Wolfram jest matowym metalem w kolorze srebrnym o najwyższym punkcie topnienia ze wszystkich czystych metali. Znany również jako Wolfram, od którego pierwiastek bierze swój symbol W, wolfram jest bardziej odporny na pękanie niż diament i jest znacznie twardszy niż stal.
Unikalne właściwości tego ogniotrwałego metalu - jego wytrzymałość i odporność na wysokie temperatury - sprawiają, że jest idealny do wielu zastosowań komercyjnych i przemysłowych.
Właściwości wolframu
- Symbol atomowy: W.
- Liczba atomowa: 74
- Kategoria elementu: metal przejściowy
- Gęstość: 19,24 gramów / centymetr3
- Temperatura topnienia: 3422 ° C (6192 ° F)
- Temperatura wrzenia: 5555 ° C (10031 ° F)
- Twardość Moha: 7,5
Produkcja
Wolfram jest wydobywany głównie z dwóch rodzajów minerałów, wolframitu i scelitu. Jednak recykling wolframu stanowi również około 30% globalnej podaży. Chiny są największym na świecie producentem metalu, zapewniającym ponad 80% światowej podaży.
Po przetworzeniu i oddzieleniu rudy wolframu powstaje postać chemiczna paratungstate amonu (APT). APT można ogrzewać wodorem z wytworzeniem tlenku wolframu lub reagować z węglem w temperaturach powyżej 1050 ° C (1925 ° F) z wytworzeniem metalu wolframu.
Aplikacje
Podstawowym zastosowaniem wolframu od ponad 100 lat jest żarnik w żarówkach. Domieszkowany niewielkimi ilościami krzemianu potasowo-glinowego proszek wolframu spieka się w wysokiej temperaturze do produkcji drutu z włókna, który znajduje się w centrum żarówek, które oświetlają miliony domów w całym świat.
Ze względu na zdolność wolframu do zachowania kształtu w wysokich temperaturach, filamenty wolframowe są obecnie stosowane również w różnych zastosowania domowe, w tym lampy, reflektory, elementy grzejne w piecach elektrycznych, kuchenkach mikrofalowych i rentgenowskich rury.
Tolerancja metalu na intensywne ciepło czyni go idealnym do termopar i styków elektrycznych w elektrycznych piecach łukowych i urządzeniach spawalniczych. W aplikacjach wymagających skoncentrowanej masy lub ciężaru, takich jak przeciwwagi, obciążniki i rzutki, często stosuje się wolfram ze względu na jego gęstość.
Węglik wolframu
Węglik wolframu jest wytwarzany przez wiązanie jednego atomu wolframu z pojedynczym atomem węgla (reprezentowanym przez symbol chemiczny WC) lub z dwoma atomami wolframu z jednym atomem węgla (W2C). Odbywa się to przez ogrzewanie proszku wolframu węglem w temperaturach od 2550 ° F do 2900 ° F (1400 ° C do 1600 ° C) w strumieniu gazowego wodoru.
Zgodnie ze skalą twardości Moha (miarą zdolności jednego materiału do zarysowania innego), węglik wolframu ma twardość 9,5, tylko nieco niższą niż diament. Z tego powodu wolfram jest spiekany (proces wymagający prasowania i podgrzewania formy proszkowej w wysokich temperaturach) w celu wytworzenia produktów stosowanych w obróbce skrawaniem i cięciu.
Rezultatem są materiały, które mogą pracować w warunkach wysokiej temperatury i naprężeń, takie jak wiertła, narzędzia tokarskie, frezy i amunicja przeciwpancerna.
Węglik spiekany jest wytwarzany przy użyciu kombinacji węglika wolframu i kobalt proszek. Służy również do produkcji odpornych na zużycie narzędzi, takich jak te używane w górnictwie. Wytaczarka tunelowa, która została wykorzystana do wykopania tunelu pod kanałem La Manche łączącym Wielką Brytanię z Europą, została wyposażona w prawie 100 końcówek z węglika spiekanego.
Stopy wolframu
Wolfram może być łączony z innymi metalami w celu zwiększenia ich wytrzymałości i odporności na zużycie oraz korozja. Stalstopy często zawierają wolfram dla tych korzystnych właściwości. Stell stosowany w szybkich aplikacjach - w narzędziach do cięcia i obróbki, takich jak brzeszczoty - zawiera około 18% wolframu.
Stopy wolframu są również wykorzystywane do produkcji dysz silników rakietowych, które muszą mieć wysokie właściwości żaroodporne. Inne stopy wolframu obejmują Stellit (kobalt, chrom i wolfram), który jest stosowany w łożyskach i tłokach ze względu na jego trwałość i odporność na zużycie i Hevimet, który jest wytwarzany przez spiekanie proszku stopu wolframu i jest stosowany w amunicji, beczkach do rzutek i golfie kluby.
Superstopy wykonane z kobaltu, żelazo lub nikielwraz z wolframem mogą być wykorzystywane do produkcji łopat turbin do samolotów.