножовкой. Кроме того, его можно обрабатывать ковкой, волочением или прессованием.

Из всех металлов этот элемент имеет самую высокую температуру плавления (3422°C или 6192°F) и самое низкое давление паров. Он также имеет самую высокую прочность на растяжение (максимальное напряжение, которое он может выдержать до деформации или разрушения) при температурах выше 1650°C (3000°F).Он чрезвычайно устойчив к коррозии и лишь незначительно подвергается воздействию большинства минеральных кислот. При воздействии воздуха на поверхности металла образуется защитный оксид, но более полно вольфрам может окисляться при высокой температуре. При легировании в небольших количествах со сталью вольфрам значительно увеличивает твердость стали.

Изотопы

Встречающийся в природе вольфрам состоит из пяти радиоактивных изотопов, но у них такой длительный период полураспада, что их можно считать стабильными.Все пять могут распадаться на изотопы гафния-72 с испусканием альфа-частиц (соответствующих ядрам гелия-4). Альфа-распад наблюдался (в 2003 г.) только у 90 209 180 90 210 Вт, самого легкого и редкого из этих изотопов. В среднем в одном грамме природного вольфрама в год происходит два альфа-распада 180 Вт.

Кроме того, были охарактеризованы 27 искусственных радиоизотопов вольфрама. Наиболее стабильны из них 181 Вт с периодом полураспада 121,2 дня; 185 Вт, с периодом полураспада 75.1 дней; 188 Вт с периодом полураспада 69,4 дня; и 178 Вт с периодом полураспада 21,6 дня. Все остальные искусственные изотопы имеют период полураспада менее 24 часов, а период полураспада большинства из них составляет менее восьми минут. Вольфрам также имеет четыре «метастабильных» состояния, из которых наиболее стабильным является 90 209 179 м 90 210 Вт (период полураспада 6,4 минуты). (Метастабильное состояние атома — это нестабильное состояние, при котором протон или нейтрон в ядре находится в энергетически более высоком, или возбужденном, состоянии.)

Соединения

В химическом отношении вольфрам образует соединения, в которых его «степень окисления» колеблется от +2 до +6, но наиболее распространенным является +6. (Степень окисления — это мера степени окисления атома в соединении; это гипотетический электрический заряд, который атом имел бы, если бы его связи со всеми другими атомами в соединении были полностью ионными.) Вольфрам обычно соединяется с кислородом. с образованием желтого оксида вольфрама (WO 3). Этот оксид растворяется в водных щелочных растворах с образованием ионов вольфрамата (WO 4 2-).Некоторые полезные соединения вольфрама описаны ниже.

Карбид вольфрама

Карбид вольфрама (WC или W 2 C) представляет собой химическое соединение, содержащее вольфрам и углерод. Чрезвычайная твердость делает его полезным в производстве режущих инструментов, абразивов и подшипников в качестве более дешевой альтернативы алмазу. Он также используется в качестве стойкого к царапинам материала для ювелирных изделий, включая ремешки для часов и обручальные кольца.

Вольфрам(VI) фторид

Фторид вольфрама(VI) (WF 6 ), также известный как гексафторид вольфрама , представляет собой бесцветный газ.Он негорюч, но очень ядовит и ядовит. Его получают реакцией газообразного фтора с металлическим вольфрамом. Этот газ чаще всего используется в производстве полупроводниковых схем и печатных плат посредством процесса, называемого «химическое осаждение из паровой фазы».

Оксиды вольфрама

Оксид вольфрама (или оксид вольфрама , WO 3 ) представляет собой соединение вольфрама и кислорода желтого цвета с температурой плавления 1473°C. Его синтезируют путем нагревания вольфрама или других оксидов вольфрама в избытке кислорода.Он обычно используется в производстве сплавов, керамики, пигментов и огнезащиты. Другой оксид, коричневый WO 2 , получают восстановлением WO 3 водородом (H 2 ).

Фосфорно-вольфрамовая кислота

Фосфовольфрамовая кислота (PTA), также называемая вольфрамофосфорная кислота или вольфрамгидрофосфат (HPW), представляет собой химическое вещество с формулой 12 WO 3 . H 3 Заказ на покупку 4 . х В 2 О.Он имеет вид мелких бесцветно-сероватых или слегка желто-зеленых кристаллов с температурой плавления 89°С (гидрат 24 Н 2 О). Не имеет запаха и хорошо растворим в воде (200 г/100 мл). Он не особенно токсичен, но является слабым кислотным раздражителем.

Фосфорновольфрамовая кислота используется в гистологии в качестве компонента для окрашивания образцов клеток. Он связывается с фибрином, коллагеном и волокнами соединительных тканей и замещает анионы красителей из этих материалов, избирательно обесцвечивая их.Кроме того, он непроницаем для электронов и поэтому полезен в качестве отрицательного красителя для вирусов, нервов, полисахаридов и других биологических материалов для визуализации с помощью просвечивающего электронного микроскопа.

Водные полиоксоанионы

Водные растворы вольфрамата известны образованием полиоксоанионов (анионов, содержащих вольфрам и кислород) в нейтральных и кислых условиях. По мере постепенной обработки вольфрамата кислотой сначала образуется растворимый метастабильный анион «паравольфрамата А» W 7 O 24 6− .Через несколько часов или дней паравольфрамат A превращается в менее растворимый анион «паравольфрамата B», H 2 W 12 O 42 10− . Дальнейшее подкисление дает очень растворимый анион «метавольфрамата», H 2 W 12 O 40 6− после достижения равновесия. Ион метавольфрамата существует в виде симметричного кластера из двенадцати вольфрамово-кислородных октаэдров, известного как анион Кеггина. Многие другие полиоксоанионы существуют в виде метастабильных частиц. Включение другого атома, такого как фосфор, вместо двух центральных атомов водорода в метавольфрамате приводит к появлению большого разнообразия так называемых «гетерополианионов».”

Приложения

Использование металлического вольфрама, сплавов и композитов

  • Поскольку вольфрам имеет чрезвычайно высокую температуру плавления и пластичен (из него можно легко вытянуть провода), он широко используется в нитях накаливания для лампочек и вакуумных трубок, а также для нагревательных элементов в электрических печах.
  • Благодаря высокой температуре плавления вольфрам также используется для других высокотемпературных применений, таких как сварка. Одним из примечательных применений является процесс «дуговой сварки вольфрамовым электродом в газе» (GTAW), также называемый сваркой TIG.
  • Благодаря своей твердости вольфрам идеально подходит для изготовления сплавов тяжелых металлов для вооружений.
  • Благодаря своей высокой плотности он используется в грузах, противовесах и балластных килях для яхт, а также в дротиках (обычно 80 процентов, а иногда и до 97 процентов вольфрама).
  • «Быстрорежущая сталь» (которая может резать материал на более высоких скоростях, чем углеродистая сталь) содержит вольфрам, а некоторые вольфрамовые стали содержат до 18 процентов вольфрама.
  • В турбинных лопатках и износостойких деталях и покрытиях используются «суперсплавы», содержащие вольфрам.(Суперсплавы — это сплавы с высокими эксплуатационными характеристиками, которые хорошо работают при повышенных температурах.)
  • Композиты, содержащие вольфрам, используются в качестве заменителей свинца в пулях и дроби.
  • Тепловое расширение вольфрама
  • аналогично тепловому расширению боросиликатного стекла, поэтому его используют для изготовления уплотнений между стеклом и металлом.
  • В сплаве с никелем и железом или кобальтом вольфрам используется в виде боеприпасов, называемых пенетраторами с кинетической энергией . Подобно пуле, такой пенетратор использует кинетическую энергию для проникновения в цель.
  • Вольфрам используется в качестве материала межсоединений в интегральных схемах для соединения с транзисторами.
  • Некоторые типы струн для музыкальных инструментов наматываются вольфрамовой проволокой.

Применение соединений вольфрама

  • Из-за своей исключительной твердости карбид вольфрама (W 2 C, WC) (классифицируемый как «цементированный карбид») является наиболее распространенным материалом для изготовления фрезерных и токарных инструментов. Он используется в металлообрабатывающей, горнодобывающей, нефтяной и строительной отраслях.
  • Карбид вольфрама
  • также используется в ювелирных изделиях, так как он гипоаллергенен и не теряет свой блеск, как другие полированные металлы.
  • Оксиды вольфрама используются в керамических глазурях.
  • Вольфрамовые «бронзы» (так называемые из-за цвета оксидов вольфрама) и другие соединения используются в красках.
  • Вольфраматы кальция/магния широко используются в флуоресцентном освещении.
  • Кристаллические вольфраматы используются в качестве сцинтилляционных детекторов в ядерной физике и ядерной медицине.
  • Соли, содержащие вольфрам, используются в химической и кожевенной промышленности.
  • Дисульфид вольфрама используется в высокотемпературных смазочных материалах, поскольку он стабилен до 500°C (930°F).
  • Некоторые соединения вольфрама используются в качестве катализаторов.

Биологическая роль

В организме класс ферментов, называемых оксидоредуктазами , использует вольфрам в комплексе с органическим соединением птерином . (Это похоже на использование молибдена этими ферментами.)

20 августа 2002 г. официальные лица, представляющие находящиеся в США Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC), объявили, что анализы мочи семей больных лейкемией и семей контрольной группы в районе Фаллон, штат Невада, показали повышенный уровень металлического вольфрама. в органах обеих групп. Шестнадцать недавних случаев рака у детей были обнаружены в районе Фаллон, который в настоящее время идентифицирован как кластер рака. Однако следует отметить, что большинство жертв рака не были давними жителями Фэллона.Кроме того, доктор Кэрол Х. Рубин, руководитель отделения CDC, заявила, что данные, демонстрирующие связь между вольфрамом и лейкемией, в настоящее время недоступны.

Ссылки

Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

Цепи и электроника постоянного/переменного тока: принципы и приложения Роберта К. Херрика, опубликовано Delmar Learning 2003 для Университета Пердью.

Внешние ссылки

Все ссылки получены 27 марта 2020 г.

Кредиты

Энциклопедия Нового Света авторов и редакторов переписали и дополнили статью Википедии в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства. Упоминание должно осуществляться в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на авторов New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

Примечание. На использование отдельных изображений, которые лицензируются отдельно, могут распространяться некоторые ограничения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *