Tungsteno: che tipo di metallo? Proprietà e applicazioni

Uno degli elementi chimici più comuni è il tungsteno. È indicato dal simbolo W e ha un numero atomico di -74. Il tungsteno appartiene al gruppo di metalli con elevata resistenza all'usura e punto di fusione. Nel sistema periodico di Mendeleev, è nel sesto gruppo, ha proprietà simili con i "vicini" - molibdeno, cromo.

Scoperta e storia

Nel XVI secolo, un tale minerale era noto come wolfram. È interessante il fatto che quando si fondeva lo stagno con il minerale, la sua schiuma si trasformava in scoria e, naturalmente, interferiva con la produzione. Da allora, wolfram è stato chiamato "schiuma di lupo" (con lui Wolf Rahm). Il nome del minerale è passato al metallo stesso.

Il chimico svedese Scheele nel 1781 elaborato acido nitrico Metallo scheggiato. Nel corso dell'esperimento, ha prodotto una pietra pesante gialla - ossido di tungsteno (VI). Due anni dopo, i fratelli Eluard (chimici spagnoli) ottennero il tungsteno puro dal minerale sassone.

Questo elemento e i suoi minerali sono estratti in Portogallo, Bolivia, Corea del Sud, Russia, Uzbekistan e le maggiori riserve sono state trovate in Canada, Stati Uniti, Kazakistan e Cina. Solo 50 tonnellate di questo elemento vengono estratte ogni anno, quindi è costoso. Consideriamo più in dettaglio che tipo di metallo è il tungsteno.

Proprietà dell'oggetto

Come accennato in precedenza, il tungsteno è uno dei metalli più refrattari. Ha un brillante colore grigio chiaro. Il suo punto di fusione è 3422 ° C, e il punto di ebollizione è 5555 ° C, la densità pura è 19,25 g / cm ³ , e la durezza è 488 kg / mm². Questo è uno di i metalli più pesanti in possesso di elevata resistenza alla corrosione. È praticamente insolubile in acido solforico, cloridrico e fluoridrico, ma reagisce rapidamente con perossido di idrogeno. Che tipo di metallo tungsteno, se non reagisce con alcali fusi? Reagendo con idrossido di sodio e ossigeno, forma due composti: tungstato di sodio e acqua ordinaria H ₂ O. È interessante notare che con l'aumentare della temperatura il tungsteno si auto-riscalda, quindi il processo è molto più attivo.

Ottenere il tungsteno

Alla domanda su quale gruppo di metalli tungsteno appartiene, si può rispondere che rientra nella categoria di elementi rari, come il rubidio e il molibdeno. E questo, a sua volta, significa che è caratterizzato da una produzione su piccola scala. Inoltre, tale metallo non è ottenuto dalla riduzione delle materie prime, inizialmente viene trasformato in composti chimici. Come è la produzione di metalli rari?

1. L'elemento necessario è isolato dal materiale del minerale e concentrato in soluzione o sedimento.
2. Il prossimo passo ottenere chimica pura composto per purificazione.
3. Metallo raro puro - il tungsteno viene estratto dalla sostanza ottenuta.

Per arricchire il minerale utilizzando la separazione di gravità, flottazione, magnetico o elettrostatica. Il risultato è un concentrato che contiene il 55-65% di anidride di tungsteno WO ₃ . Per ottenere una polvere, si riduce usando idrogeno o carbonio. Per alcuni prodotti, il processo di ottenimento dell'oggetto termina qui. Quindi, la polvere di tungsteno viene utilizzata per la preparazione di leghe dure.

Personale di produzione

Abbiamo già capito che tipo di metallo è il tungsteno, e ora scopriremo in che tipo è fatto. I lingotti compatti - le barre sono realizzate in polvere. Per fare questo, utilizzare solo la polvere, che è stata ridotta dall'idrogeno. Sono fatti premendo e sinterizzando. Risulta abbastanza resistente, ma fragile lingotti. In altre parole, sono poco forgiati. Per migliorare questa proprietà tecnologica, i prodotti sono sottoposti a trattamento ad alta temperatura. Da questo prodotto fai un altro assortimento.

Canne di tungsteno

Naturalmente, questo è uno dei tipi più comuni di prodotti realizzati con questo metallo. Che tipo di tungsteno è usato per farli? Queste sono le aste sopra descritte, che sono forgiate su una macchina di stampaggio rotativa. È importante notare che il processo si svolge in uno stato riscaldato (1450-1500 ° С). Le aste risultanti sono utilizzate in vari settori. Ad esempio, per la produzione di elettrodi per saldatura. Inoltre, le barre di tungsteno sono ampiamente utilizzate nei riscaldatori. Operano in forni a temperature fino a 3000 ° C in vuoto, gas inerte o idrogeno. Le aste possono anche essere utilizzate come catodi di dispositivi elettronici e di scarico del gas, tubi radio.

È interessante notare che gli elettrodi stessi non sono consumabili e, pertanto, durante la saldatura, è richiesto materiale di archiviazione (filo, asta). Quando viene fuso con il materiale da saldare, crea un bagno di saldatura. Questi elettrodi vengono solitamente utilizzati per la saldatura di metalli non ferrosi.

Tungsteno e filo

Ecco un altro tipo di prodotto diffuso. Il filo di tungsteno è costituito da barre forgiate, che abbiamo precedentemente considerato. Il disegno viene eseguito con una graduale diminuzione della temperatura da 1000 ° C a 400 ° C. Successivamente si procede alla pulizia del prodotto mediante ricottura, lucidatura elettrolitica o incisione elettrolitica. Poiché il tungsteno è un metallo refrattario, il filo viene utilizzato negli elementi di resistenza in forni di riscaldamento a temperature fino a 3000 ° C. Ne fanno parte i convertitori termoelettrici, le spirali delle lampade ad incandescenza, i riscaldatori ad anello e molto altro.

Composti di tungsteno con carbonio

I carburi di tungsteno sono considerati molto importanti dal punto di vista pratico. Sono usati per fare leghe dure. I composti con carbonio hanno un coefficiente positivo di resistenza elettrica e buona conduttività del metallo. I carburi di tungsteno sono formati da due tipi: WC e W ₂ C. Differiscono nel loro comportamento negli acidi e nella solubilità in altri composti con carbonio.

A base di carburi di tungsteno, vengono realizzati due tipi di leghe dure: sinterizzate e colate. Questi ultimi sono ottenuti da composto in polvere e carburo con carenza di C (inferiore al 3%) mediante fusione. Il secondo tipo è fatto di monocarburo di tungsteno WC e cementazione di legamenti metallici, che possono essere nichel o cobalto. Le leghe sinterizzate sono ottenute solo mediante metallurgia delle polveri. Cemento metallico in polvere e carburo di tungsteno sono miscelati, pressati e sinterizzati. Tali leghe hanno elevata resistenza, durezza, resistenza all'usura.

Nella moderna industria metallurgica vengono utilizzati per il taglio di metalli e per la produzione di utensili di perforazione. Una delle leghe più comuni è VK6 e VK8. Sono utilizzati per la fabbricazione di frese, frese, trapani e altri utensili da taglio.

Lo scopo dei carburi di tungsteno è piuttosto voluminoso. Quindi, vengono utilizzati per la produzione di:

• forniture per perforare le armature;
• parti di motori, aerei, veicoli spaziali e missili;
• equipaggiamento nell'industria nucleare;
• strumenti chirurgici.

In Occidente, i carburi di tungsteno sono particolarmente usati in gioielleria, in particolare per la produzione di fedi nuziali. Il metallo sembra bello, estetico, facile da maneggiare.

Questo perché sono incredibilmente resistenti all'usura. Per grattare un prodotto del genere dovremo fare un grande sforzo. Anche dopo alcuni anni, l'anello sembrerà nuovo. Non si sbiadirà, il motivo in rilievo non sarà danneggiato e la parte levigata non perderà la sua lucentezza.

Tungsteno e renio

La lega di questi due elementi è ampiamente utilizzata per la produzione di termocoppie ad alta temperatura. Tungsteno: che tipo di metallo? Come il renio, è un metallo resistente al calore e la lega di elementi riduce questa proprietà. Ma cosa succede se prendi due sostanze praticamente identiche? Quindi il loro punto di fusione non diminuirà.

Se il renio viene usato come additivo, ci sarà un aumento della resistenza al calore e della duttilità del tungsteno. Questa lega è prodotta dalla fusione nella metallurgia delle polveri. Le termocoppie realizzate con questi materiali sono resistenti al calore e possono misurare temperature superiori a 2000 ° C, ma solo in un ambiente inerte. Certo, tali prodotti sono costosi, perché in un anno vengono estratte solo 40 tonnellate di renio e solo 51 tonnellate di tungsteno.