Вольфрам - Описание

На странице "Вольфрам - описание" Вы можете найти интересную информацию о металле под названием вольфрам как-то: физические, химические свойства вольфрам, область его применения, различные марки вольфрама, виды продукции из вольфрама.

Основные сведения | История | Применение | Продукция | Физические свойства | Химические свойства | Марки

 

Основные сведения о вольфраме

Вольфрам (W) (Wolframium) - химический элемент VI группы периодической системы, атомный номер 74, атомная масса 183,85. Название от немецкого Wolf волк и Rahm сливки («волчья пена»). Светло-серый металл, наиболее тугоплавкий из металлов. На воздухе при обычной температуре устойчив. Главные минералы вольфрамит и шеелит. Вольфрам - компонент жаропрочных сверхтвердых сталей (инструментальные, быстрорежущие) и сплавов (победит, стеллит и др.); чистый вольфрам используется в электротехнике (нити ламп накаливания) и радиоэлектронике (катоды и аноды электронных приборов).
 
 
 

История открытия вольфрама

Вольфрам был открыт знаменитым шведским химиком Карлом Шееле. Аптекарь по профессии, Шееле в своей маленькой лаборатории провел много замечательных исследований. Он открыл кислород, хлор, барий, марганец. Незадолго до смерти, в 1781 году, Шееле — к этому времени уже член Стокгольмской Академии наук — обнаружил, что минерал тунгстен (впоследствии названный шеелитом) представляет собой соль неизвестной тогда кислоты. Спустя два года испанские химики братья д'Элуяр, работавшие под руководством Шееле, сумели выделить из этого минерала новый элемент — вольфрам, которому суждено было произвести переворот в промышленности. Однако это произошло через целое столетие.
 

Области применения вольфрама

Вольфрам - основа твердых сплавов и многих жаропрочных сплавов, входит в состав износоустойчивых сплавов и инструментальных сталей. Из вольфрама и сплавов изготавливают: детали авиационных двигателей, нити накаливания и детали в электровакуумных приборах. Также благодаря высокой плотности вольфрам используется для противовесов, артиллерийских снарядов, пуль и сверхскоростных роторов гироскопов для стабилизации полёта баллистических ракет (до 180 тыс. об/мин).
Монокристаллы вольфраматов используются как сцинтилляционные детекторы рентгеновского излучения и других ионизирующих излучений в ядерной физике и ядерной медицине. Дителлурид вольфрама WTe2 применяется для преобразования тепловой энергии в электрическую (термо-ЭДС около 57 мкВ/К). Стоит отметить, что вольфрам используют в качестве электродов для аргоно-дуговой сварки.
Широкий спектр применения имеют соединения вольфрама. Так, например, твёрдые сплавы и композитные материалы на основе карбида вольфрама используются для механической обработки металлов и неметаллических конструкционных материалов в машиностроении (точение, фрезерование, строгание, долбление), бурения скважин, в горнодобывающей промышленности. Сульфид вольфрама WS2 применяется как высокотемпературная (до 500 °C) смазка. При производстве твердого электролита высокотемпературных топливных элементов применяется трехокись вольфрама. Также соединения вольфрама применяют в лакокрасочной, текстильной промышленности и в качестве катализатора и пигмента при органическом синтезе.
 

Продукция из вольфрама

Промышленностью выпускается большое разнообразие вольфрамовой продукции. Наиболее распространены вольфрамовые электроды, проволока из вольфрама, вольфрамовый порошок, штабик, лист. Электроды из вольфрама являются неплавящимися и используются для сварки цветных металлов, высоколегированных сталей, материалов разного химического состава. Они обеспечивают высокую прочность сварного шва. Из вольфрамовой проволоки изготовляют нагреватели, спирали для ламп накаливания. Проволока вольфрам рениевая (термоэлектродная проволока) применяется для изготовления термопар, с помощью которых можно измерять высокие температуры. Порошок вольфрама является основой многих жаропрочных сталей и сплавов и твердых сплавов. Так, например, данный порошок является основой твердого вольфрам-кобальтового сплава ВК8.

 

Физические свойства вольфрама

Свойство Значение
Атомный номер 74
Атомная масса, а.е.м 183,84
Атомный диаметр, пм 282
Плотность, г/см³ 19,3
Молярная теплоемкость, Дж/(K·моль) 24,27
Теплопроводность, Вт/(м·K) 173
Температура плавления, °С 3422
Температура кипения, °С 5900
Теплота плавления, кДж/моль 35
Теплота испарения, кДж/моль 824
Молярный объем, см³/моль 9,53
Твердость, HB 350
Цвет искры Короткий желтый прерывистый пучок искр
Группа металлов Тугоплавкий металл

 

Химические свойства вольфрама

Свойство Вольфрам
Ковалентный радиус, пм 170
Радиус иона, пм (+6e) 62 (+4e) 70
Электроотрицательность (по Полингу) 2,3
Электродный потенциал, В W ← W3+ 0,11; W ← W6+ 0,68
Степени окисления 6, 5, 4, 3, 2, 0

 

Марки вольфрама и сплавов

Стандарт Марка Основа % ДР. % Средн. содержание примес. и посадок % не более
ТУ48-19-39-85 из штабика
по ТУ48-19-153-83
ВРН W 99,931-99,926 Al-0,002. Fe-0,009. Ni-0,004. Ca-0,010. Si-0,004. Mo-0,040
ТУ48-19-39-85 ВРН W 99,9146-99,931
Al-0,0030. Fe-0,010. Ni-0,005. Ca-0,010. Si-0,005.
 Mo-0,040. C-0,008. Сумма газов 0,0044.
Проволока ГОСТ 19671-91
Прутки (отожж.) ТУ11-78 Су0, 021, 152
Прутки ТУ11-77 Яе0, 021, 056
Фольга ТУ48-19-292-78
Штабик ТУ11-78 Су0, 021, 019
Загот.Шлиф. ТУ11-74 Су0, 021, 054
ВА W 99, 95 Присадки и примеси 0,05. (Mo, K, Ca, Al, Fe).
С 0,004-0,008. N-0,001. H-0,0001. O-0,001-0,009
Порошок ВА W осн. Mo-0,02. Fe-0,01. CaO-0,002. SiO2-0,10-0,20. KCl-0,27-0,3. Сумма полуторн. окислов - 0,01. O2-0,025
Вольфрам лантанированный
ТУ48-19-27-88 прутки
ВЛ W-ост. La 0,85-1,1 Сумма примесей(Al, Fe, Mo, Si)-0,04
Вольфрам иттрированный
ТУ48-19-221-83
СВИ-1 W 97, 623 YO2 1,5-2,3 Mo-0,04. Fe-0,007. Ca-0,010. Si-0,010. Al-0,005. Ni-0,005.

 

Содержание в соединениях тугоплавких металлов в %

Формула Название соединения Молекулярный вес %
W2C Карбид вольфрама 379,85 48,42
WC Карбид вольфрама 195,93 93,87
W02 Двуокись вольфрама 215,85 85,17
W03 Трехокись вольфрама 231,85 79,30
WS2 Двусернистый вольфрам 248,05 74,15
Вольфрам вторичный

ГОСТы и ТУ

  • ТУ 48-19-106-91 Полосы вольфрамовые неотожженные. Технические условия
  • ТУ 48-19-417-86 Вольфрам металлический в виде порошка. Технические условия
  • ТУ 48-19-76-90 Вольфрам металлический для металлургических целей. Технические условия
  • ТУ 11-77 (Яе0.021.056 ТУ) Прутки вольфрамовые. Технические условия
  • ТУ 48-19-39-85 Прутки и проволока вольфрамовые
  • ТУ 48-19-72-92 Порошок вольфрамовый
  • ГОСТ 23949-80 Электроды вольфрамовые сварочные неплавящиеся. Технические условия
  • ТУ 48-19-320-91 Прутки вольфрамовые для электродов ксеноновых ламп. Технические условия
  • ТУ 48-19-60-78 Смеси вольфрамовые, титано-вольфрамовые и титано-тантало-вольфрамовые. Технические условия
  • ГОСТ 19671-91 Проволока вольфрамовая для источников света. Технические условия
  • ТУ 48-19-309-79 Проволока из торированного вольфрама. Технические условия
  • ТУ 48-19-59-87 Прутки шлифованные из торированного вольфрама. Технические условия
  • ГОСТ 18903-73 Проволока вольфрамовая. Сортамент
  • ТУ 48-19-27-88 Вольфрам лантанированный в виде прутков. Технические условия
  • ТУ 48-19-57-91 Вольфрам металлический высокой чистоты. Технические условия
  • ТУ 48-19-221-83 Прутки из иттрированного вольфрама марки СВИ-1
  • ТУ 48-19-527-91 Электроды вольфрамовые сварочные неплавящиеся марок ЭВЧ и ЭВЛ-2. Технические условия

Полезная информация