Mi a volfrám?
A volfrám egy unalmas ezüstszínű fém, amelynek tiszta fémje legmagasabb olvadáspontja.
Wolframnak is nevezik, amelyből az elem szimbólummal rendelkezik, W, a volfrám jobban ellenáll a repedésnek, mint a gyémánt, és sokkal nehezebb az acélnál. A tűzálló fém egyedülálló tulajdonságai - az erőssége és a magas hőmérsékletnek ellenállóképessége - ideálisak számos kereskedelmi és ipari alkalmazáshoz.
Tulajdonságok:
- Atomi szimbólum: W
- Atomszám: 74
- Elem kategória: Átmeneti fém
- Sűrűség: 19,24 g / cm3
- Olvadáspont: 6192 ° F (3422 ° C)
- Forráspont: 10031 ° F (5555 ° C)
- Moh keménysége: 7.5
Termelés:
A volfrámot elsősorban kétfajta ásványi anyagból, wolframitból és scheelite-ből vonják ki. A volfrám újrahasznosítása ugyanakkor a globális kínálat mintegy 30% -át is jelenti. Kína a világ legnagyobb gyártója a fémnek, amely a világ kínálatának több mint 80% -át adja.
Miután a volfrámérc feldolgozásra és elválasztására került sor, a kémiai forma, ammónium paratungstate (APT) keletkezik. Az APT-t hidrogénnel melegíthetjük volfrám-oxid előállítására, vagy 1050 ° C feletti hőmérsékleten szénnel reagálhatunk volfrám-fém előállítására.
Alkalmazások:
A wolfram elsődleges alkalmazása több mint 100 éve olyan, mint az izzólámpa izzószál. Kis mennyiségű kálium-alumínium-szilikáttal doppingolt, a volfrámpor magas hőmérsékleten szinterezett, hogy a világítótestek millióinak fényében világító izzók közepén álljon elő.
Mivel a volfrám képes megtartani alakját magas hőmérsékleten, a volfrám-szálakat most is számos háztartási alkalmazásban használják, beleértve a lámpákat, a reflektorokat, az elektromos kemencékben lévő fűtőelemeket, a mikrohullámú sütőket, a röntgencsöveket és a katódsugárcsöveket (CRT-k ) számítógépes monitorokon és televíziókészülékeken.
A fém tágulása az intenzív hő hatására ideális az elektromos ívkemencékben és hegesztőberendezésekben található hőelemekhez és elektromos érintkezőkhöz. Azok a alkalmazások, amelyek koncentrált tömeget vagy súlyt igényelnek, mint például ellensúlyok, horgászcsapdák és darts, sűrűsége miatt gyakran volfrámot használnak.
Keményfém:
A volfrámkarbidot úgy állítják elő, hogy egy volfrámatommal egy szénatomot (a WC kémiai jelzéssel) vagy két volfrám atomot kötnek egyetlen szénatomtal (W2C). Ez úgy történik, hogy a volfrámpor széntartalmú szénhidrogénnel hidrogéngázáramban 2550-200 ° C (1400-160 ° C) hőmérsékleten melegítik.
A Moh keménységi skálája szerint (az egyik anyagnak a másik karcolásának képessége) szerint a volfrámkarbid keménysége 9,5, csak enyhén kisebb, mint a gyémánt. Emiatt ez a kemény vegyület szinterezett, olyan eljárás, amely megköveteli a por formájának magas hőmérsékleten történő préselését és melegítését, hogy a megmunkáláshoz és vágáshoz használt termékeket előállítsák. Az eredmény olyan anyagok, amelyek magas hőmérsékleten és feszültségen működhetnek, mint például fúrószárak, esztergagépek, marószerszámok és páncéltörő lőszerek.
A cementkötött karbidot volfrámkarbid és kobaltpor kombinációjával állítják elő, és kopásálló szerszámok gyártására használják, mint például a bányászati iparban.
Az alagútfúró gépet, melyet a Nagy-Britanniát összekötő csatorna-alagútot ástak, valójában csaknem 100 cementkötésű keményfém csúcsokkal volt felszerelve.
Volframötvözetek:
A volfrámfémeket más fémekkel kombinálhatjuk az erősségük, a kopásállóságuk és a korrózió ellen . Az acélötvözetek gyakran tartalmaznak volfrámot ezekre a hasznos tulajdonságokra. Számos nagysebességű acél - a vágó- és megmunkáló szerszámok, mint a fűrészlapok - körülbelül 18 százalékos volfrámot tartalmaz.
A volfrám-acélötvözeteket a rakétamotoros fúvókák gyártásánál is használják, amelyeknek nagy hőállóságúnak kell lenniük. Egyéb volfrámötvözetek közé tartozik a Stellite (kobalt, króm és volfrám), amelyet a csapágy és a dugattyúk használnak tartóssága és kopásállósága miatt, valamint a Hevimet, amelyet egy volfrám ötvözet porának szinterelésével gyártanak és lőszerekben használnak, , és a golf klubok.
A kobaltból, vasból vagy nikkelből készült szuperötvözetek volfrám mellett a repülőgépek turbinalapát is előállíthatók.