A wolfram egyedülálló tulajdonságokkal rendelkező fém. A fémek közül a legmagasabb forrásponttal (5555 °C - ugyanez a hőmérséklet a napfényszférában) és olvadáspontjával (3422 °C) rendelkezik, miközben a legalacsonyabb hőtágulási együtthatóval rendelkezik.
Ráadásul az egyik legkeményebb, legnehezebb, stabil és sűrű fémek: A volfrám sűrűsége az uránéhoz hasonlítható, és 1,7-szer nagyobb, mint az ólomé.
Elektromos vezetőképessége közel 3-szor kisebb, mint a rézé, de elég magas. Tisztított formájában a wolfram ezüstös-fehér, megjelenésében acélra vagy platinára emlékeztet, jelentős melegítéssel - 1600 ° C-ig - tökéletesen kovácsolódik.
Felfedezés és alkalmazás története
A fém nevét a wolframite-ről kapta, egy ásványról, amelynek nevét latinul „farkashab”, németül „farkaskrém”-nek fordítják. Ilyen furcsa név az ásvány viselkedéséhez kötődik: a bányászott ónércet kísérve zavarta meg az ón olvasztását, salakhabbá változtatva a középkorban értékes anyagot. Aztán azt mondták róla: "A farkas úgy eszi az ónt, mint a birka."
A tiszta volfrám felfedezése két helyen történt egyszerre. 1781-ben Scheele vegyész (Svédország) „nehéz követ” kapott azáltal, hogy befolyásolta. salétromsav a scheelitért. 1783-ban pedig Eluard (Spanyolország) vegyészei a tiszta volfrám izolálásáról is beszámoltak. 
A fő fémkészleteket Kazahsztánban, Kanadában, Kínában és az Egyesült Államokban találták.
A wolfram használata Wolfram keményfém.
A volfrám körülbelül 50%-át kemény anyagok, különösen 2770 °C olvadáspontú volfrám-karbid előállítására használják.
Wolfram keményfém - kémiai vegyület egyenlő számú volfrám és szénatom. Kétszer merevebb, mint az acél, és a Mohs-skála szerint 9-es merevségi tényezője (10-es faktor).
A volfrámkarbidot a következők előállításához használják:
– vágószerszámok, amelyek rendkívül ellenállnak a kopásnak és a magas hőmérsékletnek;
- páncéltörő lőszer;
- tankpáncél; 
- repülőgép- és hajtóműalkatrészek;
- részletek űrhajókés rakéták;
— berendezések a nukleáris ipar számára;
— ballasztok, kereskedelmi repülőgépek, versenyautók;
- nyitott (üreges) és laparoszkópos sebészeti műszerek (olló, csipesz, megfogó, vágó stb.) - drágábbak, mint az orvosi acél, de jobb a teljesítményük;
— ékszerek különösen a jegygyűrűk: a wolfram népszerűsége a jegygyűrűben annak köszönhető fizikai tulajdonságok fém (erő, tűzállóság, mintha a kapcsolatok azonos erősségét jelképezné) és annak kinézet- a polírozott volfrám a végtelenségig megőrzi ragyogó, tükörszerű megjelenését, mivel a hétköznapi életben lehetetlen megkarcolni valamivel;
- egy golyó drága golyóstollakban;
- kalibrációs blokkok, amelyeket viszont a méretmérő metrológiában precíziós hosszúságok előállítására használnak.
A volfrám egyéb felhasználásai
A volfrámot magas hőmérsékletű vákuumkemencék fűtőelemeinek, különféle világítóberendezések izzószálainak előállításához használják. 
A wolfram-szulfidot magas hőmérsékletű kenőanyagként alkalmazzák, amely akár 500 °C-os hőmérsékletet is képes ellenállni. A volfrám-egykristályokat a magfizika és az orvostudomány használják.
Volfrám- a legtűzállóbb fémek. Csak a nem fémes elemnek, a szénnek van magasabb olvadáspontja. Normál körülmények között vegyszerálló. A Wolframium nevet a 16. században ismert wolframit ásványból vették át az elemre. latnak hívják. Spuma lupi ("farkashab") vagy németül. Wolf Rahm ("farkaskrém", "farkaskrém"). Az elnevezést az okozta, hogy az ónérceket kísérő wolfram megzavarta az ón olvasztását, salakhabbá változtatva azt („az ónt úgy falja, mint a farkas a bárány”).
Lásd még:
SZERKEZET
A wolfram kristály testközpontú köbös rácsot tartalmaz. A hidegben a wolframkristályokat alacsony plaszticitás jellemzi, ezért a por préselése során gyakorlatilag nem változtatják meg alapformájukat és méretüket, a por tömörödése elsősorban a részecskék egymáshoz viszonyított mozgása révén történik. Testközpontúan köbös cella a wolfram atomok a sejt csúcsaiban és középpontjában helyezkednek el, azaz. Sejtenként két atom van. A bcc szerkezet nem a legközelebbi atomcsomag. A tömörségi tényező 0,68. A wolfram tércsoportja az Im3m.
TULAJDONSÁGOK
A volfrám egy fényes, világosszürke fém, amely a legmagasabb bizonyított olvadás- és forrásponttal rendelkezik (feltételezzük, hogy a seaborgium még tűzállóbb, de ez egyelőre nem állítható határozottan - a seaborgium élettartama nagyon rövid). Olvadáspont - 3695 K (3422 °C), forráspontja 5828 K (5555 °C). A tiszta volfrám sűrűsége 19,25 g/cm³. Paramágneses tulajdonságokkal rendelkezik (mágneses szuszceptibilitása 0,32 10−9). Brinell keménység 488 kg/mm², elektromos ellenállás 20 °C-on - 55·10-9 Ohm·m, 2700 °C-on - 904·10-9 Ohm·m. A hang sebessége lágyított volfrámban 4290 m/s. Ez paramágneses.
A volfrám az egyik legnehezebb, legkeményebb és leginkább tűzálló fém. Tiszta formájában ezüst-fehér fém, hasonló a platinához, körülbelül 1600 ° C hőmérsékleten jól kovácsolható, és vékony szálra húzható.
TARTALÉKOK ÉS TERMELÉS
A volfrám klarkéja a földkéregben (Vinogradov szerint) 1,3 g/t (tartalom szerint 0,00013%) földkéreg). Átlagos tartalma kőzetekben, g/t: ultrabázikus - 0,1, bázikus - 0,7, közepes - 1,2, savas - 1,9.
A wolfram előállítási folyamata a WO 3 trioxidnak az érckoncentrátumoktól való elválasztásán, majd hidrogénnel fémporrá történő redukcióján megy keresztül, körülbelül 700 °C hőmérsékleten. A volfrám magas olvadáspontja miatt porkohászati módszereket alkalmaznak a tömör forma eléréséhez: a kapott port préselik, hidrogénatmoszférában 1200-1300 °C hőmérsékleten szinterelik, majd átengedik. elektromosság. A fémet 3000 °C-ra hevítik, és monolitikus anyaggá szinterelik. Az ezt követő tisztításhoz és az egykristályos forma előállításához zónaolvasztást alkalmaznak.
EREDET
A wolfram a természetben főleg oxidált komplex vegyületek formájában fordul elő, amelyeket a WO 3 volfrám-trioxid vas- és mangán- vagy kalcium-oxidokkal, valamint néha ólom-, réz-, tórium- és ritkaföldfém-elemekkel alkot. Ipari jelentőségű a wolframit (vas- és mangán-volframát nFeWO 4 * mMnWO 4 -, ferberit és hübnerit) és a scheelit (kalcium-volframát CaWO 4). A wolfram ásványok általában gránit kőzetekben vannak szórva, így a volfrám átlagos koncentrációja 1-2%.
A legnagyobb tartalékokkal Kazahsztán, Kína, Kanada és az USA rendelkezik; lelőhelyek Bolíviában, Portugáliában, Oroszországban, Üzbegisztánban és Dél-Koreában is ismertek. A világ volfrámtermelése évi 49-50 ezer tonna, ebből Kínában 41, Oroszországban 3,5; Kazahsztán 0,7, Ausztria 0,5. A volfrám fő exportőrei: Kína, Dél-Korea, Ausztria. Fő importőrök: USA, Japán, Németország, Egyesült Királyság.
Örményországban és más országokban is vannak volfrámlerakódások.
ALKALMAZÁS
A wolfram tűzállósága és plaszticitása nélkülözhetetlenné teszi a világítóberendezések izzószálaihoz, valamint a kineszkópokhoz és más vákuumcsövekhez.
Nagy sűrűsége miatt a volfrám a nehéz ötvözetek alapja, amelyeket ellensúlyokhoz, szubkaliberű és nyíl alakú tollas tüzérségi lövedékek páncéltörő magjaihoz, páncéltörő golyók magjaihoz és nagy sebességű giroszkóp rotorokhoz használnak a stabilizálás érdekében. ballisztikus rakéták repülése (180 ezer ford./percig).
A volfrámot elektródaként használják az argon ívhegesztéshez. A volfrámot tartalmazó ötvözeteket hőállóság, savállóság, keménység és kopásállóság jellemzi. Sebészeti műszerek (amaloy ötvözet), tankpáncélok, torpedók és lövedékek, repülőgépek és hajtóművek legfontosabb alkatrészei, tárolókonténerek készítésére szolgálnak. radioaktív anyagok. A volfrám a legjobb minőségű szerszámacélok fontos alkotóeleme. A volfrámot magas hőmérsékletű vákuumálló kemencékben használják fűtőelemként. Az ilyen kemencékben hőelemként volfrám és rénium ötvözetet használnak.
Fémek és nemfémes szerkezeti anyagok mechanikai feldolgozására a gépiparban (esztergálás, marás, gyalulás, vésés), kútfúrásnál, a bányászatban széles körben alkalmazzák a keményfém- és keményfém-alapú kompozit anyagokat (például Pobedite, kobaltmátrixban lévő WC-kristályokból áll; Oroszországban széles körben használt minőségek - VK2, VK4, VK6, VK8, VK15, VK25, T5K10, T15K6, T30K4), valamint volfrám-karbid, titán-karbid, tantál-karbid keverékei (TT minőség) különösen nehéz megmunkálási körülményekhez, például hőálló acélból készült kovácsoltságok véséséhez és gyalulásához, valamint erős anyagok rotációs ütvefúrásához). Széles körben használják ötvözőelemként (gyakran molibdénnel együtt) acélokban és vasalapú ötvözetekben. A P betűvel kezdődő jelöléssel ellátott "nagy sebességű" kategóriába sorolt erősen ötvözött acél szinte mindig tartalmaz volfrámot. (Р18, Р6М5. gyorstól - gyors, gyors).
A WS 2 wolfram-szulfidot magas hőmérsékletű (legfeljebb 500 °C-os) zsírként használják. Néhány volfrámvegyületet katalizátorként és pigmentként használnak. Volframát egykristályokat (ólom, kadmium, kalcium-volframát) használnak szcintillációs detektorként röntgensugárzásés egyéb ionizáló sugárzások a magfizikában és a nukleáris medicinában.
A WTe 2 wolfram-ditelluridot a hőenergia elektromos energiává alakítására használják (termo-EMF körülbelül 57 μV/K). A 185 W mesterséges radionuklidot radioaktív címkeként használják az anyag tanulmányozásában. A stabil 184 W-ot a szilárdfázisú nukleáris rakétahajtóművekben használt urán-235 ötvözetek alkotóelemeként használják, mivel ez az egyetlen általános volfrámizotóp, amelynek alacsony termikus neutronbefogási keresztmetszete van (kb. 2 barn).
Volfrám - W
OSZTÁLYOZÁS
| Nickel-Strunz (10. kiadás) | 1.AE.05 |
| Dana (7. kiadás) | 1.1.38.1 |
A wolfram felfedezésének története
A "volfrám" szó jóval a fém felfedezése előtt létezett. Egy másik német orvos és kohász, Georgius Agricola (1494-1555) egyes fémeket volfrámnak nevezett. A "volfrám" szó jelentésének sokféle árnyalata volt; ez különösen a "farkasnyálat" és a "farkashabot" egyaránt jelentette, azaz. hab a dühös farkas szája. A 14-16. század kohászai észrevették, hogy az ón olvasztása során egyes ásványok keveredése jelentős fémveszteséget okoz, „habbá” - salakká alakítva. Káros szennyeződés volt a wolframit (Mn, Fe)WO4 ásvány, amely megjelenésében hasonló az ónérc-kaszirithez (SnO2). A középkori kohászok a wolframitot "volfrámnak" nevezték, és azt mondták, hogy "az ónt úgy lopja és felfalja, mint a farkas a bárányt".
Először 1783-ban szereztek wolframot a spanyol kémikusok, de Eluyar testvérek. Még korábban - 1781-ben. - Scheele svéd vegyész a WO3 wolfram-trioxidot izolálta a CaWO4 összetételű ásványból, amelyet később "scheelitnek" neveztek. Ezért a wolframot sokáig sheelnek nevezték.
Angliában, Franciaországban és az Egyesült Államokban a volfrámot másképpen hívják - volfrámnak, ami svédül "nehéz követ". A 19. században Oroszországban a wolframot "farkasnak" nevezték.
Nitrogén és vegyületei
D. Rutherford skót tudós fedezte fel 1772-ben, mint légzésre és égésre alkalmatlan gázt ("fojtó levegő") a szén, a kén és a foszfor égéstermékeinek részeként, és a CO2-vel ellentétben nem nyeli el lúgos oldat. Hamarosan a francia vegyész A.L...
Aurum és vegyületei
Az arany (angolul Gold, francia vagy német arany) az ókor hét fémének egyike. Általában úgy tartják, hogy az arany volt az első fém, amellyel az ember a kőkorszakban találkozott, mivel eredeti állapotában elterjedt...
Cseppelemzés
A cseppelemzési módszert régóta alkalmazzák. Nehéz megállapítani, hogy ki alkalmazta először a cseppreakciókat analitikai célokra. Nyilvánvalóan a legkorábbi példát F...
Magnéziumvegyületek
A szerves magnéziumvegyületek olyan kémiai vegyületek, amelyekben a szénatom közvetlenül kapcsolódik a magnéziumatomhoz. A magnéziumvegyületek különálló, nagyon fontos osztályát képviselik...
Melanoidinek a Maillard-reakció eredményeként
A kémia névleges reakciókban gazdag, több mint ezer van belőlük. De a legtöbben keveset mondanak egy olyan emberről, aki távol áll a kémiától, azoknak valók, akik értik. Ebben a gazdag listában azonban van egy reakció ...
Nikkel és vegyületei
A 17. század óta a szászországi (Németország) bányászok ismerték az ércet, amely külsőre hasonlított a rézércekre, de olvasztásakor nem adtak rezet. Kupfernikelnek hívták (németül a Kupfer réz, a nikkel pedig egy gnóm neve...
A cink olyan elem, amelyet az ember ősidők óta ismert és használt. A leggyakoribb ásványi anyag a cink-karbonát vagy kalamin. Mint minden karbonát, a kalamin hevítve, pontosabban kalcinálva ...
Cink-foszfát kinyerése
1817-ben azt. F. Stromeyer vegyész az egyik gyógyszertár felülvizsgálata során felfedezte, hogy az ott található cink-karbonát egy ismeretlen fém keverékét tartalmazza, amelyet savas oldatból hidrogén-szulfid csap ki sárga szulfid formájában ...
Cink-foszfát kinyerése
A natív higanyt Kr.e. 2000-ben ismerték. e. az ókori India népei és Ősi Kína. Ők, csakúgy, mint a görögök és a rómaiak, a cinóbert (természetes HgS) használták festékként, gyógyszerként és kozmetikumként. Dioszkoridész görög orvos (i.sz. I. század)...
Gyakorlati használatés a neodímium tulajdonságai
A középkorban az alkimisták olyan anyagok csoportját azonosították, amelyek vízben és savakban szinte oldhatatlanok (a savas oldatokból nem szabadultak fel gázbuborékok), nem változtak hevítéskor, nem olvadtak meg és lúgosak ...
A klorofill alkalmazása
A zöld levél pigmentek alkoholos extrakciójának lehetőségét J. Senebier francia tudós már ismerte 1782-1800-ban. 1817-ben P. Pelletier és J. Quantu francia kémikusok a növényi pigmentek keverékének zöld alkoholos oldatát klorofillnak nevezték el...
Radon, hatása az emberre
A rádium felfedezése után, amikor a tudósok nagy lelkesedéssel tanulták meg a radioaktivitás titkait, kiderült, hogy szilárd anyagok, amelyek a rádiumsók közvetlen közelében voltak, radioaktívvá váltak ...
Izokinolin-származékok (papaverin-hidroklorid) gyógyszerészeti elemzése
A papaverint Heinrich Merck vegyészhallgató fedezte fel 1848-ban. A németek új anyagot izoláltak az ópiumból, az alvó mák tejes levét (lat. Papaver Somniferum). A kémiai szerkezet szerint a szert az alkaloidok osztályába sorolták. 1910-ben A...
Furán származékok (furagin) gyógyszerészeti elemzése
Az első információk a furán anyagok szintetikus előállításáról ben jelentek meg eleje XIX században, vagyis hajnalban szerves kémia mint önálló tudomány. Azonban csak a másodiktól fele XIXévszázadok...
Az elemek kémiája: molibdén
A molibdenit (molibdén-diszulfid, MoS2) az ókori görögök és rómaiak számára időtlen idők óta ismert volt. Ez a fémes fényű ólomszürke ásvány (más néven molibdénfény) hasonlít a galenához (ólomfény, PbS) és a grafithoz...
A volfrám fizikai tulajdonságai.
Volfrám.
Volfrám(Wolframium) W - VI. csoport eleme, 6. periódus periodikus rendszer D. I. Mengyelejev, p. s. 74, atomtömeg 183,85. 1781-ben nyitotta meg K. Scheele. A wolfram nem elterjedt a természetben. Saját ásványokat képez - wolframit és scheelit; ón, molibdén, titán ásványi anyagok szennyeződéseként tartalmazzák. A wolfram egy világosszürke fém normál körülmények között vegyileg ellenálló. Magas hőmérsékleten reakcióba lép oxigénnel, szénnel és más elemekkel. Fluorral reagál 20°C-on, más halogénekkel - hevítéskor. A savak, a hidrogén-fluorid és a salétromsav kivételével, nem befolyásolják a volfrámot. A vegyületekben változó vegyértéket mutat. A 6 vegyértékű volfrám vegyületei a legstabilabbak. A volfrámot acélok ötvözésére, elektromos izzólámpákhoz, elektromos kemencék fűtőberendezéseihez, hegesztőelektródákhoz, generátorlámpa katódjaihoz és nagyfeszültségű egyenirányítókhoz való keményötvözetek gyártásához használják.
A wolfram testközpontú köbös rácsban kristályosodik ki, amelynek periódusa a = 3,1647Å; sűrűsége 19,3 g/cm3, olvadáspont: 3410 °C, forráspontja 5900 °C. Hővezetőképesség (cal/cm sec °C) 0,31 (20 °C); 0,26 (1300 °C). Elektromos ellenállás (ohm cm 10-6) 5,5 (20°C); 90,4 (2700 °C). Elektron munkafüggvény 7,21 10-19 J (4,55 eV), sugárzási energia teljesítmény magas hőmérsékleten (W/cm2): 18,0 (1000°C); 64,0 (2200 °C); 153,0 (2700 °C); 255,0 (3030 °C). A volfrám mechanikai tulajdonságai az előző feldolgozástól függenek. Szakítószilárdság (kgf/mm2) szinterezett 11-es tuskóhoz, nyomáskezelt 100-tól 430-ig; rugalmassági modulus (kgf/mm1) 35000-38000 huzalnál és 39000-41000 egykristály menetnél; Brinell-keménység (kgf/mm2) szinterezett tuskóhoz 200-230, kovácsolt tusához 350-400 (1 kgf/mm2 = 10 MN/m2). Szobahőmérsékleten a volfrám alacsony plaszticitású.
Normál körülmények között a volfrám kémiailag stabil. 400-500°C-on a tömör fém levegőn észrevehetően WO3-dá oxidálódik. A vízgőz 600°C felett intenzíven oxidálja WO3-dá. Halogének, kén, szén, szilícium, bór kölcsönhatásba lépnek a volfrámmal magas hőmérsékleten (fluor porított volfrámmal - szobahőmérsékleten). A volfrám az olvadáspontig nem reagál a hidrogénnel; nitrogénnel 1500°C felett nitrideket képez. Normál körülmények között a Tungsten ellenáll a sósavnak, kénsavnak, salétromsavnak és hidrogén-fluorsavnak, valamint a vízivíznek; 100 ° С-on gyengén kölcsönhatásba lép velük; hidrogén-fluorid és salétromsav keverékében gyorsan oldódik. A lúgos oldatokban hevítéskor a wolfram enyhén oldódik, az olvadt lúgokban pedig levegőhöz jutva vagy oxidálószerek jelenlétében - gyorsan; ilyenkor volfrámok keletkeznek. A vegyületekben a wolfram vegyértéke 2-6; a magasabb vegyértékű vegyületek a legstabilabbak.
A volfrám négy oxidot képez: a legmagasabb - WO3 (volfram-anhidrid), a legalacsonyabb - WO2 és két közbenső W10O29 és W4O11. A volfrámsavanhidrid egy citromsárga kristályos por, amely lúgos oldatokban oldódik és volfrámok keletkeznek. Ha hidrogénnel redukálják, egymás után kisebb oxidok és volfrám képződnek. A volfrámsavanhidrid a H2WO4 volfrámsavnak felel meg - egy sárga por, vízben és savakban gyakorlatilag nem oldódik. Amikor kölcsönhatásba lép lúg- és ammóniaoldatokkal, volfrámoldatok képződnek. 188 °C-on a H2WO4 leválasztja a vizet, és WO3-at képez. A klórral a wolfram kloridok és oxikloridok sorozatát képezi. Ezek közül a legfontosabbak: a WCl6-ot (olvadáspont: 275 °C, forráspontja 348 °C) és a WO2Cl2-t (olvadáspont: 266 °C, szublimál 300 °C felett) klórnak volfrám-anhidridre történő hatására szén jelenlétében nyerik. A kénnel a wolfram két WS2 és WS3 szulfidot képez. A WC (olvadáspont: 2900 °C) és a W2C (olvadáspont: 2750 °C) volfrámkarbidok kemény, tűzálló vegyületek; Volfrám és szén kölcsönhatásával nyerik 1000-1500 °C-on.
A volfrám Mengyelejev periodikus rendszerének kémiai eleme, amely a VI csoportba tartozik. A természetben a wolfram öt izotóp keverékeként fordul elő. Normál formájában és normál körülmények között ezüstszürke keményfém. Az összes fém közül ez a legtűzállóbb is.
A wolfram fő tulajdonságai
A volfrám figyelemre méltó fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkező fém. A modern gyártás gyakorlatilag minden ágában volfrámot használnak. Képletét általában a fémoxid - WO 3 megjelölésével fejezik ki. A volfrámot a fémek közül a legtűzállóbbnak tartják. Feltételezik, hogy csak a seaborgium lehet még tűzállóbb. De ezt még nem lehet biztosan megmondani, mivel a seaborgium nagyon rövid ideig létezik.
Ez a fém különleges fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkezik. A volfrám sűrűsége 19300 kg / m 3, olvadáspontja 3410 ° C. E paraméter szerint a második helyen áll a szén - grafit vagy gyémánt után. A természetben a wolfram öt stabil izotóp formájában fordul elő. Tömegszámuk 180 és 186 között van. A wolfram vegyértéke 6, vegyületekben pedig 0, 2, 3, 4 és 5 lehet. A fém hővezető képessége is meglehetősen magas. Volfrám esetében ez az érték 163 W/(m*deg). Ezzel a tulajdonságával még az olyan vegyületeket is felülmúlja, mint az alumíniumötvözetek. A wolfram tömege a sűrűségének köszönhető, amely 19 kg / m 3. A wolfram oxidációs állapota +2 és +6 között van. BAN BEN magasabb fokozatok oxidációja, a fém savas tulajdonságokkal rendelkezik, az alsóban pedig bázikus.
Ebben az esetben az alacsonyabb volfrámvegyületek ötvözeteit instabilnak tekintik. A legellenállóbbak a +6-os fokú vegyületek. Ezek a fémek legjellemzőbb kémiai tulajdonságait is mutatják. A volfrám könnyen komplexeket képez. De a fém wolfram általában nagyon ellenálló. Csak +400 °C hőmérsékleten kezd kölcsönhatásba lépni az oxigénnel. A volfrám kristályrácsa a köbös testközpontú típushoz tartozik.
Kölcsönhatás más vegyszerekkel
Ha a volfrámot száraz fluorral keverjük össze, akkor egy "hexafluorid" nevű vegyületet kaphatunk, amely már 2,5 ° C-on megolvad, és 19,5 ° C-on forr. Hasonló anyagot kapunk a wolfram klórral való kombinálásával. De egy ilyen reakcióhoz kellően magas hőmérséklet szükséges - körülbelül 600 ° C. Az anyag azonban könnyen ellenáll a víz pusztító hatásának, és gyakorlatilag nem változik a hidegben. A volfrám olyan fém, amely oxigén nélkül nem vált ki lúgokban való oldódási reakciót. Azonban könnyen oldódik HNO 3 és HF keverékében. A volfrám kémiai vegyületei közül a legfontosabbak a WO 3 trioxid, a H 2 WO 4 - volfrámsav, valamint származékai - a volfrámsók.
A wolfram néhány kémiai tulajdonságát reakcióegyenletekkel is figyelembe veheti. Például a WO 3 + 3H 2 = W + 3H 2 O képlet. Ebben a volfrámfém oxidból redukálódik, megnyilvánul a hidrogénnel való kölcsönhatási tulajdonsága. Ez az egyenlet tükrözi a wolfram trioxidjából való kinyerésének folyamatát. A következő képlet olyan tulajdonságot jelöl, mint a wolfram gyakorlati oldhatatlansága savakban: W + 2HNO3 + 6HF = WF6 + 2NO + 4H2O. Az egyik legfigyelemreméltóbb volfrámtartalmú anyag a karbonil. Ebből sűrű és ultravékony tiszta volfrám bevonatot kapnak.
A felfedezés története
A volfrám egy fém, amelyről a nevét kapta latin. A fordításban ez a szó "farkashabot" jelent. Egy ilyen szokatlan név a fém viselkedése miatt jelent meg. A bányászott ónércet kísérő wolfram megzavarta az ón felszabadulását. Emiatt az olvasztási folyamat során csak salakok keletkeztek. Erről a fémről azt mondták, hogy „úgy eszik ónt, mint a farkas a bárányt”. Sokak számára érdekes, hogy ki fedezte fel a wolfram kémiai elemet?
Ezt a tudományos felfedezést egyszerre két helyen, egymástól függetlenül tették különböző tudósok. 1781-ben Scheele svéd kémikus salétromsavval és scheelittel végzett kísérletezéssel előállította az úgynevezett "nehéz követ". 1783-ban az Eluard nevű spanyol vegyész testvérek is bejelentették egy új elem felfedezését. Pontosabban felfedezték a volfrám-oxidot, amelyet ammóniában oldottak fel.
Más fémekkel készült ötvözetek
Jelenleg egyfázisú és többfázisú volfrámötvözeteket különböztetnek meg. Egy vagy több idegen elemet tartalmaznak. A leghíresebb vegyület a volfrám és a molibdén ötvözete. Molibdén hozzáadása biztosítja a wolfram szakítószilárdságát. Ezenkívül a volfrám titánnal, hafniummal és cirkóniummal alkotott vegyületei az egyfázisú ötvözetek kategóriájába tartoznak. A rénium adja a legnagyobb plaszticitást a volfrámnak. Az ilyen ötvözet gyakorlati alkalmazása azonban meglehetősen munkaigényes folyamat, mivel a réniumot nagyon nehéz beszerezni.
Mivel a volfrám az egyik leginkább tűzálló anyag, a volfrámötvözetek előállítása nem egyszerű feladat. Amikor ez a fém csak forrni kezd, mások már folyékony vagy gáz állapotba kerülnek. A modern tudósok azonban képesek ötvözeteket előállítani az elektrolízissel. Volfrámot, nikkelt és kobaltot tartalmazó ötvözeteket használnak a törékeny anyagok védőrétegének felvitelére.
A modern kohászati ipar volfrámpor felhasználásával is gyárt ötvözeteket. Létrehozása speciális feltételeket igényel, beleértve a vákuumkörnyezet kialakítását is. A volfrám más elemekkel való kölcsönhatásának bizonyos jellemzői miatt a kohászok inkább nem kétfázisú jellemzőkkel, hanem 3, 4 vagy több komponens felhasználásával készítenek ötvözeteket. Ezek az ötvözetek különösen erősek, de szigorúan betartják a képleteket. A százalékos komponensek legkisebb eltérése esetén az ötvözet törékenynek és használatra alkalmatlannak bizonyulhat.
Volfrám - a technológiában használt elem
A hagyományos izzók izzószálai ebből a fémből készülnek. Valamint röntgenkészülékekhez való csövek, vákuumkemencék alkatrészei, amelyeket rendkívül magas hőmérsékleten kell használni. Az acél, amely magában foglalja a wolframot is, nagyon magas szilárdságú. Ezeket az ötvözeteket leginkább szerszámok készítésére használják különböző területeken: kutak fúrására, gyógyászatban, gépészetben.
Az acél és a volfrám összekapcsolásának fő előnye a kopásállóság és a károsodás alacsony valószínűsége. Az építőipar leghíresebb volfrámötvözetét "win"-nek hívják. Ezenkívül ezt az elemet széles körben használják a vegyiparban. Hozzáadásával festékek és pigmentek jönnek létre. Ezen a területen különösen elterjedt a volfrám-oxid 6. Karbidok és volfrám-halogenidek gyártására használják. Ennek az anyagnak egy másik neve a wolfram-trioxid. A 6-ot sárga pigmentként használják kerámia- és üvegárufestékekben.
Mik azok a nehéz ötvözetek?
Minden nagy sűrűségi indexű volfrám alapú ötvözetet nehéznek neveznek. Csak porkohászati módszerekkel állítják elő. A wolfram mindig a nehéz ötvözetek alapja, ahol a tartalma akár 98% is lehet. Ezen a fémen kívül nikkelt, rezet és vasat adnak a nehéz ötvözetekhez. Ezek azonban tartalmazhatnak krómot, ezüstöt, kobaltot és molibdént is. A legnépszerűbb ötvözetek a VMZh (volfrám - nikkel - vas) és a VNM (volfrám - nikkel - réz). Az ilyen ötvözetek nagy sűrűsége lehetővé teszi számukra, hogy elnyeljék a veszélyes gamma-sugárzást. Lendkerekek, elektromos érintkezők, giroszkópok rotorjai készülnek belőlük.
Wolfram keményfém
A volfrám körülbelül felét tartós fémek előállítására használják, különösen a volfrámkarbidot, amelynek olvadáspontja 2770 C. A volfrámkarbid egy kémiai vegyület, amely azonos számú szén- és volfrámatomot tartalmaz. Ez az ötvözet különleges kémiai tulajdonságokkal rendelkezik. A wolfram olyan szilárdságot ad neki, hogy ebben a mutatóban kétszeresen meghaladja az acélt.
A volfrámkarbidot széles körben használják az iparban. Vágó tárgyak készítésére használják, amelyeknek nagyon ellenállónak kell lenniük a magas hőmérséklettel és a kopással szemben. Ebből az elemből is készülnek:
- Repülőgépalkatrészek, autómotorok.
- Alkatrészek űrhajókhoz.
- Orvosi sebészeti műszerek, amelyeket a hasi sebészet területén használnak. Az ilyen eszközök drágábbak, mint a hagyományos orvosi acél, de termelékenyebbek.
- Ékszerek, különösen jegygyűrűk. A volfrám ilyen népszerűsége az erejével függ össze, amely a házasodók számára a kapcsolatok erejét, valamint a megjelenést szimbolizálja. A polírozott wolfram tulajdonságai olyanok, hogy nagyon hosszú ideig megőrzi tükörszerű, fényes megjelenését.
- Golyóhegyek luxus golyóstollakhoz.
Win - wolfram ötvözet
Körülbelül az 1920-as évek második felében számos országban elkezdték gyártani a vágószerszámokhoz való ötvözeteket, amelyeket volfrám-karbidokból és fémes kobaltból nyertek. Németországban egy ilyen ötvözetet vidiának, az Egyesült Államokban karbolának hívtak. A Szovjetunióban egy ilyen ötvözetet "win"-nek hívtak. Ezek az ötvözetek kiválónak bizonyultak öntöttvas termékek megmunkálásához. A Pobedit egy cermet ötvözet rendkívül magas szint erő. Tányérok formájában készül. különféle formákés méretek.
A Pobedit gyártási folyamata a következőkből áll: keményfém port, finom nikkel- vagy kobaltport vesznek, és mindent összekevernek és belepréselnek. speciális formák. Az így préselt lemezeket további hőkezelésnek vetik alá. Ez nagyon kemény ötvözetet eredményez. Ezeket a lapkákat nem csak öntöttvas vágására használják, hanem fúrószerszámok készítésére is. A Pobedit lemezeit rézzel forrasztják a fúróberendezésekre.
A volfrám elterjedtsége a természetben
Ez a fém nagyon ritka környezet. Az összes elem után az 57. helyen áll, és volfrám clarke formájában található. A fém ásványokat is képez - scheelit és wolframit. A volfrám vagy saját ionjaként, vagy különféle vegyületekként vándorol a talajvízbe. De legmagasabb koncentrációja a talajvízben elhanyagolható. Század mg/l, és gyakorlatilag nem változtat a kémiai tulajdonságaikon. A természetes víztestekbe az üzemek és gyárak szennyvizeiből is kerülhet volfrám.
Hatás az emberi szervezetre
A wolfram gyakorlatilag nem kerül a szervezetbe vízzel vagy étellel. Fennállhat annak a veszélye, hogy ipari levegővel belélegzi a wolfram részecskéket. Azonban annak ellenére, hogy a nehézfémek kategóriájába tartozik, a wolfram nem mérgező. Volfrámmérgezés csak azoknál fordul elő, amelyek a volfrámtermeléssel kapcsolatosak. Ugyanakkor a fém testre gyakorolt hatásának mértéke eltérő. Például a volfrámpor, a volfrámkarbid és az olyan anyagok, mint a volfrám-anhidrit, tüdőkárosodást okozhatnak. Fő tünetei az általános rossz közérzet, láz. Súlyosabb tünetek jelentkeznek volfrámötvözetekkel való mérgezés esetén. Ez az ötvözetek porának belélegzésekor fordul elő, és hörghuruthoz, pneumoszklerózishoz vezet.
A fém wolfram, amely az emberi szervezetbe kerül, nem szívódik fel a belekben, és fokozatosan kiválasztódik. Az oldható volfrámvegyületek nagy veszélyt jelenthetnek. Lerakódnak a lépben, a csontokban és a bőrben. A volfrámvegyületeknek való hosszan tartó expozíció esetén olyan tünetek jelentkezhetnek, mint a törékeny körmök, a bőr hámlása és különféle bőrgyulladások.
Volfrámtartalékok különböző országokban
A legnagyobb volfrámforrások Oroszországban, Kanadában és Kínában találhatók. A tudósok szerint ebből a fémből körülbelül 943 ezer tonna található hazai területeken. E becslések szerint a tartalékok túlnyomó többsége itt található Dél-Szibériaés tovább Távol-Kelet. A feltárt erőforrások aránya nagyon elenyésző - mindössze 7%.
A feltárt volfrámlelőhelyek számát tekintve Oroszország Kína után a második. Legtöbbjük Kabard-Balkária és Burjátia régiójában található. De ezekben a lelőhelyeken nem tiszta volfrámot bányásznak, hanem annak érceit, amelyek molibdént, aranyat, bizmutot, tellúrt, szkandiumot és más anyagokat is tartalmaznak. A feltárt forrásokból nyert volfrám térfogatának kétharmada tűzálló ércekben található, ahol a fő volfrámtartalmú ásvány a scheelit. A könnyen dúsítható ércek aránya az összes termelésnek csak egyharmadát teszi ki. Az Oroszországban bányászott volfrám jellemzői alacsonyabbak, mint a külföldön. Az ércek nagy százalékban tartalmaznak volfrám-trioxidot. Oroszországban nagyon kevés hordalékos fémlelőhely található. A volfrámhomok is gyenge minőségű, az nagy mennyiség oxidok.
Volfrám a közgazdaságtanban
A volfrám globális termelése 2009 körül kezdett növekedni, amikor az ázsiai ipar kezdett talpra állni. Kína továbbra is a legnagyobb volfrámtermelő. Például 2013-ban ennek az országnak a termelése a világ kínálatának 81%-át tette ki. A wolfram iránti kereslet mintegy 12%-a világítástechnikai termékek gyártásához kapcsolódik. A szakértők szerint a wolfram felhasználása ezen a területen csökkenni fog a LED- és fénycsövek használatának hátterében, mind a hazai körülmények között, mind a gyártás során.
Úgy gondolják, hogy az elektronikai iparban a wolfram iránti kereslet növekedni fog. A volfrám nagy kopásállósága és elektromosságtűrő képessége teszi a legalkalmasabb fémet feszültségszabályozók gyártásához. Ez a kereslet azonban volumenét tekintve még elég kicsi, és a becslések szerint 2018-ra már csak 2%-kal fog növekedni. A tudósok előrejelzései szerint azonban a közeljövőben növekedni fog a cementált karbid iránti kereslet. Ennek oka az USA, Kína és Európa autóipari termelésének növekedése, valamint a bányászat növekedése. Úgy gondolják, hogy 2018-ra a wolfram iránti kereslet 3,6%-kal fog növekedni.
