Волфрамът е тъп метал със сребрист цвят с най-високата точка на топене на всеки чист метал. Известен също като Wolfram, от който елементът взема своя символ W, волфрамът е по-устойчив на разрушаване от диаманта и е много по-твърд от стоманата.
Уникалните свойства на този огнеупорен метал - неговата здравина и способност да издържа на високи температури - го правят идеален за много търговски и промишлени приложения.
Свойства на волфрама
- Атомен символ: W
- Атомен номер: 74
- Елемент Категория: Преходен метал
- Плътност: 19,24 грама / сантиметър3
- Точка на топене: 3422 ° C 6192 ° F
- Точка на кипене: 5555 ° C 10031 ° F
- Твърдост на Мох: 7.5
производство
Волфрамът се добива предимно от два вида минерали, волфрамит и шеелит. Рециклирането на волфрам обаче също представлява около 30% от глобалното предлагане. Китай е най-големият в света производител на метала, осигуряващ над 80% от световните доставки.
След като волфрамовата руда бъде обработена и отделена, се получава химическата форма, амониев паратунгстат (APT). APT може да се нагрява с водород, за да образува волфрамов оксид или да реагира с въглерод при температури над 1925 ° F (1050 ° С), за да се получи волфрамов метал.
Приложения
Основното приложение на волфрама за повече от 100 години е нишката в крушките с нажежаема жичка. Допиран с малки количества калиев-алуминиев силикат, волфрамовият прах се синтерира при висока температура за производство на телени нишки, които са в центъра на електрическите крушки, които осветяват милиони домове около свят.
Поради способността на волфрама да поддържа формата си при високи температури, волфрамовите нишки също се използват в различни домакински приложения, включително лампи, прожектори, нагревателни елементи в електрически пещи, микровълни и рентгенови лъчи тръби.
Толерантността на метала към интензивна топлина също го прави идеален за термодвойки и електрически контакти в електрически дъгови пещи и заваръчно оборудване. Приложенията, които изискват концентрирана маса или тегло, като противотежести, риболовни снопове и дартс, често използват волфрам поради плътността си.
Волфрамов карбид
Волфрамовият карбид се получава или чрез свързване на един волфрамов атом с един въглероден атом (представен с химическия символ WC) или два волфрамови атома с един въглероден атом (W2C). Извършва се чрез нагряване на волфрамов прах с въглерод при температури от 2550 ° F до 2900 ° F (1400 ° C до 1600 ° C) в поток от водороден газ.
Според скалата на твърдост на Мох (мярка за способността на един материал да надраска друг), волфрамовият карбид има твърдост 9,5, само малко по-ниска от диаманта. По тази причина волфрамът се синтерова (процес, който изисква пресоване и нагряване на прахообразната форма при високи температури), за да се получат продукти, използвани при обработката и рязането.
Резултатът е материали, които могат да работят в условия на висока температура и напрежение, като свредла, стругови инструменти, фрези и бронебойни боеприпаси.
Циментираният карбид се произвежда, като се използва комбинация от волфрамов карбид и кобалт прах. Използва се и за производство на устойчиви на износване инструменти, като тези, използвани в минната индустрия. Скучната машина за тунели, използвана за копаене на тунела на Ламанша, свързваща Великобритания с Европа, всъщност беше оборудвана с почти 100 циментирани карбидни накрайници.
Волфрамови сплави
Волфрамовият метал може да се комбинира с други метали, за да се увеличи тяхната здравина и устойчивост на износване и корозия. стоманасплави често съдържат волфрам за тези полезни свойства. Stell, използван при високоскоростни приложения - тези, които се използват за рязане и обработка на инструменти като триони - съдържа около 18% волфрам.
Сплавите от волфрамова стомана се използват и при производството на дюзи за ракетни двигатели, които трябва да имат високи термоустойчиви свойства. Другите волфрамови сплави включват Stellite (кобалт, хром и волфрам), който се използва в лагери и бутала поради своята трайност и устойчивост на износване и Hevimet, който се получава чрез синтероване на прах от волфрамова сплав и се използва в боеприпаси, цеви за стрела и голф клубове.
Супералои от кобалт, желязо или никел, заедно с волфрам, могат да се използват за производство на турбинни лопатки за самолети.