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.
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 |
