Volfram: Svojstva, proizvodnja, primjena i legure

Tungsten je mutan srebrni metal s najvišom točkom taljenja bilo kojeg čistog metala.

Također poznat kao Wolfram, iz kojeg element dobiva svoj simbol, W, volfram je otporniji na lom nego dijamant i mnogo je teži od čelika. Jedinstvena svojstva vatrostalnog metala - njegova čvrstoća i sposobnost da izdrže visoke temperature - čine ga idealnim za mnoge komercijalne i industrijske primjene.

Nekretnine

• Atomski simbol: W
• Atomski broj: 74
• Kategorija elemenata: tranzicijski metal
• Gustoća: 19,24 g / cm³
• Talište: 6192 ° F (3422 ° C)
• Točka vrenja: 10031 ° F (5555 ° C)
• Mohova tvrdoća: 7.5

Proizvodnja

Tungsten se prvenstveno izvlači iz dvije vrste minerala, tolfamata i scheelita. Međutim, recikliranje volframa također čini oko 30% globalne opskrbe. Kina je najveći svjetski proizvođač metala, pružajući preko 80% svjetske ponude.

Nakon što se volframska ruda obradi i odvoji, proizvodi se kemijski oblik, amonijev paratungstat (APT). APT se može zagrijati vodikom da stvara volframov oksid ili će reagirati s ugljikom na temperaturama iznad 1925 ° F (1050 ° C) kako bi se proizveo volfram metal.

Prijave

Tungsten primarna aplikacija za više od 100 godina je kao niti u žarulje sa žarnom niti. Doped malim količinama kalij-aluminij silikata, volframski prašak sinteriran je na visokoj temperaturi kako bi se proizveo žičana nit koja je u središtu žarulja koje svjetle milijune domova širom svijeta.

Zbog sposobnosti volframa da zadrži svoj oblik na visokim temperaturama, volframske niti se sada također koriste u raznim kućanskim aplikacijama, uključujući svjetiljke, reflektore, elemente grijanja u električnim pećima, mikrovalne pećnice, rendgenske cijevi i katodne cijevi (CRT-ovi ) u računalnim monitorima i televizorima. Tolerancija metala prema jakoj toplini također je idealna za termoparove i električne kontakte u električnim pećima i opremi za zavarivanje. Aplikacije koje zahtijevaju koncentriranu masu ili težinu, kao što su protuteže, ribolovni sinkeri i pikado često koriste volfram zbog svoje gustoće.

Volfram karbid

Tungsten karbid se proizvodi bilo vezanjem jednog atoma volframa s jednim ugljikovim atomom (predstavljenim s kemijskim simbolom WC) ili s dva volframova atoma s jednim ugljikovim atomom (W2C). To se postiže grijanjem volframovog praha s ugljikom pri temperaturi od 2550 ° C do 2900 ° F (1400 ° C do 1600 ° C) u struji vodikovog plina.

Prema Mohovoj ljestvici tvrdoće (mjera sposobnosti jednog materijala da iskrsne drugu), volfram karbid ima tvrdoću od 9,5, samo malo niži od dijamanta. Zbog toga je ovaj tvrdi spoj sinteriran, proces koji zahtijeva prešanje i zagrijavanje praškastog oblika pri visokim temperaturama kako bi se proizvodi koji se koriste u strojnoj obradi i rezanju. Rezultat su materijali koji mogu raditi u uvjetima visoke temperature i stresa, kao što su bušilice, tokarski alati, glodalice i pištolj.

Cementni karbid se proizvodi kombinacijom volfram karbida i kobalta u prahu, a koristi se za proizvodnju alata otpornih na habanje, kao što su oni koji se koriste u rudarskoj industriji. Stroj za bušenje tunela koji je upotrijebljen za kopanje tunela kanala koji povezuje Britaniju s Europom bio je u stvari opremljen gotovo 100 cementiranih karbidnih savjeta.

Volframske legure

Volframski metal može se kombinirati s drugim metalima kako bi se povećala njihova čvrstoća i otpornost na habanje i koroziju. Čelijske legure često sadrže volfram za ta korisna svojstva. Mnogi brzi čelici - oni koji se koriste u alatu za rezanje i strojnu obradu kao što su listovi - sadrže oko 18 posto volframa.

Legure od volframo-čelika se također koriste u proizvodnji mlaznica motora raketnih motora, koje moraju imati visoku otpornost na toplinu. Ostale legure volframa uključuju Stellite (kobalt, krom i volfram), koji se koristi u ležajevima i klipovima zbog svoje izdržljivosti i otpornosti na habanje, a Hevimet, koji je napravljen sinteriranjem praha od legure volframa i koji se koristi u streljivu, , i golf klubova. Superaleti od kobalta, željeza ili nikla, uz volfram, mogu se koristiti za izradu lopatica turbina za zrakoplove.