Volfram - megszerzés és jellemzők
A XVI. Században ismertté vált ásványi volframit, amely németül (Wolf Rahm) fordít "farkas krémet". Ezt a nevet adták az ásványnak a tulajdonságaihoz kapcsolódóan. Az a tény, hogy a ón-ércet kísért volfrám, az ón megolvadása alatt, csak egy salakkávé alakította, és ezért azt mondták: "a tin, mint egy farkas, egy juhot". Egy idő után a wolframitól származik, hogy a periodikus rendszer 74 kémiai elemét a volfrám neve örökölte.
A volfrám jellemzői
A volfrám egy áttetsző fém, világosszürke színű. Külső hasonlóságot mutat az acélhoz. A meglehetősen egyedi tulajdonságok birtoklása miatt ez az elem nagyon értékes és ritka anyag, amelynek tiszta formája hiányzik a természetben. Tungsten:
- elég nagy sűrűségű, amely egyenlő 19,3 g / cm3-vel;
- 3422 ° C magas olvadáspontú;
- elegendő elektromos ellenállás - 5.5 μΩ * cm;
- a lineáris expanziós paraméter koefficiensének normális exponense, egyenlő 4,32;
- a legmagasabb az összes fém közül, forráspontja 5555 0 C;
- alacsony párolgási sebesség, még a 200 ° C-ot meghaladó hõmérséklet ellenére is;
- viszonylag alacsony elektromos vezetőképesség. Ez azonban nem akadályozza meg, hogy a volfrám jó vezető maradjon.
1. táblázat A volfrám tulajdonságai
Mindez óriási fémt jelent a volfrám számára, ami mechanikai károsodást nem okoz. De ilyen egyedi tulajdonságok nem zárják ki a hátrányok jelenlétét, amelyek szintén volfrámot tartalmaznak. Ezek a következők:
- magas friable, ha nagyon alacsony hőmérsékletnek van kitéve;
- nagy sűrűségű, ami megnehezíti a feldolgozás folyamatát;
- Alacsony hőmérsékleten alacsony savállóság.
A volfrám elkapása
A volfrám, a molibdénnel, a rubídiummal és számos egyéb anyaggal együtt a ritka fémek csoportjába sorolják őket, amelyeket a természet igen kis terjedése jellemez. E tekintetben nem lehet hagyományos módon kivonni, mint sok ásványi anyag. Így a volfrám ipari termelése a következő szakaszokból áll:
- ásványkitermelés, amely bizonyos volfrámréteget tartalmaz;
- olyan megfelelő feltételek kialakítása, amelyekben a fém a feldolgozott tömegtől elválasztható;
- az anyag koncentrációja oldat vagy csapadék formájában;
- az előző lépésben kapott kémiai vegyület tisztítása;
- a tiszta volfrám felszabadulása.
Így a volfrámot tartalmazó extrahált ércből származó tiszta anyag többféle módon megkülönböztethető.
Ez utóbbi módszer két lehetséges opciót tartalmaz. Ezek közül az egyik a por-kohászat módszereihez kapcsolódik, a másik pedig az elektromos ívkemencék olvadása a fogyóelektróddal.
A por-kohászat módszere
Annak a ténynek köszönhetően, hogy ennek a módszernek köszönhetően egyenletesen eloszlathatók az adalékanyagok, amelyek különleges tulajdonságokat biztosítanak volfrámra, sokkal népszerűbb.
Több szakaszból áll:
- A fémes por összenyomódik a csomókba;
- A csapágyakat alacsony hőmérsékleten végzett szinterezésnek vetik alá (úgynevezett előszinterezés);
- Hegesztési üresek;
- Félkész termékek beszerzése feldolgozó ürítésekkel. Ennek a szakasznak a megvalósítását kovácsolással vagy megmunkálással (csiszolás, polírozás) végezzük. Érdemes megjegyezni, hogy a volfrám mechanikai kezelése csak a magas hőmérséklet hatására lehetséges, különben nem lehet feldolgozni.
Ez a módszer lehetõvé teszi 8 mm-rõl 40x40 mm-re és 280-650 mm-es hosszúságú négyzet alakú wolfram rudakat. Meg kell jegyezni, hogy szobahőmérsékleten elég erősek, de fokozott törékenységgel rendelkeznek.
Finomszemcsés struktúrájú volfrámhengerek előállításához ívkikötőt alkalmaznak fém öntéssel a penge öntésére.
A fém megszerzésének módja adalékanyagok és szennyezések jelenlétét határozza meg. Így ma több volfrámminőséget állítanak elő.
Volfrám bélyegek
- HF - tiszta volfrám, amelyben nincsenek adalékanyagok;
- VA egy alumíniumot és szilícium-dioxidot tartalmazó adalékanyagot tartalmazó fém, amely további tulajdonságokat biztosít rajta;
- BM egy tóriumot és szilícium lúgos adalékot tartalmazó fém;
- A BT volfrám, amely tórium-oxidot tartalmaz adalékként, ami lényegesen növeli a fém emisszió tulajdonságait;
- VI egy fémtartalmú ittrium-oxid;
- VL - volfrám lantán-oxid, amely emeli a kibocsátási tulajdonságokat;
- BP - a rénium és a volfrám ötvözete;
- BPH - nincsenek adalékanyagok a fémben, azonban szennyezők nagy mennyiségben jelen lehetnek;
- Az MB egy molibdén-volfrám ötvözet, amely jelentősen megnöveli az erőt a lágyítás után, miközben megtartja a plaszticitást.
Hol használják a volfrámot?
A kémiai elem egyedülálló tulajdonságainak köszönhetően számos iparágban elengedhetetlenül szükséges.
- A volfrám fő alkalmazása a kohászati anyagok tűzálló anyagok előállításának alapja.
- A volfrám kötelező részvételével olyan szálakat állítanak elő, amelyek a világítóeszközök, kineszkópok és egyéb vákuumcsövek fő elemei.
- Ez a fém is alátámasztja az ellensúlyok, páncélszúrásos alátétek és nyílvesszős tollas tüzérségi héjak felhasználásával használt nehéz ötvözetek előállítását.
- A volfrám egy argonhegesztéssel ellátott elektród;
- Ötvözetei nagyon ellenálló a hatását a különböző hőmérsékleteken, savas közegben, valamint a keménység és a kopásállóság, és ezért gyártásához használt sebészeti eszközök, páncél tartályok, torpedó és rakéta burkolatok, repülőgép-alkatrészek és motorok, valamint a konténerek tárolására a nukleáris hulladék;
- A vákuumállóságú kemencék, amelyek hõmérséklete rendkívül magas, el vannak látva volfrámból készült fûtõelemekkel is;
- A volfrám használata népszerű az ionizáló sugárzás ellen.
- A volfrámvegyületeket ötvözőelemekként, magas hőmérsékletű kenőanyagokként, katalizátorokként, pigmentekként használják, valamint hőenergia elektromos (ditellurid volfrám) átalakítására.