Volframo valencia. Propraĵoj kaj aplikado de tungsteno

Pli artikoloj permesos akiri acquainted kun la fizikaj kaj kemiaj ecoj de tungsteno, vidi la detalojn de lia restado en la naturo, la loko de produktado, la malfermo de la historio, kaj pli.

Wolfram (W)

Wolfram - estas ero de la Perioda Tablo de Mendelejev havas sepdek kvara atomnumero respondas al la latina karaktero W. En la kutimaj kondiĉoj havas grizan-arĝenta koloro, brila, malmola. El ĉiuj metaloj volframo estas la plej obstina. Pli alta ol tiu de W, la punkto de fandado de nur ne-metalaj - karbono. Ĝi havas altan kemian reziston. Valence de volframo - variablo.

Historio de malkovro

Sveda kemiisto Carl Wilhelm Scheele en 1781, okupiĝis pri la pretigo de scheelite acida nítrico, povus produkti tungsteno trióxido - "peza ŝtono" flava. Du jarojn poste, jam en 1783-m, du fratoj Éluard, ĥemiistoj origine el Hispanio, la publiko estis informita ke ili ricevas el wolframite nova metalo kaj rusto - volframo.

Moderna Usono, Francio kaj Britio uzis la nomon de tungsteno por tungsteno, kiu tradukas de sveda kiel "peza ŝtono". Origine, la vorto signifis wolframium minerala wolframite. Ĝi poste pasis al la metalo mem.

Tungsteno en naturo

Laŭ ŝtonoj Vinogradova, Clarke nombro tungsteno terkrusto estas proksimume 1.3 g / t. La averaĝa enhavo de la rokoj montaroj, r / t: acida rokoj - 1,9, mezumo - 1.2, la baza - 0.7 ultrabasic - 0.1.

La plej grandaj rezervoj de tiu metalo estas koncentrita en Ĉinio, Usono, Kanado kaj Kazaĥio, landoj kiel ekzemple Bolivio, Portugalio, Uzbekio, Rusio kaj Sud-Koreio havas malgrandan kompare kun la antaŭe menciita Ŝtatoj akcioj. En la jaro produktas ĉirkaŭ 49-50 milionoj da tunoj, el kiuj 41 produktitaj de Ĉinio, Rusio porcion korespondas al 3,5 tunoj, Kazaĥio - 0.7, kaj Aŭstralio - 0,5 tunoj.

En industrio, la ĉefa rolo estas donita al wolframite kaj scheelite. Mineraloj wolframite ofte koncentrita en granitaj rokoj kaj ilia mezumo koncentriĝo korespondas al unu-du procentoj. Plej landoj produktantoj eksporti tungsteno. . La prezo de ĉi tiu metalo estas prefere alta kaj povas varii depende de la marko kaj la tipo en kiu ĝi estas vendita (de 2172 al 6250560 rub.). La ĉefa eksportantoj de tungsteno konsiderita Britio, Ĉinio kaj Aŭstralio. Importitaj en grandaj kvantoj Usono, Germanio, Anglio kaj Japanio.

Metodoj por la preparado

Preparado de volframo - procezo kiu konsistas de pluraj incremental paŝoj. Unua izolitaj trióxido WO ₃ el erco koncentras kun la reakiro procezo irinte al la metalo pulvoro kun hidrogeno sub kondiĉoj de ĉirkaŭ 700 ° C. Pro la ekstreme alta frostopunkto bona maniero akiri tiun metalo estas per pulvoro metalurgio. En la unua paŝo la tungsteno pulvoro estas premita, tiam metita en hidrogeno atmosfero kaj sintered sub kondiĉoj de ĉirkaŭ 1200-1300 ° C. Plue submetita al elektra fluo kaj la hejtado temperaturo distilas al tri mil gradoj, ĉi tiu procezo estas akompanita de sinterización kaj la metalo iĝas monolito. Postaj preparado de tungsteno kaj ĝia purigado de la rezultanta monolita materialoj okazas en kondiĉoj de zono de fandado. Tamen, tungsteno pulvoro - tio ne estas la sola formo de preparado tiu metalo. En la preparado de Ok de pirólisis de cloruros ĝi eblas akirita jam en metala formo, sed ne en kompakta kaj pulvo.

Kemiaj kvalito karakterizaĵoj

Wolfram estas la valencia de la variablo karaktero, de du al ses. La plej stabila formo prenas ĉe sesa valenteco. Di- kaj trivalenta formoj de la komponaĵoj estas malstabila kaj ne speciala signifo, praktike ne uzata. Wolfram estas tre imuna al la corrosión de la metaloj. Ĉambro temperaturo permesas subteni konstantan pozicion sen esti subjekto al korodo; atingas incandescencia temperaturo komencas oxidar, formante tungsteno oksido (VI). Estas la dua en serio de streso kaj kosto malantaŭ hidrogeno. Preskaŭ nesolvebla en fluorhídrico kaj dilui sulfata acido. Acida nítrico kaj akvo regia kaŭzas surfaco oxidación procezo. Malfondo de eblaj hidrogeno peróxido.

Miksaĵo de fluorhídrico kaj acida nítrico solvas bone tungsteno:

2W + 4HNO ₃ + 10HF à WF ₆ + WOF ₄ + 4NO (gaso evoluado) + 7h ₂ O.

En la ĉeesto de oxidantes povas reagis kun fanditaj alkalaj:

2W + 4NaOH ₃ + 3aŭ ₂ à 2NA ₂ WO ₄ + 2H ₂ Aŭ

La ekzemploj supre reagoj daŭrigas tre malrapide, sed atingi la nivelon de 400 ° C kaj volframo mem-hejtado de la reago procezo estas akcelita, samtempe formante grandan kvanton de varmo. Reagoj okupanta oksigeno postulo atingi la markon 500 ° C, por metalo sole komencis varmigi supren.

Solvi en miksaĵo de fluorhídrico kaj nítrico acidoj kondukas al la formado geksaftorvolframovoy acido - _H2 [WF _6]. El ĉiuj konataj tungsteno komponaĵoj estas konsideritaj plej grava anhidrido tungsteno trióxido aŭ volframo, tungstate, oni peroxi komponaĵo kun Me ₂ WO _X, substanco derivita de S, C, kaj halogena grupo elementoj.

La proprietoj de fizika naturo

Wolfram estas lumo griza brila metalo. Wolfram temperaturo dum fandado kaj bolado atingas la plej altaj altitudoj Celsius kompare kun aliaj metaloj. Ekzistas konjekto ke Seborgio havas eĉ pli granda efikeco de fandado kaj bolado punktoj, sed pro tio, ke li "vivoj" estas tre malgranda, estas neeble diri kun certeco, ĉar ĝi ne estas pruvita per eksperimento. Wolfram komencas fandi en 3695 K, dum bolanta, atingante 5828 K. Ok Net denseco estas proksime al oraj - 19,25 gramoj por centimetro cúbico. Ĝi estas karakterizita de paramagnética kvalitoj. Konforme al la mezurado parametroj Brinell malmoleco estas 488 kg / mm ^2. Je dudek gradoj Celsius havas rezisteco de 55 × 10 ^-9 Ohm * m, sed en la kondiĉojn de temperaturo de 2700 ° C rezisteco indekso pliigas ĝis 904 x 10 ^-9 Ohm * m. La reflektis sonon de tungsteno movoj al rapido de 4290 m / c.

Unu el la pezaj metaloj kun alta malmoleco kaj punkto de fandado de grandega konsiderita volframo. La ecoj, kiuj estas propraj al ĝi, determini ĝian valoron sur la monda merkato kaj ebligi larĝan uzon. La kapablo rezisti pli altaj temperaturoj ebligas grandskala uzo volframo. Drato, folioj kaj multaj pli permesos krei mekanismojn kiuj servas multaj, multaj jaroj. Ekstere simila al plateno. En la pura stato kiam varmigita al 1600 ° C bone povas esti forĝitaj.

La uzo de pura metalo

La baza metodo de uzante volframo - la fundamento kiel obstina materialo en la metalurgia industrio.

Plasto kaj obstinaj ecoj - tio estas, kion estas konata pro volframo. Drato de ĉi tiu metalo estas nemalhavebla en aparatoj destinitaj por lumigado. Bildo tubojn kaj aliajn tubojn kun vakuo ankaŭ vaste uzata W.

Argono arko veldo ne povas malhavi la elektrodoj farita per volframo. Vakuo rezisto forno ankaŭ uzi ĝin kiel hejtado elemento, kaj tiu metalo alojo estas uzata kiel la renio termopar.

La alta denseco permesas uzi ĝin kiel bazo por peza tipo de alojo uzita kiel kontraŭpezon por la kiraso-penetranta kerna sabot kaj ĵetaĵo sagital artilerio ŝeloj, kerna por perforantes municio kaj eĉ turno stabiligi flugante balísticos misilon.

Wolfram povas servi kiel bonega per ionizante tipo de radiado. Kvankam ĝi havas pli altan densecon kaj, aparte kiam komparite kun la konvencia plumbo, lauxpeze egalan nivelon provizi protekton vestaĵo aŭ ekipaĵo situas kun ĝia uzo pli facila. Infusibility proprietoj kaj malmoleco kompliki la pretigo, kaj tial en tiaj kazoj ofte estas alojoj de tungsteno kaj nikelo, kaj ankaŭ fero, kupro kaj aliaj metaloj.

En la industrio por krei diversajn solida produktoj uzante volframo. Folio, tungsteno pulvoro, Kaj bastono-elektrodoj - unu el la plej komunaj formoj de produktado de W.

Uzo de la komponaĵoj

Machining de diversaj metaloj, tiel kiel materialoj kiuj konsistigas la ne-metala naturo de inĝenierio konstruoj, borado kaj minado procezo uzante fortaj alojoj kaj komponigita tipo materialoj surbaze tungsteno Carburo, miksaĵo de titanio carburo, tantalo Carburo kaj volframo Carburo. Poŝtmarkoj tungsteno farita el tiuj materialoj estas dividitaj en T30K4, T5K10, VK25, VK8, VC 15 T15K4, BK2 kaj VK6 VK4. Poŝtmarkoj TT grupo nur uzata por tre malfacila maŝinanta, aparatanta kondiĉojn en pliigis kompleksecon. Al ĉefekzemplo povas servi kiel ŝoko-procezo rotacianta borado perforator aŭ durable materialo fabrikado forĝado ŝtalo kun alta varmo rezisto. Ok estas uzata kiel alojo elemento por ŝtalo kaj alojoj surbaze fero. "Alta rapido" ŝtalo skribu etikedo komencas kun P, pli ol 90% de la socia konsistas volframo.

Foje malsamaj tungsteno kombinaĵoj estas uzataj kiel kataliziloj aŭ pigmentoj, alta temperaturo lubrikaĵo por la transiro de la varmo energio en elektra formo.

Wolfram kaj biologio

Wolfram metalo ne estas konsiderata grava en biologio, sed iuj bakterioj kaj vi arkigas kiel parto de ilia enzimoj havas tiun komponanton, kiu estas en la aktiva ejo. Proksimume profunda fontoj hidrotermal tipo Archaebacteria live hipertermófilos, estas konsideritaj dependaj obligately volframo. La ĉeesto de ĉi tiu metalo en la enzimo komponaĵo estas rigardita kiel relikvo de la frua Arĥaiko periodo, alivorte, ĝi povas permesi al supozi ke la frua apero de vivo sur la tero okazis kun la partopreno de W.

Kiel la superreganta parto de aliaj metaloj, tungsteno polvo kaŭzas koleron de la spira organoj.

formoj izotopoj

¹⁸² W (26,41 %), ¹⁸³ W (14,4 %), ¹⁸⁴ W (30,64 %) и ¹⁸⁶ W (28,41 %) . Tungsteno natura origino konsistas miksaĵo de kvin malsamaj formoj de izotopoj, nome: ¹⁸⁰ W (0,135 WT.%), ¹⁸² W (26,41%), ¹⁸³ W (14.4%), ¹⁸⁴ W (30,64%) kaj ¹⁸⁶ W (28,41%). Valenco tungsteno variablo, kaj ĉiam respondas al la nombro de 2 al 6, en iu ajn formo de la izotopo.

Per 2016 ĝi estis jam konata tridek ses homfarita artefarita formoj de tungsteno identigita radionúclidos kun maso nombroj 157 ... 179, 181, 185, 187 ... 197. Open tungsteno nature okazantaj radioaktiveco estis en 2003, sed lia indico estas ekstreme malaltaj, kiu korespondas al proksimume du malintegriĝoj por gramo po jaro, kaj la kondiĉo de ĉi tiu dekadenco estas metalo α-agado.

Konklude

La plej multaj el la ekzistantaj obstinaj metaloj estas tungsteno. Propraĵoj imanenta, permesas al ni trovi lokon en larĝa gamo de industriaj homaj aktivecoj, de inĝenierio kaj finante per protekto de radiado. Metalo estis malfermita proksimume dufoje, du jarojn aparte, sed nek Scheele nek fratoj Éluard ne vere pretendi merito honore sia eltrovo. La valencia de tungsteno estas ŝanĝiĝema kaj prenas valoron de du al ses, sed, kiel diskutis pli frua, la plej stabilan formon havas ses valencia. Estas tre imuna al la corrosión, povas reagi kun alkalaj kaj solvita en miksaĵo de fluorhídrico kaj nítrico acidoj.

Poŝtmarkoj Wolfram dividita en grandega nombro de specioj laŭ la metodo de ekzekuto, la formo en kiu la metalo, kaj lia kampo de apliko. Estas multaj formoj de lia izotopo, kaj la elemento en naturo estas malbone markita radioaktiva proprietoj kaj tre malrapide malintegras. La bazo por pluralidad de partoj kaj anstataŭigoj, vasta gamo de aparatoj kaj ekipaĵo uzita de viro, estas volframo. Eĉ prezo por kilogramo metalo estas sufiĉe alta, sed tamen ĝi ne redukti la peton por ĝi, pro ĝia kvalito respondas al la valoro, kiun li petis.