Tungsten: uygulama, özellikler ve kimyasal özellikler

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Tabiat ana, insanlığı faydalı kimyasal elementlerle zenginleştirmiştir. Bazıları bağırsaklarında gizlidir ve nispeten küçük miktarlarda bulunur, ancak önemi çok önemlidir. Bunlardan biri tungstendir. Kullanımı özel özelliklerinden kaynaklanmaktadır.

Başlangıç hikayesi

XVIII yüzyıl - periyodik tablonun keşfinin yüzyılı - bu metalin tarihinde temel oldu.

Önceden, mineral kayaçların bir parçası olan belirli bir maddenin varlığı kabul edildi, bu da onlardan gerekli metallerin eritilmesini engelledi. Örneğin, cevher böyle bir element içeriyorsa kalay elde etmek zordu. Erime sıcaklığı farkı ve kimyasal reaksiyonlar, kalay verimini az altan cüruf köpüğü oluşumuna neden oldu.

VIII yüzyılda, metal İsveçli bilim adamı Scheele ve İspanyol kardeşler Eluard tarafından art arda keşfedildi. Bu, şelit ve volframit gibi mineral kayaların oksidasyonu üzerine yapılan kimyasal deneylerin bir sonucu olarak gerçekleşti.

Atom numarası 74'e göre elementlerin periyodik sisteminde kayıtlıdır. Atomik yapıya sahip nadir bir ateşe dayanıklı metal183.84 kütleli tungstendir. Kullanımı, 20. yüzyılda keşfedilen olağandışı özelliklerden kaynaklanmaktadır.

Nereye bakmalı?

Dünyanın bağırsaklarındaki sayı açısından "seyrek nüfuslu" ve 28. sırada yer alıyor. Yaklaşık 22 farklı mineralin bir bileşenidir, ancak bunlardan sadece 4 tanesi çıkarılması için gereklidir: şelit (yaklaşık %80 trioksit içerir), volframit, ferberit ve hubnerit (her biri %75-77 içerir). Cevherlerin bileşimi çoğunlukla safsızlıklar içerir, bazı durumlarda molibden, kalay, tantal vb. Gibi metallerin paralel bir "ekstraksiyonu" gerçekleştirilir. En büyük mevduat Çin, Kazakistan, Kanada, ABD'de, ayrıca Rusya, Portekiz, Özbekistan'da da var.

Nasıl alıyorlar?

Kayalardaki düşük içeriğin yanı sıra özel özellikleri nedeniyle, saf tungsten elde etme teknolojisi oldukça karmaşıktır.

1. Cevheri %50-60 tungsten oksit konsantrasyonuna zenginleştirmek için manyetik ayırma, elektrostatik ayırma veya yüzdürme.
2. Alkali veya asit reaktifleri ile kimyasal reaksiyonlar yoluyla %99 oksit izolasyonu ve elde edilen çökeltinin aşamalı saflaştırılması.
3. Karbon veya hidrojen ile metal indirgeme, karşılık gelen metal tozunun çıktısı.
4. Külçe veya toz sinterlenmiş briket üretimi.

Metalurjik ürünlerin üretiminde önemli aşamalardan biri toz metalurjisidir. Toz haline getirilmiş refrakter metallerin karıştırılmasına, preslenmesine ve ardından sinterlenmesine dayanır. Bu şekilde, uygulaması esas olarak artan güç ve dayanıklılığa sahip kesici takımların endüstriyel üretiminde bulunan tungsten karbür dahil olmak üzere çok sayıda teknolojik açıdan önemli alaşım elde edilir.

Fiziksel ve kimyasal özellikler

Tungsten, vücut merkezli kristal kafese sahip, gümüş renkli, ateşe dayanıklı ve ağır bir metaldir.

• Erime noktası - 3422 ˚С.
• Kaynama noktası - 5555 ˚С.
• Yoğunluk - 19,25 g/cm3.

İyi bir elektrik akımı iletkenidir. mıknatıslanma yapmaz. Bazı mineraller (şelit gibi) ışıldama özelliğine sahiptir.

Asitlere, yüksek sıcaklıklarda agresif maddelere, korozyona ve eskimeye karşı dayanıklıdır. Tungsten ayrıca çeliklerdeki negatif safsızlıkların etkisinin devre dışı bırakılmasına, ısı direncinin, korozyon direncinin ve güvenilirliğinin iyileştirilmesine de katkıda bulunur. Bu tür demir-karbon alaşımlarının kullanımı, üretilebilirlikleri ve aşınma direnci ile doğrulanır.

Mekanik ve teknolojik özellikler

Tungsten sert, dayanıklı bir metaldir. Sertliği 488 HB, çekme mukavemeti 1130-1375 MPa'dır. Soğukken plastik değildir. 1600 ˚С sıcaklıkta, plastisite, basınç işlemine mutlak duyarlılık durumuna yükselir: dövme, haddeleme, çekme. Bu metalin 1 kg'ının toplam uzunluğu 3 km'ye kadar olan bir iplik üretmeyi mümkün kıldığı bilinmektedir.

Aşırı sertlik nedeniyle işleme zordur vekırılganlık. Toz metalurjisi ile yapılan delme, tornalama, frezeleme, karbür tungsten-kob alt malzemeleri kullanılır. Daha az sıklıkla, düşük hızlarda ve özel koşullarda, yüksek hızlı alaşımlı tungsten çelikten yapılmış aletler kullanılır. Ekipman çok çabuk aşındığı ve işlenmiş tungsten çatladığı için standart kesme ilkeleri uygulanamaz. Aşağıdaki teknolojiler uygulanır:

1. Gümüşün bu amaçla kullanılması dahil, yüzey tabakasının kimyasal olarak işlenmesi ve emprenye edilmesi.
2. Yüzeyin fırınlar, gaz alevi, 0,2 A elektrik akımı yardımıyla ısıtılması. Plastisitede hafif bir artışın olduğu ve buna bağlı olarak kesmenin iyileştiği izin verilen sıcaklık 300-450 ˚С'dir..
3. Erişebilir malzemelerle tungsten kesim.

Bileme ve taşlama, daha az sıklıkla korindon olmak üzere elmas ve dirsek araçları kullanılarak yapılmalıdır.

Bu refrakter metalin kaynağı, esas olarak bir soy gaz veya sıvı koruyucu içinde bir elektrik arkı, tungsten veya karbon elektrotlarının etkisi altında gerçekleştirilir. Temas kaynağı da mümkündür.

Bu özel kimyasal element, onu kalabalığın arasından öne çıkaran özelliklere sahiptir. Bu nedenle, örneğin, yüksek ısı direnci ve aşınma direnci ile karakterize edilir, alaşımlı tungsten içeren çeliklerin kalitesini ve kesme özelliklerini geliştirir ve yüksek erime noktası, ampuller için filamentler ve kaynak için elektrotlar üretmeyi mümkün kılar.

Uygulama

Nadirlik, olağandışılık ve önem, Tungsten - tungsten adlı bir metalin modern teknolojideki yaygın kullanımını belirler. Özellikler ve uygulama, yüksek maliyet ve talebi haklı çıkarır. Yüksek erime noktası, sertlik, mukavemet, ısı direnci ve kimyasal saldırı ve korozyon direnci, aşınma direnci ve kesme özellikleri ana kozlarıdır. Kullanım senaryoları:

1. Filamentler.
2. Matkap ve diğer aletlerin, zımbaların, yayların ve yayların üretiminde kullanılan yüksek hızlı, aşınmaya dayanıklı, ısıya dayanıklı ve ısıya dayanıklı demir-karbon alaşımları elde etmek için çeliklerin alaşımlanması, raylar.
3. Genellikle aşınmaya son derece dayanıklı kesme, delme veya presleme aletleri olarak kullanılan "toz" sert alaşımların üretimi.
4. TIG ve direnç kaynağı için elektrotlar.
5. X-ray ve radyo mühendisliği için parça üretimi, çeşitli teknik lambalar.
6. Özel ışıklı boyalar.
7. Kimya endüstrisi için tel ve parçalar.
8. Çeşitli pratik küçük şeyler, örneğin balık tutmak için jigler.

Tungsten içeren çeşitli alaşımlar popülerlik kazanıyor. Bu tür malzemelerin kapsamı bazen şaşırtıcıdır - ağır mühendislikten özel özelliklere sahip (örneğin ateşe dayanıklı) kumaşların yapıldığı hafif endüstriye kadar.

Evrensel malzemeler yoktur. Bilinen her element ve yaratılan alaşımlar, benzersiz olmaları ve belirli yaşam ve endüstri alanları için gerekli olmaları ile ayırt edilir. Ancak bunlardan bazıları, daha önce mümkün olmayan süreçleri mümkün kılan özel özelliklere sahiptir. Böyle bir metal tungstendir. Uygulaması çelik gibi yeterince geniş değil ama seçeneklerin her biri son derece kullanışlı ve insanlık için gerekli.