В 14-16 веках немецкие металлурги при выплавке олова сталкивались с тем, что в ряде случаев при прокаливании углем большая часть олова оказывается в составе пенистого Оксид вольфрама WO3 впервые был выделен в 1781 шведским исследователем К. Шееле . Металлический вольфрам был получен через несколько лет испанскими химиками — братьями д’Элуяр.
Название Wolframium перешло на элемент с минералавольфрамит, известного ещё вXVI в. под названием «волчья пена» — «Spuma lupi» на латыни, или «Wolf Rahm» по-немецки. Название было связано с тем, что вольфрам, сопровождая оловянные руды, мешал выплавкеолова, переводя его в пену шлаков («пожирает олово как волк овцу»).
В настоящее время вСША, Великобритании иФранциидля вольфрама используют название «tungsten» (швед. tung sten — «тяжелый камень»).
Нахождение в природе [ ]
Месторождения вольфрама найдены в Боливии, Китае (который обеспечивает 75% мирового производства вольфрама), Португалии, России, США и Южной Корее.
Процесс получения вольфрама проходит через стадию выделения триоксида WO3 из рудных концентратов и последующем водородом при температуре ок. 700°C. Из-за высокой температуры плавления вольфрама для получения компактной формы используются методы водорода при температуре 1200 — 1300°C, затем пропускают через него электрический ток. Металл нагревается до 3000°C, при этом происходит спекание в монолитный материал. Для последующей очистки и получения монокристаллической формы используется Физические свойства [ ]
Вольфрам.
Вольфрам — светло-серый металл, имеющий самые высокие температуры плавления и кипения.
Некоторые физические свойства приведены в таблице (см. выше).
Химические свойства [ ]
В атмосфере сухого воздуха вольфрам устойчив до 400°C, при дальнейшем нагревании образуется оксид WO3 .
При комнатной температуре реагирует только со фтором. Взаимодействуя со фтором при 300-400°C, вольфрам образует WF6.
Существуют также образующиеся при нагревании высшие хлорид ( WCl6 ) и бромид ( WBr6 ) вольфрама.
Оксигалогениды WOHal4 (Hal = F, Cl, Br) получают взаимодействием вольфрама с галогеном при нагревании в присутствии паров воды:
Применение [ ]
Металлический вольфрам [ ]
- Тугоплавкость и пластичность вольфрама делают его незаменимым для нитей накаливания в осветительных приборах, а также в электродов для аргоно-дуговой сварки.
Соединения вольфрама [ ]
- Для механической обработки металлов и неметаллических конструкционных материалов в машиностроении ( кобальтовой матрице; широко применяемые в России марки — ВК2, ВК4, ВК6, ВК8, ВК15, ВК25, Т5К10, Т15К6, Т30К4), а также смесей титана, карбида тантала (марки ТТ для особо тяжёлых условий обработки, например, долбление и строгание поковок из жаропрочных сталей и катализаторы и пигменты.
Искусственный изотопов вольфрама, имеющий низкое сечение захвата Рынок вольфрама [ ]
Цены на металлический вольфрам в штабиках чистотой 99% в 2006 году составили в среднем 45—50 долларов США за килограмм.
Биологическая роль [ ]
Вольфрам не играет биологической роли. Пыль вольфрама, как и большинство металлических пылей, раздражает органы дыхания.
Изотопы [ ]
Природный вольфрам состоит из пяти изотопов ( 180 W, 182 W, 183 W, 184 W и 186 W). Искусственно созданы и идентифицированы ещё 27 2003 открыта чрезвычайно слабая радиоактивность природного вольфрама (примерно два распада на грамм элемента в год), обусловленная период полураспада 1,8×10 18 лет.
Ссылки [ ]
- Вольфрам на Webelements
- История, получение, сплавы вольфрама
- Вольфрам в Популярной библиотеке химических элементов
- «Вольфрам» — статья в Физической энциклопедии
| H | He | ||||||||||||||||
| Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||
| Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||
| K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr |
| Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe |
| Cs | Ba | * | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn |
| Fr | Ra | ** | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Uub | Uut | Uuq | Uup | Uuh | Uus | Uuo |
| * | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | ||
| ** | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr |
- ВикипедияВольфрам адрес
- Викисловарь — адрес
- Викицитатник — адрес
- Викиучебник — адрес
- Викитека — адрес
- Викиновости — адрес
- Викиверситет — адрес
- Викигид — адрес
Выделить Вольфрам и найти в:
- Вокруг светаадрес
- Академикадрес
- Астронетадрес
- Элементыадрес
- Научная Россияадрес
- Кругосветадрес
- Научная Сеть
- Традиция — адрес
- Циклопедия — адрес
- Викизнание — адрес
- Bing
- Yahoo
- Яндекс
- Mail.ru
- Рамблер
- Нигма.РФ
- Спутник
- Google Scholar
- Апорт
- Онлайн-переводчик
- Архив Интернета
- Научно-популярные фильмы на Яндексе
- Документальные фильмы
- Список ru-вики
- Вики-сайты на русском языке
- Список крупных русскоязычных википроектов
- Каталог wiki-сайтов
- Русскоязычные wiki-проекты
- Викизнание:Каталог wiki-сайтов
- Научно-популярные сайты в Интернете
- Лучшие научные сайты на нашем портале
- Лучшие научно-популярные сайты
- Каталог научно-познавательных сайтов
- НАУКА В РУНЕТЕ: каталог научных и научно-популярных сайтов
- Страница 0 — краткая статья
- Страница 1 — энциклопедическая статья
- Разное — на страницах : 2 , 3 , 4 , 5
- Прошу вносить вашу информацию в « Вольфрам 1 », чтобы сохранить ее
Комментарии читателей: [ ]
Источник: science.fandom.com
Вольфрам — что за металл? Свойства и сферы применения
Одним из самых распространенных химических элементов является вольфрам. Он обозначается символом W и имеет атомный номер — 74. Вольфрам относится к группе металлов, имеющих высокую стойкость к изнашиванию и температуру плавления.
В периодической системе Менделеева он находится в 6-й группе, обладает схожими свойствами с «соседями» — молибденом, хромом. Открытие и история Еще в XVI веке был известен такой минерал, как вольфрамит. Он был интересен тем, что при выплавке олова из руды его пена превращался в шлак и, конечно же, это мешало производству. С тех пор, вольфрамит стали называть «волчья пена» (с нем.
Wolf Rahm). Название минерала перешло и на сам металл. Шведский химик Шееле в 1781 году обрабатывал азотной кислотой металл шеелит. В процессе эксперимента у него получился жёлтый тяжёлый камень — оксид вольфрама (VI). Через два года братья Элюар (испанские химики) получили из саксонского минерала сам вольфрам в чистом виде.
Добывают этот элемент и его руды в Португалии, Боливии, Южной Корее, России, Узбекистане, а наибольшие запасы были найдены в Канаде, США, Казахстане и Китае. В год добывается всего 50 тонн этого элемента, поэтому он дорого стоит. Рассмотрим подробнее, что за металл вольфрам. Свойства элемента Как уже было сказано ранее, вольфрам – это один из самых тугоплавких металлов.
Он имеет блестящий светло-серый цвет. Его температура плавления 3422°С, а кипения — 5555°C, плотность в чистом виде — 19,25 г/см3, а твердость 488 кг/мм². Это один из самых тяжелых металлов, обладающий высокой коррозионной стойкостью. Он практически не растворим в серной, соляной и плавиковой кислотах, но быстро вступает в реакцию с перекисью водорода.
Что за металл вольфрам, если он не реагирует с расплавленными щелочами? Вступая в реакцию с гидроксидом натрия и кислородом, он образует два соединения – вольфрамат натрия и обычную воду Н2О. Интересно, что при повышении температуры вольфрам саморазогревается, тогда процесс происходит намного активнее.
Получение вольфрама На вопрос о том, к какой группе металлов относится вольфрам, можно ответить, что он входит в категорию редких элементов, как рубидий и молибден. А это, в свою очередь, означает, что для него характерны небольшие масштабы производства. Кроме того, такой металл не получают восстановлением из сырья, сначала он перерабатывается на химические соединения.
Как же происходит получение редкого металла? Из рудного материала выделяют необходимый элемент и концентрируют его в растворе или осадке. Следующим шагом получают чистое химическое соединение путем очистки. Из полученного вещества выделяют чистый редкий металл – вольфрам. Для обогащения руды используют гравитацию, флотацию, магнитную или электростатическую сепарацию.
В результате получают концентрат, который содержит 55-65% ангидрида вольфрама WO3. Для получения порошка его восстанавливают при помощи водорода или углерода. Для некоторых изделий, на этом процесс получения элемента заканчивается. Так, вольфрамовый порошок используют для приготовления твердых сплавов.
Изготовление штабиков Мы уже выяснили, что за металл вольфрам, а теперь узнаем, в каком сортаменте он изготавливается. Из порошкового соединения изготавливают компактные слитки – штабики. Для этого используют только порошок, который был восстановлен водородом. Их изготавливают путем прессования и спекания.
Получаются довольно прочные, но хрупкие слитки. Иными словами, они плохо поддаются ковке. Для улучшения этого технологического свойства, штабики подвергают высокотемпературной обработке. Из этого изделия изготавливают другой сортамент. 
Вольфрамовые прутки Конечно же, это один из самых распространенных видов продукции из этого металла.
Что за вольфрам используется для их изготовления? Это вышеописанные штабики, которые подвергаются ковке на ротационной ковочной машине. Важно отметить, что процесс происходит в нагретом состоянии (1450-1500°С). Полученные прутки применяют в самых различных отраслях промышленности. Например, для изготовления сварочных электродов.
Кроме того, вольфрамовые прутки нашли широкое применение в нагревателях. Они работают в печах при температуре до 3000 °С в вакууме, инертном газе или водороде. Прутки также могут быть использованы как катоды электронных и газоразрядных приборов, радиоламп.
Интересно, что сами по себе электроды являются неплавящимися, и поэтому во время сварки, необходима подача присадочного материала (проволока, прут). При расплавлении со свариваемым материалом он создает сварочную ванну. Данные электроды, как правило, применяются для сварки цветных металлов. Вольфрам и проволока Вот еще один вид широко распространённой продукции.
Вольфрамовая проволока изготавливается из кованых прутков, рассмотренных нами ранее. Волочение производится с постепенным снижением температуры от 1000°С до 400°С. Затем проводят очистку изделия путем отжига, электролитической полировкой или электролитическим травлением.
Поскольку вольфрам – тугоплавкий металл, проволока используется в элементах сопротивления в нагревательных печах при температурах до 3000°С. Из нее изготавливают термоэлектрические преобразователи, а также спирали ламп накаливания, петлевые подогреватели и многое другое.
Соединения вольфрама с углеродом Карбиды вольфрама считаются очень важными с практической точки зрения. Они применяются для изготовления твердых сплавов. Соединения с углеродом имеют положительный коэффициент электросопротивления и хорошую проводимость металла. Карбиды вольфрама образуются двух видов: WC и W2C.
Они различаются своим поведениям в кислотах, а также растворимостью в других соединениях с углеродом. На основе вольфрамовых карбидов изготавливают два типа твердых сплавов: спеченные и литые. Последние получают из порошкообразного соединения и карбида с недостатком С (менее 3%) путем литья.
Второй тип изготавливают из монокарбида вольфрама WC и цементирующего металла-связки, которым может выступать никель или кобальт. Спеченные сплавы получают только методом порошковой металлургии. Порошок цементирующего металла и карбид вольфрама смешивают, прессуют и спекают. Такие сплавы обладают высокой прочностью, твёрдостью износоустойчивостью.
В современной металлургической промышленности их используют для обработки металлов резанием и для изготовления бурового инструмента. Одним из самых распространённых сплавов являются ВК6 и ВК8. Их применяют для изготовления фрез, резцов, сверл и другого режущего инструмента. Область применения карбидов вольфрама достаточно объёмная.
Так, их используют для изготовления: бронебойных припасов; деталей двигателей, самолетов, космических кораблей и ракет; оборудования в атомной промышленности; хирургических инструментов. На Западе особенно широко применяются карбиды вольфрама в ювелирных изделиях, в особенности, для изготовления свадебных колец. Металл смотрится красиво, эстетично, его легко обрабатывать.
Это объясняется тем, что они невероятно износоустойчивы. Чтобы поцарапать такое изделие, придется приложить немало усилий. Даже через несколько лет, кольцо будет выглядеть как новое. Оно не потускнеет, не повредится рельефный узор, да и полированная часть не потеряет своего блеска.
Вольфрам и рений Сплав этих двух элементов довольно широко применяется для изготовления высокотемпературных термопар. Вольфрам – какой металл? Как и рений, это жаропрочный металл, а легирование элементов снижает это свойство. Но что, если взять два практически одинаковых вещества? Тогда температура их плавления снижаться не будет.
Если использовать рений в качестве присадки, будет наблюдаться повышение жаропрочности и пластичности вольфрама. Данный сплав получают методом плавки в порошковой металлургии. Термопары, изготавливаемые из этих материалов, являются жаропрочными и могут измерять температуру больше 2000°С, но только в инертной среде. Конечно же, подобные изделия стоят дорого, ведь в один год добывается всего 40 тонн рения и только 51 тонна вольфрама. Источник: syl.ru
Советуем подписаться на наши страницы в социальных сетях: Facebook | Вконтакте | Twitter | Google+ | Одноклассники
Источник: www.alfa-industry.ru
ВОЛЬФРАМ — самый тугоплавкий металл
Металл получил название от минерала вольфрамита («Wolf Rahm» с немецкого). Минерал весил немало, и в Швеции горняки назвали его «тунг стен» — тяжелый камень.
Во Франции, США и Великобритании для вольфрама используют название «tungsten».
Как его нашли
История открытия связана со шведским химиком К.В. Шееле. Из неизученного минерала он выделил неизвестную «тунгстеновую» кислоту (WO3·H2O). Братья Элюар выделили из её солей новый элемент. Поскольку работали они с вольфрамитом, то назван был элемент вольфрамом.
Вольфрамовые стержни с кристаллическими наростами
Свойства
Вольфрам относится к переходным металлам. Имеет серебристо-серый цвет. В периодической таблице Менделеева расположен в VI группе и носит атомный № 74.
Физические свойства металла:
- плотность 19,25 г/см3;
- кристаллическая структура объемноцентрированная, кубическая;
- парамагнитен;
- температура плавления 3422 °C;
- цвет искры — желтый, дает пучок коротких прерывистых искр;
- число стабильных изотопов 4.
Некоторые свойства вольфрама уникальны. Тугоплавкость — визитная карточка вольфрама, ею он отличается от других металлов.
| Вольфра́м / Wolframium (W), 74 |
| 183,84(1)[1] а. е. м. (г/моль) |
| [Xe] 4f14 5d4 6s2 |
| 141 пм |
| 170 пм |
| (+6e) 62 (+4e) 70 пм |
| 2,3 (шкала Полинга) |
| W ← W3+ 0,11 В W ← W6+ 0,68 В |
| 6, 5, 4, 3, 2, 0 |
| 769,7 (7,98) кДж/моль (эВ) |
| 19,25[2] г/см³ |
| 3695 K (3422 °C, 6192 °F)[2] |
| 5828 K (5555 °C, 10031 °F)[2] |
| 285,3 кДж/кг 52,31[3][4] кДж/моль |
| 4482 кДж/кг 824 кДж/моль |
| 24,27[5] Дж/(K·моль) |
| 9,53 см³/моль |
| кубическая объёмноцентрированная |
| 3,160 Å |
| 310 K |
| (300 K) 162,8[6] Вт/(м·К) |
| 7440-33-7 |
Рекомендуем: ЛИТИЙ — в космосе, на земле, под водой
Не доказано: есть предположение, что сиборгий (изотоп нестабилен, период полураспада его всего 0,01 секунды) более тугоплавок.
Месторождения и добыча
Для промышленной добычи пригодны вольфрамиты (гюбнерит, ферберит) и шеелит.
- штокверковый вольфрамитовый;
- штокверковый шеелитовый;
- жильный вольфрамитовый;
- скарново-шеелитовый.
Крупнейшими запасами вольфрамовых руд обладают:
Российские запасы вольфрамовых руд происхождением из коренных месторождений.
Получение
Промышленное получение металла из руды предваряется обогащением. Это дробление, шлифовка, флотация. Затем из концентрата выделяют WO3, который затем восстанавливают до металла водородом при температуре около 700°С.
Компактный вольфрам получают:
- Методом порошковой металлургии. Достоинство метода — возможность равномерного введения присадок.
- Электронно-лучевая плавка, или плавка в электро-дуговых печах. Достоинство метода — возможность получать крупные (до 3 тонн) заготовки металла.
Вольфрамовый порошок
Сплавы
Присадки меняют характеристики полученных сплавов.
| Марка российского сплава | Присадки |
| ВД-20 | 80% вольфрама, 20% меди |
| ВНЖ-95 | 3% никеля, 2% железа |
| ВНМ 2-1 | 2% никеля, 1% меди |
| ВНЖ 7-3 | 7% никеля, 3% железа |
| ВД-30 | 70% вольфрама, 30% меди |
| ВНЖ-97.5 | 1.5% никеля, 1% железа |
Плюсы и минусы металла
| Преимущества | Недостатки |
| Электрическое сопротивление | Высокая плотность |
| Температура плавления | Слабая сопротивляемость окислению |
| Коэффициент линейного расширения | Ломкость при низких температурах |
Применение
В применении тугоплавкого металла соперничают металлообрабатывающая, нефтехимическая, мебельная промышленности.
Вольфрам используют в производства электродов для аргонно-дуговой сварки.
Качественная быстрорежущая сталь почти всегда имеет в составе вольфрам.
Светящаяся нить накаливания в осветительных лампах, аноды и катоды в электронных приборах — это чистый вольфрам.
Вольфрамовые нити накаливания
Победит, известный советский сплав, на 90% состоит из карбида вольфрама (WC). Победитовые сверла известны многим «рукодельным» мужчинам.
Металл входит в состав тяжелых сплавов, которые применяют в производстве бронебойных снарядов, гироскопов для баллистических ракет.
Рекомендуем: БЕРИЛЛИЙ — металл настоящего и будущего
Начали осваивать и ювелиры тяжелый металл — он гипоаллергенный, тяжелый и прочный.
К сведению: у вольфрама и золота плотности почти одинаковые. Это использовали жуликоватые мастера, «начиняя» золотые слитки дешевым вольфрамом.
Наночастицы WO3 нашли применение в медицине. Их антимикробные свойства используют для очистки сточных вод. В компьютерной томографии наночастицы WO3 применяют, как контрастный агент.
Цена вопроса
Средняя цена тонны W на конец июня 2020 года составила 24120-24600 долларов США.
Похожие публикации
Мне 42 года и я специалист в области минералогии. Здесь на сайте я делюсь информацией про камни и их свойства — задавайте вопросы и пишите комментарии!
Источник: themineral.ru