Tungsten: aplikasyon, mga katangian at kemikal na katangian

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Pinayaman ng inang kalikasan ang sangkatauhan ng mga kapaki-pakinabang na elemento ng kemikal. Ang ilan sa mga ito ay nakatago sa mga bituka nito at nakapaloob sa medyo maliit na dami, ngunit ang kanilang kahalagahan ay napakahalaga. Ang isa sa mga ito ay tungsten. Ang paggamit nito ay dahil sa mga espesyal na katangian nito.

Origin story

Siglo ng XVIII - ang siglo ng pagkatuklas ng periodic table - naging pangunahing sa kasaysayan ng metal na ito.

Noon, ang pagkakaroon ng isang tiyak na sangkap, na bahagi ng mga mineral na bato, ay tinanggap, na pumigil sa pagtunaw ng mga kinakailangang metal mula sa kanila. Halimbawa, ang pagkuha ng lata ay mahirap kung ang mineral ay naglalaman ng gayong elemento. Ang pagkakaiba sa temperatura ng pagkatunaw at mga reaksiyong kemikal ay nagresulta sa pagbuo ng slag foam, na nagpababa sa dami ng ani ng lata.

Noong VIII na siglo, ang metal ay sunud-sunod na natuklasan ng Swedish scientist na si Scheele at ng magkapatid na Espanyol na si Eluard. Nangyari ito bilang resulta ng mga eksperimento sa kemikal sa oksihenasyon ng mga mineral na bato - scheelite at wolframite.

Nakarehistro sa periodic system ng mga elemento alinsunod sa atomic number 74. Isang bihirang refractory metal na may atomicna may mass na 183.84 ay tungsten. Ang paggamit nito ay dahil sa mga hindi pangkaraniwang katangiang natuklasan na noong ika-20 siglo.

Saan titingin?

Sa mga tuntunin ng bilang sa bituka ng lupa, ito ay "kaunti ang populasyon" at nasa ika-28 na puwesto. Ito ay bahagi ng humigit-kumulang 22 iba't ibang mineral, ngunit 4 lamang sa kanila ang mahalaga para sa pagkuha nito: scheelite (naglalaman ng halos 80% trioxide), wolframite, ferberite at hubnerite (naglalaman sila ng 75-77% bawat isa). Ang komposisyon ng mga ores ay kadalasang naglalaman ng mga impurities, sa ilang mga kaso ay isinasagawa ang isang parallel na "pagkuha" ng mga metal tulad ng molibdenum, lata, tantalum, atbp. Ang pinakamalaking deposito ay nasa China, Kazakhstan, Canada, USA, mayroon din sa Russia, Portugal, Uzbekistan.

Paano nila ito makukuha?

Dahil sa mga espesyal na katangian, pati na rin ang mababang nilalaman sa mga bato, ang teknolohiya para sa pagkuha ng purong tungsten ay medyo kumplikado.

1. Magnetic separation, electrostatic separation o flotation para pagyamanin ang ore sa 50-60% na konsentrasyon ng tungsten oxide.
2. Isolation ng 99% oxide sa pamamagitan ng mga kemikal na reaksyon na may alkaline o acidic reagents at phased purification ng resultang precipitate.
3. Metal reduction na may carbon o hydrogen, output ng katumbas na metal powder.
4. Paggawa ng mga ingot o powder sintered briquette.

Isa sa mahahalagang yugto sa paggawa ng mga produktong metalurhiko ay ang metalurhiya ng pulbos. Ito ay batay sa paghahalo ng mga pulbos na refractory metal, ang kanilang pagpindot at kasunod na sintering. Sa ganitong paraan, ang isang malaking bilang ng mga haluang metal na mahalaga sa teknolohiya ay nakuha, kabilang ang tungsten carbide, ang paggamit nito ay matatagpuan pangunahin sa pang-industriya na produksyon ng mga cutting tool na may tumaas na kapangyarihan at tibay.

Mga katangiang pisikal at kemikal

Ang Tungsten ay isang refractory at heavy metal na kulay pilak na may body-centered crystal lattice.

• Melting point - 3422 ˚С.
• Boiling point - 5555 ˚С.
• Density - 19.25 g/cm3.

Ito ay isang magandang conductor ng electric current. Hindi nag-magnet. Luminescent ang ilang mineral (gaya ng scheelite).

Lumalaban sa mga acid, agresibong substance sa mataas na temperatura, kaagnasan at pagtanda. Nag-aambag din ang Tungsten sa pag-deactivate ng impluwensya ng mga negatibong impurities sa mga bakal, ang pagpapabuti ng paglaban ng init nito, paglaban sa kaagnasan at pagiging maaasahan. Ang paggamit ng mga iron-carbon alloys ay nabibigyang-katwiran sa pamamagitan ng kanilang kakayahang gawin at wear resistance.

Mga katangiang mekanikal at teknolohikal

Ang Tungsten ay isang matigas at matibay na metal. Ang katigasan nito ay 488 HB, ang lakas ng makunat ay 1130-1375 MPa. Kapag malamig, hindi ito plastik. Sa isang temperatura ng 1600 ˚С, ang plasticity ay tumataas sa isang estado ng ganap na pagkamaramdamin sa paggamot sa presyon: forging, rolling, drawing. Nabatid na ang 1 kg ng metal na ito ay ginagawang posible upang makagawa ng isang sinulid na may kabuuang haba na hanggang 3 km.

Mahirap ang makina dahil sa sobrang tigas atkarupukan. Para sa pagbabarena, pag-ikot, paggiling, carbide tungsten-cob alt na materyales ay ginagamit, na ginawa ng powder metalurgy. Mas madalas, sa mababang bilis at mga espesyal na kondisyon, ang mga tool na gawa sa high-speed alloyed tungsten steel ay ginagamit. Ang mga karaniwang prinsipyo ng pagputol ay hindi naaangkop, dahil ang kagamitan ay napakabilis na naubos, at ang naprosesong tungsten ay nabibitak. Inilapat ang mga sumusunod na teknolohiya:

1. Chemical treatment at impregnation ng surface layer, kabilang ang paggamit ng silver para sa layuning ito.
2. Pag-init sa ibabaw sa tulong ng mga hurno, isang apoy ng gas, isang electric current na 0.2 A. Ang pinahihintulutang temperatura kung saan mayroong bahagyang pagtaas sa plasticity at, nang naaayon, ang pagputol ay nagpapabuti, ay 300-450 ˚С..
3. Tungsten cutting na may fusible materials.

Dapat na isagawa ang paghahalas at paggiling gamit ang mga tool ng brilyante at elbor, mas madalas na corundum.

Ang welding ng refractory metal na ito ay pangunahing isinasagawa sa ilalim ng pagkilos ng isang electric arc, tungsten o carbon electrodes sa isang inert gas o liquid shielding. Posible rin ang contact welding.

Ang partikular na kemikal na elementong ito ay may mga katangian na nagpapatingkad dito sa karamihan. Kaya, halimbawa, nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na heat resistance at wear resistance, pinapabuti nito ang kalidad at cutting properties ng alloyed tungsten-containing steels, at ang mataas na melting point nito ay ginagawang posible na makagawa ng mga filament para sa mga light bulbs at electrodes para sa welding.

Application

Ang pambihira, hindi pangkaraniwan at kahalagahan ay tumutukoy sa malawakang paggamit sa modernong teknolohiya ng isang metal na tinatawag na Tungsten - tungsten. Ang mga ari-arian at aplikasyon ay nagbibigay-katwiran sa mataas na gastos at pangangailangan. Ang mataas na punto ng pagkatunaw, katigasan, lakas, paglaban sa init at paglaban sa pag-atake ng kemikal at kaagnasan, paglaban sa pagsusuot at mga tampok ng pagputol ay ang mga pangunahing trump card nito. Mga kaso ng paggamit:

1. Filament.
2. Alloying ng mga bakal upang makakuha ng high-speed, wear-resistant, heat-resistant at heat-resistant iron-carbon alloys, na ginagamit para sa produksyon ng mga drills at iba pang tool, suntok, spring at spring, riles.
3. Produksyon ng mga "pulbos" na matigas na haluang metal, pangunahing ginagamit bilang mga tool sa pagputol, pagbabarena, o pagpindot na lubos na lumalaban sa pagsusuot.
4. Electrodes para sa TIG at resistance welding.
5. Produksyon ng mga bahagi para sa X-ray at radio engineering, iba't ibang teknikal na lamp.
6. Mga espesyal na makinang na pintura.
7. Wire at mga piyesa para sa industriya ng kemikal.
8. Iba't ibang praktikal na maliliit na bagay, halimbawa, jigs para sa pangingisda.

Ang iba't ibang mga haluang metal na naglalaman ng tungsten ay nagiging popular. Ang saklaw ng mga naturang materyales ay minsan nakakagulat - mula sa mabibigat na engineering hanggang sa magaan na industriya, kung saan ang mga tela na may mga espesyal na katangian (halimbawa, lumalaban sa sunog) ay ginawa.

Walang mga unibersal na materyales. Ang bawat kilalang elemento at nilikha na mga haluang metal ay nakikilala sa pamamagitan ng kanilang pagiging natatangi at pangangailangan para sa ilang mga lugar ng buhay at industriya. Gayunpaman, ang ilan sa mga ito ay may mga espesyal na katangian na ginagawang posible ang mga prosesong dati nang hindi magagawa. Ang isang tulad ng metal ay tungsten. Ang paggamit nito ay hindi sapat na lapad, tulad ng bakal, ngunit ang bawat isa sa mga opsyon ay lubhang kapaki-pakinabang at kinakailangan para sa sangkatauhan.