Что за металл вольфрам: Свойства вольфрама как металла | СпецМеталлМастер

ВОЛЬФРАМ | Энциклопедия Кругосвет

Содержание статьи

ВОЛЬФРАМ – (Wolframium), W – химический элемент 6 (VIb) группы периодической системы Д.И.Менделеева, атомный номер 74, атомная масса 183,85. Известно 33 изотопа вольфрама: от ¹⁵⁸W до ¹⁹⁰W. В природе обнаружено пять изотопов, три из которых являются стабильными: ¹⁸⁰W (доля среди природных изотопов 0,120%), ¹⁸²W (26,498%), ¹⁸⁶W (28,426%), а другие два слабо радиоактивны: ¹⁸³W (14,314%, Т_½ = 1,1·10¹⁷ лет), ¹⁸⁴W (30,642%, Т_½ = 3·10¹⁷ лет). Конфигурация электронной оболочки – [Xe]4f¹⁴5d⁴6s². Наиболее характерна степень окисления +6. Известны соединения со степенями окисления вольфрама +5, +4, +3, +2 и 0.

Еще в 14–16 вв. горняки и металлурги в Рудных горах Саксонии отмечали, что некоторые руды нарушали процесс восстановления оловянного камня (минерала касситерита, SnO

2) и приводили к зашлаковыванию расплавленного металла. На профессиональном языке того времени этот процесс характеризовали так: «Эти руды вырывают олово и пожирают его, как волк пожирает овцу». Рудокопы дали этой «надоедливой» породе названия «Wolfert» и «Wolfrahm», что в переводе означает «волчья пена» или «пена в пасти у разъяренного волка». Немецкий химик и металлург Георг Агрикола в своем фундаментальном труде Двенадцать книг о металлах (1556) приводит латинское название этого минерала – Spuma Lupi, или Lupus spuma, которое по существу представляет собой кальку с народного немецкого названия.

В 1779 Питер Вульф (Peter Wulf) исследовал минерал, сейчас называемый вольфрамитом (FeWO₄·xMnWO₄), и пришел к выводу, что тот должен содержать неизвестное ранее вещество. В 1783 в Испании братья д’Эльгуйяр (Juan Jose и Fausto D’Elhuyar de Suvisa) при помощи азотной кислоты выделили из этого минерала «кислую землю» – желтый осадок оксида неизвестного металла, растворимый в аммиачной воде. В минерале также были обнаружены оксиды железа и марганца. Хуан и Фаусто прокалили «землю» с древесным углем и получили металл, который они предложили называть «вольфрамом», а сам минерал – «вольфрамитом». Таким образом, испанские химики д’Эльгуйяр первыми опубликовали сведения об обнаружении нового элемента.

Позже стало известно, что впервые оксид вольфрама был обнаружен не в «пожирателе олова» – вольфрамите, а в другом минерале.

В 1758 шведский химик и минералог Аксель Фредрик Кронштедт (Axel Fredrik Cronstedt) открыл и описал необычайно тяжелый минерал (CaWO₄, названный в последствии шеелитом), который назвал Tung Sten, что по-шведски означает «тяжелый камень». Кронштедт был убежден, что этот минерал содержит новый, еще не открытый, элемент.

В 1781 великий шведский химик Карл Шееле разложил «тяжелый камень» азотной кислотой, обнаружив при этом, помимо соли кальция, «желтую землю», не похожую на белую «молибденовую землю», впервые выделенную им же три года назад. Интересно, что один из братьев д’Эльгуйяр работал в то время в его лаборатории.

Шееле назвал металл «tungsten», по названию минерала, из которого был впервые выделен желтый оксид. Так у одного и того же элемента появилось два названия.

В 1821 фон Леонард предложил называть минерал CaWO₄ шеелитом.

Название вольфрам можно найти у Ломоносова; Соловьев и Гесс (1824) называют его волчец, Двигубский (1824) – вольфрамий.

Еще в начале 20 в. во Франции, Италии и Англо-Саксонских странах элемент «вольфрам» обозначали как Tu (от tungsten). Лишь в середине прошлого столетия утвердился современный символ W.

Вольфрам в природе. Типы месторождений.

Вольфрам – довольно редкий элемент, его кларк (процентное содержание в земной коре) составляет 1,3·10^–4% (57-е место среди химических элементов).

Вольфрам встречается, главным образом, в виде вольфраматов железа и марганца или кальция, а иногда свинца, меди, тория и редкоземельных элементов.

Наиболее распространенный минерал вольфрамит представляет собой твердый раствор вольфраматов железа и марганца (Fe, Mn)WO₄. Это тяжелые твердые кристаллы цвета от коричневого до черного, в зависимости от того, какой элемент преобладает в их составе. Если больше марганца (Mn:Fe > 4:1), то кристаллы черные, если же преобладает железо (Fe:Mn > 4:1) – коричневые. Первый минерал называют гюбнеритом, второй – ферберит. Вольфрамит парамагнитен и хорошо проводит электрический ток.

Из других минералов вольфрама промышленное значение имеет шеелит – вольфрамат кальция CaWO₄. Он образует блестящие, как стекло, кристаллы светло-желтого, иногда почти белого цвета. Шеелит не магнитится, но обладает другой характерной особенностью – способностью к люминесценции. Если его осветить ультрафиолетовыми лучами, он флуоресцирует в темноте ярко-синим цветом. Примесь молибдена меняет окраску свечения шеелита: она становится бледно-синей, а иногда даже кремовой. Это свойство шеелита, используемое в геологической разведке, служит поисковым признаком, позволяющим обнаружить залежи минерала.

Как правило месторождения вольфрамовых руд связаны с областями распространения гранитов. Крупные кристаллы вольфрамита или шеелита – большая редкость. Обычно минералы лишь вкраплены в древние гранитные породы. Средняя концентрация вольфрама в них всего 1–2%, поэтому извлекать его довольно трудно. Всего известно около 15 собственных минералов вольфрама. Среди них расоит и штольцит, представляющие собой две различные кристаллические модификации вольфрамата свинца PbWO

4. Другие минералы являются продуктами разложения или вторичными формами обычных минералов – вольфрамита и шеелита, например, вольфрамовая охра и гидротунгстит, являющийся гидратированным оксидом вольфрама, образовавшимся из вольфрамита; русселит – минерал, содержащий оксиды висмута и вольфрама. Единственный неоксидный минерал вольфрама – тунгстенит WS₂, основные запасы которого сосредоточены в США. Обычно содержание вольфрама в разрабатываемых месторождениях лежит в пределах от 0,3 до 1,0% WO₃.

Все вольфрамовые месторождения имеют магматическое или гидротермальное происхождение.

В процессе охлаждения магмы происходит дифференциальная кристаллизация, поэтому шеелит и вольфрамит часто обнаруживаются в виде жил, там, где магма проникала в трещины земной коры. Большая часть вольфрамовых месторождений сосредоточена в молодых горных цепях – Альпах, Гималаях и Тихоокеанском поясе. По данным Американской геологической службы за 2003 (U.S. Geological Surveys) в Китае находится порядка 62% мировых запасов вольфрама. Значительные залежи этого элемента разведаны также в США (Калифорния, Колорадо), Канаде, России, Южной Корее, Боливии, Бразилии, Австралии и Португалии.

Мировые запасы вольфрамовых руд оцениваются в 2,9·106 тонн в пересчете на металл. Наибольшими запасами обладает Китай (1,8·106 тонн), второе место делят Канада и Россия (2,6·105 и 2,5·105 тонн соответственно). На третьем месте находятся США (1,4·105 тонн), однако сейчас почти все американские месторождения законсервированы. Среди остальных стран весомыми запасами обладают Португалия (запасы 25 000 т), Северная Корея (35 000 т), Боливия (53 000 т) и Австрия (10 000 т).

Ежегодная мировая добыча вольфрамовых руд составляет 5,95·10⁴ тонн в пересчете на металл, из которых 49,5·10⁴ тонн (83%) извлекается в Китае. В России добывается 3400 тонн, в Канаде – 3000 тонн.

На Кинг-Айленде в Австралии добывается 2000–2400 тонн вольфрамовой руды в год. В Австрии шеелит добывается в Альпах (провинции Зальцбург и Штайермарк). В северо-восточной Бразилии разрабатывается совместное месторождение вольфрама, золота и висмута (шахты Канунг и месторождение Кальзас в Юконе) с предполагаемым запасом золота 1 млн. унций и 30 000 т оксида вольфрама. Мировым лидером в разработке вольфрамового сырья является Китай (месторождения Жианьши (60% китайской добычи вольфрама), Хуньань (20%), Юннань (8%), Гуаньдонь (6%), Гуаньжи и Внутренняя Монголия (2% каждое) и другие). Объемы ежегодной добычи в Португалии (месторождение Панасхира) оцениваются в 720 т вольфрама в год. В России основные месторождения вольфрамовых руд расположены в двух регионах: на Дальнем Востоке (Лермонтовское месторождение, 1700 т концентрата в год) и на Северном Кавказе (Кабардино-Балкария, Тырныауз).

Завод в Нальчике перерабатывает руду в оксид вольфрама и паравольфрамат аммония.

Крупнейшим потребителем вольфрама является Западная Европа – ее доля на мировом рынке составляет 30%. По 25% от общего потребления приходится на Северную Америку и Китай, а 12–13% на долю Японии. Спрос на вольфрам в странах СНГ оценивается в 3000 тонн металла в год.

Более половины (58%) всего потребляемого металла используется в производстве карбида вольфрама, почти четверть (23%) – в виде различных сплавов и сталей. На изготовление вольфрамового «проката» (нитей для ламп накаливания, электрических контактов и т.д.) приходится 8% произведенного вольфрама, а оставшиеся 9% используются при получении пигментов и катализаторов.

Переработка вольфрамового сырья.

Первичная руда содержит около 0,5% оксида вольфрама. После флотации и отделения немагнитных компонентов остается порода, содержащая порядка 70% WO₃. Затем обогащенная руда (и окисленный лом вольфрама) выщелачивается с помощью карбоната или гидроксида натрия:

4FeWO₄ + O₂ + 4Na₂CO₃ = 4NaWO₄ + 2Fe₂O₃ + 4CO₂

6MnWO₄ + O₂ + 6Na₂CO₃ = 6Na₂WO₄ + 2Mn₃O₄ + 6CO₂

WO₃ + Na₂CO₃ = Na₂WO₄ + CO₂

WO₃ + 2NaOH = Na₂WO₄ + H₂O

Na₂WO₄ + CaCl₂ = 2NaCl + CaWO₄Ї.

Полученный раствор освобождается от механических примесей, а затем подвергается переработке. Первоначально осаждается вольфрамат кальция с последующим его разложением соляной кислотой и растворением образовавшегося WO₃ в водном аммиаке. Иногда очистку первичного вольфрамата натрия осуществляют с помощью ионообменных смол. Конечный продукт процесса – паравольфрамат аммония:

CaWO₄ + 2HCl = H₂WO₄Ї + CaCl₂

H₂WO₄ = WO₃ + H₂O

WO₃ + 2NH₃·H₂O_(конц.) = (NH₄)₂WO₄ + H₂O

12(NH₄)₂WO₄ + 14HCl_{(оч.разб.)} = (NH₄)₁₀H₂W₁₂O₄₂ + 14NH₄Cl + 6H₂O

Другим способом выделения вольфрама из обогащенной руды является обработка хлором или хлороводородом. Этот метод основан на относительно низкой температуре кипения хлоридов и оксохлоридов вольфрама (300° С). Способ применяется для получения особо чистого вольфрама.

Вольфрамитовый концентрат может быть сплавлен непосредственно с углем или коксом в камере с электрической дугой. При этом получают ферровольфрам, который используется при изготовлении сплавов в сталелитейной промышленности. Чистый концентрат шеелита также может быть добавлен в расплав стали.

Около 30% мирового потребления вольфрама обеспечивается за счет переработки вторичного сырья. Загрязненный лом карбида вольфрама, стружки, опилки и остатки порошкового вольфрама окисляются и переводятся в паравольфрамат аммония. Лом быстрорежущих сталей утилизируют в производстве этих же сталей (до 60–70% всего расплава). Лом вольфрама из ламп накаливания, электродов и химических реактивов практически не перерабатывается.

Основным промежуточным продуктом в производстве вольфрама является паравольфрамат аммония (NH₄)₁₀W₁₂O₄₁·5H₂O. Он является и основным транспортируемым соединением вольфрама. Прокаливая паравольфрамат аммония, получают оксид вольфрама(VI), который затем обрабатывают водородом при 700–1000° С и получают порошок металлического вольфрама. Спеканием его с углеродным порошком при 900–2200° С (процесс цементации) получают карбид вольфрама.

В 2002 цена паравольфрамата аммония – основного коммерческого соединения вольфрама – составляла около 9000 долл. за тонну в пересчете на металл. В последнее время появилась тенденция к снижению цен на вольфрамовую продукцию вследствие большого предложения со стороны Китая и стран бывшего СССР.

В России вольфрамовые продукты производят: Скопинский гидрометаллургический завод «Металлург» (Рязанская область, вольфрамовый концентрат и ангидрид), Владикавказский Завод «Победит» (Северная Осетия, вольфрамовый порошок и слитки), Нальчикский Гидрометаллургический завод (Кабардино-Балкария, металлический вольфрам, карбид вольфрама), Кировградский завод твердых сплавов (Свердловская область, карбид вольфрама, вольфрамовый порошок), Электросталь (Московская область, паравольфрамат аммония, карбид вольфрама), Челябинский Электрометаллургический завод (ферровольфрам).

Свойства простого вещества.

Металлический вольфрам имеет светло-серый цвет. После углерода у него самая высокая температура плавления среди всех простых веществ. Ее значение определено в пределах 3387–3422° С. У вольфрама – превосходные механические качества при высоких температурах и наименьший коэффициент расширения среди всех металлов. Температура кипения 5400–5700° С. Вольфрам – один из наиболее тяжелых металлов с плотностью 19250 кг/м³. Электропроводность вольфрама при 0° C – величина порядка 28% от электропроводности серебра, являющегося наиболее электропроводящим металлом. Чистый вольфрам довольно легко поддается обработке, однако обычно он содержит примеси углерода и кислорода, что и придает металлу известную всем твердость.

Вольфрам обладает очень высоким модулем растяжения и сжатия, очень высоким сопротивлением температурной ползучести, высокой тепло- и электропроводностью, высоким коэффициентом электронной эмиссии, который может быть еще улучшен сплавлением вольфрама с некоторыми оксидами металлов.

Вольфрам химически стоек. Соляная, серная, азотная, фтороводородная кислоты, царская водка, водный раствор гидроксида натрия, аммиак (до 700° С), ртуть и пары ртути, воздух и кислород (до 400° С), вода, водород, азот, угарный газ (до 800° С), хлороводород (до 600° С) на вольфрам не действуют. С вольфрамом реагируют аммиак в смеси с пероксидом водорода, жидкая и кипящая сера, хлор (свыше 250° С), сероводород в условиях температуры красного каления, горячая царская водка, смесь фтористоводородной и азотной кислот, расплавы нитрата, нитрита, хлората калия, диоксида свинца, нитрита натрия, горячая азотная кислота, фтор, бром, йод. Карбид вольфрама образуется при взаимодействии углерода с вольфрамом при температуре выше 1400° С, оксид – при взаимодействии с водяным паром и диоксидом серы (при температуре красного каления), углекислым газом (выше 1200° С), оксидами алюминия, магния и тория.

Свойства важнейших соединений вольфрама.

Среди важнейших соединений вольфрама – его оксид, хлорид, карбид и паравольфрамат аммония.

Оксид вольфрама(VI) WO₃ – кристаллическое вещество светло-желтого цвета, при нагревании становящееся оранжевым, температура плавления 1473° С, кипения – 1800° С. Соответствующая ему вольфрамовая кислота неустойчива, в водном растворе в осадок выпадает дигидрат, теряющий одну молекулу воду при 70–100° С, а вторую – при 180–350° С. При реакции WO₃ со щелочами образуются вольфраматы.

Анионы вольфрамовых кислот склонны к образованию полисоединений. При реакции с концентрированными кислотами образуются смешанные ангидриды:

12WO₃ + H₃PO_{4(кип., конц.)} = H₃[PW₁₂O₄₀]

При взаимодействии оксида вольфрама с металлическим натрием образуется нестехиометрический вольфрамат натрия, носящий название «вольфрамовая бронза»:

WO₃ + xNa = Na_xWO₃

При восстановлении оксида вольфрама водородом в момент выделения образуются гидратированные оксиды со смешанной степенью окисления – «вольфрамовые сини» WO_3–n(OH)_n, n = 0,5–0,1.

WO₃ + Zn + HCl ® [W₁₀O₂₅(OH) + W₃O₈(OH)] («синь»), W₂O₅(OH) (коричн.)

Оксид вольфрама(VI) полупродукт в производстве вольфрама и его соединений. Является компонентом некоторых промышленно важных катализаторов гидрирования и пигментов для керамики.

Высший хлорид вольфрама WCl₆ образуется при взаимодействии оксида вольфрама (или металлического вольфрама) с хлором (так же как и с фтором) или тетрахлоридом углерода. Он отличается от других соединений вольфрама низкой температурой кипения (347° С). По своей химической природе хлорид является хлорангидридом вольфрамовой кислоты, поэтому при взаимодействии с водой образуются неполные хлорангидриды, при взаимодействии со щелочами – соли. В результате восстановления хлорида вольфрама алюминием в присутствии монооксида углерода образуется карбонил вольфрама:

WCl₆ + 2Al + 6CO = [W(CO)₆]Ї + 2AlCl₃ (в эфире)

Карбид вольфрама WC получается при взаимодействии порошкового вольфрама с углем в восстановительной атмосфере. Твердость, сравнимая с алмазом, определяет сферу его применения.

Вольфрамат аммония (NH₄)₂WO₄ устойчив только в аммиачном растворе. В разбавленной соляной кислоте в осадок выпадает паравольфрамат аммония (NH₄)₁₀H₂W₁₂O₄₂, являющийся основным полупродуктом вольфрама на мировом рынке. Паравольфрамат аммония легко разлагается при нагревании:

(NH₄)₁₀H₂W₁₂O₄₂ = 10NH₃ + 12WO₃ + 6H₂O (400 – 500° C)

Применение вольфрама.

Применение чистого металла и вольфрамсодержащих сплавов основано, главным образом, на их тугоплавкости, твердости и химической стойкости. Чистый вольфрам используется для изготовления нитей электрических ламп накаливания и электронно-лучевых трубок, в производстве тиглей для испарения металлов, в контактах автомобильных распределителей зажигания, в мишенях рентгеновских трубок; в качестве обмоток и нагревательных элементов электрических печей и как конструкционный материал для космических и других аппаратов, эксплуатируемых при высоких температурах. Быстрорежущие стали (17,5–18,5% вольфрама), стеллит (на основе кобальта с добавлением Cr, W, С), хасталлой (нержавеющая сталь на основе Ni) и многие другие сплавы содержат вольфрам. Основой при производстве инструментальных и жаропрочных сплавов является ферровольфрам (68–86% W, до 7% Mo и железо), легко получающийся прямым восстановлением вольфрамитового или шеелитового концентратов. «Победит» – очень твердый сплав, содержащий 80–87% вольфрама, 6–15% кобальта, 5–7% углерода, незаменим в обработке металлов, в горной и нефтедобывающей промышленности.

Вольфраматы кальция и магния широко используются во флуоресцентных устройствах, другие соли вольфрама используются в химической и дубильной промышленности. Дисульфид вольфрама представляет собой сухую высокотемпературную смазку, стабильную до 500° С. Вольфрамовые бронзы и другие соединения элемента применяются в изготовлении красок. Многие соединения вольфрама являются отличными катализаторами.

Долгие годы с момента открытия вольфрам оставался лабораторной редкостью, лишь в 1847 Оксланд получил патент на производство вольфрамата натрия, вольфрамовой кислоты и вольфрама из касситерита (оловянного камня). Второй патент, полученный Оксландом в 1857, описывал производство железо-вольфрамовых сплавов, которые составляют основу современных быстрорежущих сталей.

В середине 19 в. предпринимались первые попытки использовать вольфрам в производстве стали, однако долгое время не удавалось внедрить эти разработки в промышленность из-за высокой цены на металл. Возросшая потребность в легированных и высокопрочных сталях привела к запуску производства быстрорежущих сталей на фирме «Вифлеемская Сталь» (Bethlehem Steel). Образцы этих сплавов были впервые представлены в 1900 на Всемирной выставке в Париже.

Технология изготовления вольфрамовых нитей и ее история.

Объемы производства вольфрамовой проволоки имеют небольшую долю среди всех отраслей применения вольфрама, но развитие технологии ее получения сыграло ключевую роль в развитии порошковой металлургии тугоплавких соединений.

С 1878, когда Свон продемонстрировал в Ньюкастле изобретенные им восьми- и шестнадцатисвечевые угольные лампы, шел поиск более подходящего материала для изготовления нитей накаливания. Первая угольная лампа обладала эффективностью всего 1 люмен/ватт, которая была увеличена в следующие 20 лет модификацией методов обработки угля в два с половиной раза. К 1898 светоотдача таких лампочек составляла 3 люмен/ватт. Угольные нити в те времена нагревались пропусканием электрического тока в атмосфере паров тяжелых углеводородов. При пиролизе последних образующийся углерод заполнял поры и неровности нити, придавая ей яркий металлический блеск.

В конце 19 в. фон Вельсбах впервые изготовил металлическую нить для ламп накаливания. Он сделал ее из осмия (Т_пл = 2700° С). Осмиевые нити обладали эффективностью 6 люмен/ватт, однако, осмий – редкий и чрезвычайно дорогой элемент платиновой группы, поэтому широкого применения в изготовлении бытовых устройств не нашел. Тантал с температурой плавления 2996° С широко использовался в виде вытянутой проволоки с 1903 по 1911 благодаря работам фон Болтона из фирмы Сименс и Хальске. Эффективность танталовых ламп составляла 7 люмен/ватт.

Вольфрам начал применяться в лампах накаливания в 1904 и вытеснил в этом качестве все остальные металлы к 1911. Обычная лампа накаливания с вольфрамовой нитью обладает свечением 12 люмен/ватт, а лампы, работающие под высоким напряжением – 22 люмен/ватт. Современные флуоресцентные лампы с вольфрамовым катодом имеют эффективность порядка 50 люмен/ватт.

В 1904 на фирме «Сименс-Хальске» попытались применить разработанный для тантала процесс волочения проволоки для более тугоплавких металлов, таких как вольфрам и торий. Жесткость и недостаток ковкости вольфрама не позволили гладко провести процесс. Тем не менее, позже, в 1913–1914, было показано, что расплавленный вольфрам может быть раскатан и вытянут с использованием процедуры частичного восстановления. Электрическую дугу пропускали между вольфрамовым стержнем и частично расплавленной вольфрамовой капелькой, помещенной в графитовый тигель, покрытый изнутри вольфрамовым порошком и находящийся в атмосфере водорода. Тем самым были получены небольшие капли расплавленного вольфрама, около 10 мм в диаметре и 20–30 мм в длину. Хотя и с трудом, но с ними уже можно было работать.

В те же годы Юст и Ханнаман запатентовали процесс изготовления вольфрамовых нитей. Тонкий металлический порошок смешивался с органическим связующим, полученная паста пропускалась через фильеры и нагревалась в специальной атмосфере для удаления связующего, при этом получалась тонкая нить чистого вольфрама.

В 1906–1907 был разработан хорошо известный процесс экструзии, применявшийся до начала 1910-х. Черный вольфрамовый порошок очень тонкого помола смешивался с декстрином или крахмалом до образования пластичной массы. Гидравлическим давлением эта масса продавливалась через тонкие алмазные сита. Получающаяся таким образом нить оказывалась достаточно прочной для того, чтобы быть намотанной на катушки и высушенной. Далее нити разрезались на «шпильки», которые нагревались в атмосфере инертного газа до температуры красного каления для удаления остатков влаги и легких углеводородов. Каждая «шпилька» закреплялась в зажиме и нагревалась в атмосфере водорода до яркого свечения пропусканием электрического тока. Это приводило к окончательному удалению нежелательных примесей. При высоких температурах отдельные маленькие частицы вольфрама сплавляются и образуют однородную твердую металлическую нить. Эти нити эластичны, хотя и хрупки.

В начале 20 в. Юст и Ханнаман разработали другой процесс, отличающийся своей оригинальностью. Угольная нить диаметром 0,02 мм покрывалась вольфрамом путем накаливания в атмосфере водорода и паров гексахлорида вольфрама. Покрытая таким образом нить нагревалась до яркого свечения в водороде при пониженном давлении. При этом вольфрамовая оболочка и углеродное ядро полностью сплавлялись друг с другом, образуя карбид вольфрама. Получающаяся нить имела белый цвет и была хрупкой. Далее нить нагревалась в токе водорода, который взаимодействовал с углеродом, оставляя компактную нить из чистого вольфрама. Нити обладали теми же характеристиками, что и полученные в процессе экструзии.

В 1909 американцу Кулиджу удалось получить ковкий вольфрам без применения наполнителей, а лишь с помощью разумной температурной и механической обработки. Основная проблема в получении вольфрамовой проволоки заключалась в быстром окислении вольфрама при высоких температурах и наличии зернистой структуры в получающемся вольфраме, которая приводила к его хрупкости.

Современное производство вольфрамовой проволоки является сложным и точным технологическим процессом. Исходным сырьем служит порошковый вольфрам, получаемый восстановлением паравольфрамата аммония.

Вольфрамовый порошок, применяемый для производства проволоки, должен иметь высокую чистоту. Обычно смешивают порошки вольфрама различного происхождения, чтобы усреднить качество металла. Смешиваются они в мельницах и во избежание окисления нагретого трением металла в камеру пропускают поток азота. Затем порошок прессуется в стальных пресс-формах на гидравлических или пневматических прессах (5–25 кг/мм²). В случае использования загрязненных порошков, прессовка получается хрупкой, и для устранения этого эффекта добавляется полностью окисляемое органическое связующее. На следующей стадии производится предварительное спекание штабиков. При нагревании и охлаждении прессовок в потоке водорода их механические свойства улучшаются. Прессовки еще остаются достаточно хрупкими, и их плотность составляет 60–70% от плотности вольфрама, поэтому штабики подвергают высокотемпературному спеканию. Штабик зажимается между контактами, охлаждаемыми водой, и в атмосфере сухого водорода через него пропускается ток для нагрева его почти до температуры плавления. За счет нагревания вольфрам спекается и его плотность возрастает до 85–95% от кристаллического, в то же время увеличиваются размеры зерен, растут кристаллы вольфрама. Затем следует ковка при высокой (1200–1500° С) температуре. В специальном аппарате штабики пропускаются через камеру, которая сдавливается молотом. За одно пропускание диаметр штабика уменьшается на 12%. При ковке кристаллы вольфрама удлиняются, создается фибриллярная структура. После ковки следует протяжка проволоки. Стержни смазываются и пропускаются через сита из алмаза или карбида вольфрама. Степень вытяжки зависит от назначения получаемых изделий. Диаметр получаемой проволоки составляет около 13 мкм.

Биологическая роль вольфрама

ограничена. Его сосед по группе молибден является незаменимым в ферментах, обеспечивающих связывание атмосферного азота. Ранее вольфрам использовался в биохимических исследованиях только как антагонист молибдена, т.е. замена молибдена на вольфрам в активном центре фермента приводила к его дезактивации. Ферменты, напротив, дезактивирующиеся при замене вольфрама на молибден, обнаружены в термофильных микроорганизмах. Среди них формиатдегидрогеназы, альдегид-ферредоксин-оксидоредуктазы; формальдегид-ферредо-ксин-оксидоредуктаза; ацетиленгидратаза; редуктаза карбоновой кислоты. Структуры некоторых из этих ферментов, например, альдегид-ферредоксин-оксидоредуктазы сейчас определены.

Тяжелые последствия воздействия вольфрама и его соединений на человека не выявлены. При длительном воздействии больших доз вольфрамовой пыли может возникнуть пневмокониоз, заболевание, вызываемое всеми тяжелыми порошками, попадающими в легкие. Наиболее частые симптомы этого синдрома – кашель, нарушения дыхания, атопическая астма, изменения в легких, проявление которых уменьшается после прекращения контакта с металлом.

Юрий Крутяков

Физические и химические свойства Вольфрама

Вольфрам имеет следующую историю: тяжелые черные или желтоватые камни, встречающиеся вместе с оловянным камнем (касситеритом), были хорошо известны металлургам 16-18 веков. Наличие этой тяжелой руды снижало выход олова. Казалось, что она «пожирала» олово. Отсюда возникли названия этой руды: тяжелый камень или вольфрам от слов волк и пена. На Урале та же руда была известна как «волчец». Впервые в печати слово вольфрам появилось в 1574 году. В течение 19 века вольфрам и его соединения изучались многими исследователями, работы которых привели к его широкому применению.Сейчас вольфрам настолько хорошо изучен и настолько широко применяется в народном хозяйстве, что по существу уже может не считаться редким металлом, тем более, что содержание его в земной коре всего лишь примерно на один порядок меньше, чем содержание цинка, меди, свинца, хрома, и других нередких металлов. Вольфрам относится к шестой группе периодической системы и входит в подгруппу хрома.Находясь в пятом периоде, т.е. во втором большом периоде вольфрам имеет следующее расположение электронов: 2,8,18,32,12,2.В следствие такого расположения электронов вольфрам обладает переменной валентностью.Благодаря высокой валентности вольфрам входит в большинство соединений в виде кислородсодержащего аниона. Вольфрам- самый тугоплавкий металл и один из самых тяжелых. Его плотность 19,3 г/см3. Чистый металлический вольфрам имеет белый или серебристо-белый цвет, похож на платину.

 

Основные характеристики вольфрама:

1. Порядковый номер 74
2. Атомный вес 183,82
3. Плотность 19,3
4. Радиус атома 1,41
5. Радиус шестивалентного иона 0,50
6. Электросопротивление 5,5*20
7. Температура плавления 3377

 

Удельное электросопротивление 5,5 ом·см (20 °C). На воздухе вольфрам не изменяется, однако в присутствии влаги порошкообразный вольфрам медленно окисляется; при 700 °C вольфрам разлагает воду с образованием двуокиси вольфрама и водорода. Кислоты на вольфрам почти не действуют. Концентрированная азотная кислота и царская водка окисляют вольфрам с поверхности; растворяется же он в смеси фтористоводородной и азотной кислот.

 

Растворение металлического вольфрама возможно также в насыщенном растворе щавелевой кислоты в присутствии пергидроля, при этом образуются комплексные соединения вольфрама с щавелевой кислотой.

 

Температура кипения вольфрама около 5800°K. Упругость паров вольфрама изменяется с температурой следующим образом:

 

Температура °C	3990	4507	4690	4886	5168	5403
Упругость пара, мм рт. ст	1	10	20	60	100	200

Растворы щелочей не действуют на вольфрам, однако в присутствии окислителей, например перекиси водорода или персульфата аммония, вольфрам может растворяться в аммиаке. В присутствии же окислителей металлический вольфрам хорошо сплавляется со щелочами или с содой, образуя, так же как и в предыдущем случае, соль вольфрамовой кислоты.

 

Трехокись вольфрама или вольфрамовый ангидрид. Важнейшее соединение, являющееся конечным продуктом переработки вольфрамового сырья,-желтое порошкообразное вещество, при нагревании оранжевое. Упругость паров трехокиси вольфрама достигает одной атмосферы при 1357°C, но заметная вагонка начинается при значительно более низких температурах. Поэтому при получении трехокиси вольфрама прокаливанием вольфрамовой кислоты не рекомендуется, во избежание потерь, повышать температуру печи выше 800-850°C. Если же требуется прокалить вольфрамовую кислоту с целью количественного определения вольфрама, то придерживаются еще более низких температур — 750-800°C.

 

Трехокись вольфрама практически нерастворима в воде и в кислотах.

 

Низшие окислы вольфрама.

К группе низших окислов вольфрама относятся так называемые «синие окислы», состав которых являлся предметом многочисленных исследований.Условно синие окислы принимают за окись пятивалентного вольфрама, но в действительности состав их, по — видимому значительно сложнее. В настоящее время принимается, что вольфрам образует промежуточные окислы, которые можно рассматривать как твердые растворы. Иногда рассматривают синие окислы как вольфрамо-вольфраматы, т.е. как вольфрамовую соль вольфрамовой кислоты.Синие окислы образуются при действии различных восстановителей на раствор вольфрама или даже на сухие соединения вольфрама. На образование синих окислов основана характерная реакция на вольфрам, их присутствием объясняется также посинение растворов вольфраматов или появление зеленого оттенка у трехокиси вольфрама. Восстанавливать шестивалентный вольфрам можно при помощи растворов хлористого олова, фосфористой кислоты, двухвалентного хрома, трехвалентного титана, а также при помощи металлов , обладающих более отрицательным потенциалом.

 

Перекисные соединения вольфрама.

Вольфрам образует с перекисью водорода перекисные соединения(называемые надвольфраматами, первольфраматами или пероксидами вольфрама). Известен желтый первольфрамат подробно изученный еще в 1951 году. Этот первольфрамат хорошо растворим в воде и при низких температурах довольно устойчив в водных растворах, в которых устанавливается равновесие между первольфраматом и перекисью водорода. Растворы первольфрамата окисляют йодистый калий до свободного йода, а при температурах выше комнатной — окисляют спирт и альдегид. Ученые в 1951 году получили также белый первольфрамат который образуется из желтого при хранении последнего во влажном воздухе в течение 1 -2 суток. Белый вольфрамат распадается при 60-70°C со слабой вспышкой, отдавая весь лишний кислород. Отношение к воде белого первольфрамата такое же, как и у желтого.

 

Соединения вольфрама с галогенами.

Вольфрам образует различные соединения с галогенами. Наибольшее значение из них имеют его хлориды. Порошкообразный металлический вольфрам непосредственно соединяется с хлором при нагревании до температур порядка 500 °C.Шестихлористый вольфрам представляет собой синевато-черные с фиолетовым оттенком кристаллы, считают что фиолетовый оттенок появлется только у нечистых кристаллов. Для получения хлорида вольфрама пользуются различными соединениями вольфрама, причем в качестве хлорирующих агентов можно применять не только газообразный хлор, но и различные соединения хлора : хлористый водород, фосген, пятихлористый фосфор, сера и.др. Водой хлористый вольфрам, так же как и хлорокись вольфрама, разлагается с образованием вольфрамовой кислоты. Легкость образования хлоридов и оксихлоридов вольфрама при сравнительно низких температурах используется в технологии при анализе вольфрама.

 

Соединения вольфрама с серой.

Дисульфид вольфрама представляет собой темно-серый кристаллический порошок удельного веса 7,5. Он не растворяется в воде, растворяется в смеси азотной и плавиковой кислот и в расплавленных щелочах. В противоположность дисульфиду молибдена, дисульфид вольфрама  в природе встречается очень редко. Сульфид шестивалентного вольфрама, или трисульфид получается нагреванием в парах серы или косвенным путем при подкислении раствора сульфосоли вольфрама. Сульфосоли вольфрама образуются при пропускании сероводорода через нейтральный или щелочной раствор вольфрамата щелочного металла. Сульфосоли вольфрама хорошо растворимы в воде. Трисульфид вольфрама легко растворяется в растворах щелочей и сернистых щелочей, в воде он практически нерастворим, но легко образует коллоидные растворы. Трисульфид вольфрама при нагревании без доступа воздуха отщепляет серу, переходя при этом в дисульфид вольфрама.

 

Применение вольфрама 

Вольфрам на протяжении долгого времени массово не использовался и не был популярен. После промышленной революции, которая способствовала полной индустриализации мирового сообщества, вольфрам стал незаменимым металлом. В электротехнической промышленности специалисты и инженеры ведущих компаний используют вольфрам для производства ламп накаливания. В медицине при производстве рентгеновских трубок используют вольфрам разной концентрации. Применение вольфрамовых сплавов в атомной промышленности достаточно высоко. При изготовлении специальных контейнеров, которые защищают от радиоактивного излучения, используют вольфрам. Защитные свойства вольфрама на 50% выше, чем у свинца, за счет меньшей толщины экрана. Подробнее прочитать про применение вольфрама.

 

Купить вольфрам

В компании ТК Урал-Металл вы всегда можете приобрести продукцию из вольфрама по самым низким ценам на отечественном рынке. Продукция выпускаемая на современном иностранном оборудовании известных марок, с учетом соблюдения международных сертификатов качества ISO, отечественных ГОСТА и ТУ, самая конкурентоспособная во всем Уральском регионе. На сайте компании вы всегда можете заказать: вольфрамовая проволока, вольфрамовый пруток, вольфрамовый порошок, вольфрамовые электроды, вольфрамовый штабик, вольфрамовый лист. Все ваши заказы мы принимаем и обрабатываем точно в срок. В нашей компании вы всегда можете приобрести вольфрам и его сплавы следующих марок: ВА, ВЧ, ВРН, ВТ, ВИ, ВЛ, В-МП, ЭВИ-1, ЭВИ-2, ЭВИ-3, ЭВЧ, ЭВТ-15, СВИ.

 

1. Мы предлагаем следующую продукцию из вольфрама: вольфрамовую полосу, вольфрамовую проволоку, вольфрамовый пруток, вольфрамовый штабик, вольфрамовые электроды.

Применение вольфрама

Мировое производство вольфрама — примерно 30 тыс. т в год. С начала нашего века оно не раз испытывало резкие взлеты и столь же крутые спады. На диаграммах можно увидеть, что пики на кривой производства в точности отвечают кульминационным моментам первой и второй мировых войн. И сейчас вольфрам является сугубо стратегическим металлом.

Лампа с вольфрамовой нитью

Из вольфрамовой стали и других сплавов, содержащих вольфрам или его карбиды, изготовляют танковую броню, оболочки торпед и снарядов, наиболее важные детали самолетов и двигателей.
Вольфрам — непременная составная часть лучших марок инструментальной стали. В целом металлургия поглощает почти 95% всего добываемого вольфрама. (Характерно, что она широко использует не только чистый вольфрам, но главным образом более дешевый ферровольфрам — сплав, содержащий 80% W и около 20% Fe; получают его в электродуговых печах).
Вольфрамовые сплавы обладают многими замечательными качествами. Так называемый тяжелый металл (из вольфрама, никеля и меди) служит для изготовления контейнеров, в которых хранят радиоактивные вещества. Его защитное действие на 40% выше, чем у свинца. Этот сплав применяют и при радиотерапии, так как он создает достаточную защиту при сравнительно небольшой толщине экрана.
Сплав карбида вольфрама с 16% кобальта настолько тверд, что может частично заменить алмаз при бурении скважин.
Псевдосплавы вольфрама с медью и серебром — превосходный материал для рубильников и выключателей электрического тока высокого напряжения: они служат в шесть раз дольше обычных медных контактов.
О применении вольфрама в волосках электроламп говорилось в начале статьи. Незаменимость вольфрама в этой области объясняется не только его тугоплавкостью, но и пластичностью. Из одного килограмма вольфрама вытягивается проволока длиной 3,5 км, т. е. этого килограмма достаточно для изготовления нитей накаливания 23 тыс. 60-ваттных лампочек. Именно благодаря этому свойству мировая электротехническая промышленность потребляет всего около 100 т вольфрама в год.
В последние годы важное практическое значение приобрели химические соединения вольфрама. В частности, фосфорно-вольфрамовая гетерополикислота применяется для производства лаков и ярких, устойчивых на свету красок. Раствор вольфрамата натрия Na2W04 придает тканям огнестойкость и водонепроницаемость, а вольфраматы щелочноземельных металлов, кадмия и редкоземельных элементов применяются при изготовлении лазеров и светящихся красок.
Прошлое и настоящее вольфрама дают все основания Считать его металлом-тружеником.

ПОЧЕМУ «ВОЛЬФРАМ»? Это слово немецкого происхождения. Известно, что раньше оно относилось не к металлу, а к главному минералу вольфрама — вольфрамиту. Есть предположение, что это слово было чуть ли не бранным. В XVI—XVII вв. «вольфрам» считали минералом олова. (Он действительно часто сопутствует оловянным рудам.) Но из руд, содержащих вольфрамит, олова выплавлялось меньше, кто-то словно «пожирал» его.
Так и появилось название, отразившее «волчьи повадки» вольфрама,— понемецки Wolf — волк, а древнегерманское Ramm — баран.
«ВОЛЬФРАМ» ИЛИ «ТУНГСТЕН»? В известном химическом реферативном журнале США или в справочных изданиях по всем химическим элементам Меллора (Англия) и Паскаля (Франция) тщетно было бы искать металл под названием «вольфрам». Элемент № 74 называется в них иначе — тунгстен. Даже символ W (начальная буква слова Wolfram) получил всеобщее распространение лишь в последние годы: еще недавно в Италии и Франции писали Tu  (начальные буквы от слова tungstene).
Откуда такая путаница? Ее основы заложены историей открытия элемента № 74.
В 1783 г. испанские химики братья Элюар сообщили об открытии нового элемента. Разлагая саксонский минерал «вольфрам» азотной кислотой, они получили «кислую землю»— желтый осадок окиси какого-то металла, растворимый в аммиаке. В исходный минерал эта окись входила вместе с окислами железа и марганца. Братья Элюар предложили назвать новый элемент вольфрамом, а сам минерал — вольфрамитом.

История открытия вольфрама

Итак, кто открыл вольфрам? Братья Элюар? И да, и нет. Да — потому, что они первые сообщили об этом открытии в печати. Нет — потому, что за два года до этого — в 1781 г.— знаменитый шведский ученый Карл Вильгельм Шееле обнаружил такую же точно «желтую землю», обрабатывая азотной кислотой другой минерал. Его называли просто «tungsten», т. е. «тяжелый камень» (по-шведски tung — тяжелый, sten — камень). Шееле далее нашел, что эта «земля» отличается от аналогичной молибденовой по цвету и некоторым другим свойствам, а в минерале она связана с окисью кальция. В честь Шееле минерал тунгстен переименовали в «шеелит».
Остается добавить, что один из братьев Элюар был учеником Шееле и в 1781 г. работал в его лаборатории…

Кто же открыл вольфрам?

Обе стороны проявили в этом вопросе должное благородство: Шееле никогда не претендовал на открытие вольфрама, а братья Элюар не настаивали на своем приоритете.
НАЗВАНИЕ «ВОЛЬФРАМОВАЯ БРОНЗА» ОБМАНЧИВО. Нередко приходится слышать о вольфрамовых бронзах. Что это за металлы? Внешне оип очень красивы. Золотистая вольфрамовая бронза имеет состав Na₂О*WO_2*VVO₃, а синяя — Na₂0*W0₂*4W0₃; пурпурно-красная и фиолетовая занимают промежуточное положение — соотношение W0₃ к WO₂ в них меньше четырех, по больше единицы. Как видно из формул, эти вещества не содержат ни меди, ни цинка, ни олова, т. е., строго говоря, они вовсе не бронзы. Они вообще не сплавы, так как здесь нет чисто металлических соединений: и вольфрам, и натрий окислены. Бронзу они, однако, напоминают не только цветом и блеском, но и твердостью, устойчивостью к химическим реагентам и большой электропроводностью.
ПЕРСИКОВЫЙ ЦВЕТ. Приготовить эту краску было очень трудно: она не красная и не розовая, а какого-то промежуточного цвета и с зеленоватым оттенком. По преданию, для того чтобы ее открыть, пришлось провести около 8000 опытов с различными металлами и минералами. В XVII в. в персиковый цвет окрашивали наиболее дорогие фарфоровые изделия для китайского императора на заводе в провинции Шаньси. Когда секрет изготовления этой краски был открыт, оказалось, что ее основу составляет окись вольфрама.
ПОХОЖЕ НА СКАЗКУ. Это случилось в 1911 г. В провинцию Юньнань приехал из Пекина студент по имени Ли. Целыми днями пропадая в горах, он искал какой-то камень, по его словам — оловянный. Но ничего не находил.
У хозяина дома, где поселился студент, была молодая дочь Сяоми. Девушка жалела неудачливого искателя особых камней и вечером, подавая ему ужин, рассказывала незамысловатые истории. В одной из них речь шла о необыкновенной печи, построенной из темных камней, срывавшихся со скалы прямо на задний двор их Дома. Печь оказалась очень удачной — она исправно служила хозяевам многие годы. Сяоми даже подарила студенту один из этих камней — коричневый, обкатанный, тяжелый, как свинец. Оказалось, что это был чистый вольфрамит…
ОБ ИЗОТОПАХ ВОЛЬФРАМА. Природный вольфрам состоит из пяти стабильных изотопов с массовыми числами 180, 182, 183, 184 (самый распространенный, его доля 30,64%) и 186. Из довольно многочисленных искусственных радиоактивных изотопов элемента № 74 практически важны только три: вольфрам-181 с периодом полураспада 145 дней, вольфрам-185 (74,5 дня) и вольфрам-187 (23,85 часа). Все три эти изотопа образуются в ядерных реакторах при обстреле нейтронами природной смеси изотопов вольфрама.

ВОЛЬФРАМ И ГЕЛИОТЕХНИКА. В конце 1975 г. было обнаружено еще одно весьма полезное свойство вольфрама. Как оказалось, поверхность вольфрамовой пленки, осажденной из газовой фазы, отлично поглощает солнечную энергию, испуская при этом совсем немного тепла. В гелиотехнических установках вольфрамовая пленка может работать даже в условиях поверхности Меркурия, раскаленной до 300—400° С. Большинство материалов в таких условиях теряет с инфракрасным излучением большую часть поглощенной энергии, но вольфрамовая пленка надежно работает и при более высокой температуре (около 500° С). Как оказалось, это свойство объясняется своеобразным строением такой пленки. Она покрыта тончайшими волосками-дендритами, и в этом «мехе» хорошо задерживаются солнечные лучи. Он же препятствует инфракрасному излучению.

Вольфрам – металл на складе в Москве. Вольфрам и его особенности.

Метаторг — цены на вольфрам на складе в Москве.

Вольфрам и его особенности

Вольфрам – это металл, которому характерны особая тяжесть, твердость и тугоплавкость. Его температура плавления составляет 3380°C, а кипения – 5900°C, при этом скорость испарения остается малой, даже при нагреве до 2000°C. Вольфрам обладает высоким приделом прочности на разрыв и отличной коррозионной стойкостью. Чаще всего, его применяют в качестве легирующей добавки при создании высокопрочных сплавов. Удельное электрическое сопротивление вольфрама в нормальных условиях составляет 55×10-9 Ом×м. Металл устойчив к воздействию кислот. В нагретом состоянии (до 1600°C) поддается обработке.

Недостатком вольфрама является его склонность к ломкости при низких температурах. Также, к свойствам, которые сокращают его область применения, относится большая плотность. Вольфрам при невысоких температурах не устойчив к окислению.

Ассортимент продукции из вольфрама

Вольфрамовые прутки.

Данный тип продукции из вольфрама является наиболее распространенным. Получают его из штабиков, которые подвергаются ковке в нагретом состоянии.

Ковка осуществляется в несколько этапов, количество которых зависит от заданного диаметра прутка. Температура нагрева штабика зависит от марки данной продукции, например, для марок ВТ, ВЛ, ВИ она выше, чем для ВА и ВЧ.

В качестве заготовки для получения прутка, могут использоваться и вольфрамовые слитки, полученные в процессе плавки. Применяя их, горячую ковку не проводят, в связи с тем, что структура металла крупнокристаллическая и при проведении данного процесса это чревато образованием трещин и разрушением. При получении вольфрамовых прутков из слитков, последний дважды подвергается горячему прессованию при температуре 1800-1900 °С и при 1350-1500 °С. Только после этого осуществляют горячую ковку заготовки.

Вольфрамовые прутки широко применяются в промышленности, чаще всего в качестве неплавящихся сварочных электродов (марка ВТ, ВИ, ВЛ) и нагревателей, которые работают в среде вакуума, водорода и инертного газа (марка ВА, ВР, МИ). Данное изделие может применяться в качестве катода радиолам, электронных и газоразрядных приборов.

Вольфрамовые электроды.

С их помощью сваривают цветные металлы и их сплавы, высоколегированные стали. Используют вольфрамовые неплавящиеся электроды с присадочной проволокой. Применяя данную продукцию, сваривают даже детали с разным химическим составом, при этом сварной шов имеет повышенную прочность.

Вольфрамовые электроды используют в процессе сварки в среде аргона. За счет их применения сварной шов получается качественным. Такие электроды могут быть получены, как с чистого вольфрама, так и из его сплавов. Наличие присадок положительно влияет на качество процесса. Например, электрод из чистого вольфрама ЭВЧ имеет низкую зажигаемость дуги, а вот если в сплав добавлен цирконий, то она повышается. Торирование, также, улучшает данное свойство и, к тому же, положительно влияет на срок службы такого металлопроката (электроды марки ЭВТ-15). Добавка иттрия позволяет использовать вольфрамовые электроды в токовых средах, как с дугой переменного, так и постоянного тока (электроды марки ЭВИ-1, ЭВИ-2, ЭВИ-3).

Производство вольфрамовых электродов осуществляется в соответствии с ГОСТ 23949-80. Вольфрамовая проволока. Это наиболее распространенный вид продукции из вольфрама. В качестве заготовок для её производства используют вольфрамовые прутки 2,75 мм в диаметре. Получают проволоку способом волочения, подвергая нагреву газовой горелкой или электрическим нагревателем. Заготовка, вместе с фильерой, в начале нагревается до температуры 1000 °С, а в конце до 400-600 °С.

Если диаметр вольфрамовой проволоки до 1,26 мм, то для её волочения применяют прямолинейный цепной волочильный стан, если его значение находится в приделах от 1,25 до 0,5 мм – блочный стан, если оно составляет от 0,5 до 0,25 мм – машина однократного волочения.

Подвергаясь ковке и волочению, кристаллы металла разрушаются и вытягиваются вдоль оси, структура преобразовывается в волокнистую. Благодаря чему обеспечивается повышенная прочность вольфрамовой проволоки.

После волочения поверхность вольфрамовой проволоки очищают от графитовой смазки, подвергая изделие отжигу, химическому или электролитическому травлению, электролитической полировке. Последний метод положительно влияет на его механическую прочность (увеличивает на 20-25%). Из вольфрамовой проволоки изготавливают элементы сопротивления нагревательных печей, которые работают в среде вакуума, водорода, инертного газа и их рабочая температура достигает 3000 °С. Также, из неё производят термопары (сплав марки ВР 5/20).

Производится вольфрамовая проволока в соответствии с ГОСТ 18903-73.

Вольфрамовый порошок.

Данный продукт в чистом виде – исходное сырье для компактного вольфрама. Порошковый карбид-вольфрам – это легирующая добавка, которая применяется при производстве твердых сплавов.

В зависимости от величины частиц, набора зерен и других параметров определяют назначение вольфрамовых порошков.

Содержит вольфрамовый порошок примеси кислорода (от 0,05% до 0,3%) и металлические примеси, доля которых незначительна. В его состав входят присадки металлов (алюминия, тория, лантана и других), которые положительно влияют на его конечные свойства.

Вольфрамовые листы, ленты, фольга, пластины.

Этот плоский металлопрокат получают методом плоской ковки и проката. Заготовкой является вольфрамовый штабик, размеры которого могут быть различными. Сначала вольфрамовый штабик подвергают ковке пневмомолотом в разогретом состоянии до 1500-1700 °С, в ходе процесса температура снижается до 1200-1300 °С. Операция заканчивается, когда толщина поковки составляет 8-10 мм (штабик сечением 25×25 мм) или 4-5 мм (штабик сечением 12×12 мм).

Затем полученную поковку прокатывают на прокатном стане, предварительно подогревая её до 1300-1400 °С. В ходе процесса температуру снижают до 1000-1200 °С. Таким способом получают сортовой металлопрокат из вольфрама толщиной до 0,6 мм. Если этот параметр необходимо уменьшить – проводят холодную прокатку. Тонкий лист толщиной до 0,125 мм и фольгу толщиной 0,02-0,03 мм из вольфрама, также, можно получить. Для этого применяют прокатку в пакетах, которые состоят из вольфрамовых лент (внутренний слой) и молибденовых пластин (наружный слой).

Также, для производства вольфрамовых листов, ленты и пластин, могут использоваться слитки из вольфрама, полученные методом плавки. Такие заготовки подвергаются предварительному прессованию, а затем деформированию на двухвалковых прессах.

Применяется данный сортовой металлопрокат из вольфрама при высоких температурах, за счет его высоких жаропрочностных характеристик. Вольфрамовый лист используется при изготовлении оснастки высокотемпературных печей, а, также, в качестве экрана в ядерной энергетике, который способен ослабить поток радиоактивного излучения. Вольфрамовые пластины применяют в процессе металлизации полупроводников в интегральных микросхемах.

Сортовой металлопрокат из вольфрама нашел свое применение в радиоэлектронике, машиностроении и во многих сферах промышленности.

Что такое Вольфрам Золото

Покупатели, которые хотят купить настоящее золото может, к сожалению, приобрести вольфрама золота, ни поддельные золото, случайно. Поддельные золотые слитки вольфрама дешевые заменители реальная вещь.

На самом деле, нет никакого название вольфрама золота в самом деле, как свойства вольфрама и золота настолько похожи, что многие люди стали брать вольфрам как замена золота. Золото имеет плотность 19,30 граммах на кубический сантиметр при комнатной температуре и плотность жидкости в точке плавления 1,947.5 ° F от 17,31 грамма на кубический сантиметр. Вольфрам имеет плотность 19,25 граммах на кубический сантиметр при комнатной температуре и жидкую плотность 17,6 граммах на кубический сантиметр при температуре плавления 6192 ° F.

Вольфрам Золото Цены

В то время как золото оценивается в десятки тысяч за фунт, вольфрам стоит менее $ 100 за фунт. Зарядка реальную цену золота для вольфрама золота приводит к огромной прибылью.
В то же время, высокая стоимость золота делает вольфрама золото популярны. Вольфрам значительно дешевле, чем золото, так что вольфрам золотые изделия цена является более приемлемым для молодых людей.

Вольфрам Золотые Качества

Вольфрам золото устойчивое к царапинам и легкий. Это имеет плотность 19,25 г при комнатной температуре на кубический сантиметр. Его плотность жидкости 17,6 грамма на кубический сантиметр.

Вольфрам Золотые Виды

Есть три типа вольфрама золота, позолоченные вольфрам, вольфрама заполнено золотые и золото порошок. Различные продукты принимают различные типы, золотые украшения вольфрама и позолоченные рыбалка вес вольфрама фактически Утюг-обшивки продукты, железо-покрытие является эффективным способом добавления цвет вольфрам, и они могут выглядеть привлекательным и уникальные альтернативы. Вольфрам золотой слиток может быть сделано либо путем железной обшивки или вольфрама, заполненной золотом.

Вольфрам, нахождение в природе | Технологии Металловъ

Вольфрам мало распространен в природе, содержание в земной коре 1,3·10^-4% по массе. Вольфрам встречается в природе главным образом в виде окисленных сложных соединений, образованных трехокисью вольфрама WO3 и окислами железа и марганца или кальция, а иногда свинца, меди, тория и редкоземельных элементов. Наиболее распространенный минерал, вольфрамит, представляет собой твердый раствор вольфраматов (солей вольфрамовой кислоты) железа и марганца (mFeWO₄ · nMnWO₄). Этот раствор – тяжелые и твердые кристаллы коричневого пли черного цвета, в зависимости от того, какое соединение преобладает в их составе. Если больше гюбнерита (соединения марганца), кристаллы черные, если же преобладает железосодержащий ферберит – коричневые. Вольфрамит парамагнитен и хорошо проводит электрическим ток.

Из других минералов вольфрама промышленное значение имеет шеелит – вольфрамат кальция CaWO₄. Он образует блестящие, как стекло, кристаллы светло-желтого, иногда почти белого цвета. Шеелит немагнитен, но он обладает другой характерной особенностью – способностью к люминесценции. Если его осветить ультрафиолетовыми лучами, он флуоресцирует в темноте ярко-синим цветом. Примесь молибдена меняет окраску свечения шеелита: она становится бледно-синей, а иногда даже кремовой. Это свойство шеелита, используемое в геологической разведке, служит поисковым признаком, позволяющим обнаружить залежи минерала.

Как правило месторождения вольфрамовых руд связаны с областями распространения гранитов. Крупные кристаллы вольфрамита или шеелита – большая редкость. Обычно минералы лишь вкраплены в древние гранитные породы. Средняя концентрация вольфрама в них всего 1–2%, поэтому извлекать его довольно трудно. Всего известно около 15 собственных минералов вольфрама. Среди них расоит и штольцит, представляющие собой две различные кристаллические модификации вольфрамата свинца PbWO₄. Другие минералы являются продуктами разложения или вторичными формами обычных минералов – вольфрамита и шеелита, например, вольфрамовая охра и гидротунгстит, являющийся гидратированным оксидом вольфрама, образовавшимся из вольфрамита; русселит – минерал, содержащий оксиды висмута и вольфрама. Единственный неоксидный минерал вольфрама – тунгстенит WS₂, основные запасы которого сосредоточены в США. Обычно содержание вольфрама в разрабатываемых месторождениях лежит в пределах от 0,3 до 1,0% WO₃.

Все вольфрамовые месторождения имеют магматическое или гидротермальное происхождение. В процессе охлаждения магмы происходит дифференциальная кристаллизация, поэтому шеелит и вольфрамит часто обнаруживаются в виде жил, там, где магма проникала в трещины земной коры. Большая часть вольфрамовых месторождений сосредоточена в молодых горных цепях – Альпах, Гималаях и Тихоокеанском поясе.

Крупнейшие зарубежные месторождения вольфрамита и шеелита находятся в Китае, Бирме, США, Боливии и Португалии. Наша страна тоже располагает значительными запасами минералов вольфрама, главные их месторождения находятся на Урале, Кавказе и в Забайкалье.

Ежегодная мировая добыча вольфрамовых руд составляет 5,95·104 тонн в пересчете на металл, из которых 49,5·104 тонн (83%) извлекается в Китае. В России добывается 3400 тонн, в Канаде – 3000 тонн.

На Кинг-Айленде в Австралии добывается 2000–2400 тонн вольфрамовой руды в год. В Австрии шеелит добывается в Альпах (провинции Зальцбург и Штайермарк). В северо-восточной Бразилии разрабатывается совместное месторождение вольфрама, золота и висмута (шахты Канунг и месторождение Кальзас в Юконе) с предполагаемым запасом золота 1 млн. унций и 30 000 т оксида вольфрама. Мировым лидером в разработке вольфрамового сырья является Китай (месторождения Жианьши (60% китайской добычи вольфрама), Хуньань (20%), Юннань (8%), Гуаньдонь (6%), Гуаньжи и Внутренняя Монголия (2% каждое) и другие). Объемы ежегодной добычи в Португалии (месторождение Панасхира) оцениваются в 720 т вольфрама в год. В России основные месторождения вольфрамовых руд расположены в двух регионах: на Дальнем Востоке (Лермонтовское месторождение, 1700 т концентрата в год) и на Северном Кавказе (Кабардино-Балкария, Тырныауз). Завод в Нальчике перерабатывает руду в оксид вольфрама и паравольфрамат аммония.

Крупнейшим потребителем вольфрама является Западная Европа – ее доля на мировом рынке составляет 30%. По 25% от общего потребления приходится на Северную Америку и Китай, а 12–13% на долю Японии. Спрос на вольфрам в странах СНГ оценивается в 3000 тонн металла в год.

Что, черт возьми, такое вольфрамовая пленка? · Ломография

84 доля Твитнуть

Когда мы смотрим на что-то, наши глаза умно «корректируют» цвета в различных условиях освещения, поэтому независимо от того, смотрите ли вы на одну и ту же красную чашку в помещении или на улице, ее цвет, скорее всего, останется неизменным. Однако фотопленки не могут настраиваться одинаково, и поэтому разные пленки существуют для разных условий освещения. Большинство пленок, представленных сегодня на рынке, сбалансированы по дневному свету, что означает, что они разработаны для получения точных цветов на открытом воздухе или в условиях электронной вспышки (обычный дневной свет составляет около 5500 кельвинов — кельвин — это единица измерения, обычно используемая для измерения температуры света).

Источники: sobetion, trashpilotin & kleinerkaries

С другой стороны, вольфрамовая пленка была первоначально введена для получения точных цветов для фотографов, снимающих в помещении при студийном освещении. Вольфрамовые лампы (например, флуоресцентные лампы) имеют гораздо более низкую цветовую температуру, чем дневной свет (около 3200 кельвинов). Если пленка с коррекцией дневного света снимается в условиях вольфрамового освещения, она часто дает желто-оранжевый оттенок. Вольфрамовая пленка даст нейтральный цветовой баланс в условиях вольфрамового освещения.Между прочим, вольфрам — это другое название химического элемента вольфрам, металла, который часто используется в нити лампочек.

Кредиты: hodachrome, why-yu и Moodification

Так следует ли снимать вольфрамовую пленку исключительно в условиях вольфрамового освещения? Ответ — нет. Как ломографы, мы любим забывать правила. Снимайте в помещении или на улице, при освещении лампами накаливания или при дневном свете (помните, что у него низкий ISO), выбросьте в окно свод правил по вольфраму и экспериментируйте в любых условиях!

Кредиты: буджидубаби, ходахром, сирио174 и катепалацио

Жаждете фильма? Обязательно загляните в наш интернет-магазин или одну из наших галерей по всему миру, чтобы пополнить запасы!

написано tomas_bates в 2011-09-23 # стиль жизни # фильм # вольфрам # новый # ломография

Вольфрам

Вольфрам ( pronEng | ˈtʌŋstən ), также известный как вольфрам ( IPA | / ˈwʊlfrəm / ), представляет собой химический элемент, который имеет символ W и атомный номер 74.

Металл серого стального цвета, вольфрам, встречается в нескольких рудах, включая вольфрамит и шеелит. Он примечателен своими прочными физическими свойствами, особенно тем фактом, что он имеет самую высокую температуру плавления среди всех нелегированных металлов и второй по величине из всех элементов после углерода. Дентит, Джон. Факты о Файловом химическом словаре . 4-е изд. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Checkmark Books, 2005] Вольфрам часто бывает хрупким, и его трудно обрабатывать в необработанном виде; однако в чистом виде его можно разрезать ножовкой.Stwertka, Albert Путеводитель по элементам . 2-е изд. Нью-Йорк: Oxford University Press, 2002.] Чистая форма используется в основном в электротехнике, но ее многочисленные соединения и сплавы используются во многих приложениях, в первую очередь в нити лампочек, рентгеновских трубках (как нити накала, так и мишень). ) и суперсплавы. Вольфрам также является единственным металлом из третьей переходной серии, который, как известно, встречается в биомолекулах. [ цитировать журнал
title = Активные центры молибден- и вольфрамсодержащих ферментов
автор = Дж. Макмастер и Джон Х. Энемарк
journal = Current Opinion in Chemical Biology
volume = 2
issue = 2
pages = 201 & ndash; 207
год = 1998
url =
doi = 10.1016 / S1367-5931 (98) 80061-6
accessdate = ] [ цитировать журнал
title = Молибден и вольфрам в биологии
автор = Russ Hille
journal = Trends in Biochemical Sciences
volume = 27
issue = 7
страниц = 360 & ndash; 367
год = 2002
url =
doi = 10.1016 / S0968-0004 (02) 02107-2
accessdate = ]

Этимология

Название «Вольфрам» (от шведского и датского «вольфрам», что означает «тяжелый» или, точнее, «твердый» камень «) используется в английском, французском, итальянском и всех трех современных гойдельских языках (ирландском гэльском, шотландском гэльском и мэнском, хотя и не в каком-либо другой кельтский язык) как название элемента, хотя во многих других языках (например.грамм. на немецком и испанском языках) он известен как «вольфрам» (хотя на современном испанском языке он обычно известен как «вольфрам»), а его руда — вольфрамит, и это также является источником его химического символа, W . Название «вольфрамит» происходит от «вольфрам», названия, данного вольфраму Йоханом Готтшалком Валлериусом в 1747 году. Это, в свою очередь, происходит от «Lupi spuma», имени Георга Агрикола, использованного для элемента в 1546 году, что переводится на английский язык как «волчья пена» или «сливки» (этимология не совсем ясна), и это ссылка на большое количество олова, потребляемого минералом во время его добычи. cite web
url = http://elements.vanderkrogt.net/elem/w.html
publisher = Elementymology & Elements Multidict
title = Wolframium Wolfram Tungsten
author = Peter van der Krogt
accessdate = 2008-05-09 ]

Физические свойства

В необработанном виде вольфрам представляет собой металл серо-стального цвета, который часто является хрупким и труднообрабатываемым. Но в чистом виде с ним легко работать. Его обрабатывают ковкой, вытяжкой, экструзией или спеканием. Из всех металлов в чистом виде вольфрам имеет самую высокую температуру плавления (3422 ° C, 6192 ° F), самое низкое давление пара и (при температурах выше 1650 ° C) самую высокую прочность на разрыв. ссылка на Интернет
url = http://periodic.lanl.gov/elements/74.html
publisher = Los Alamos National Laboratory
title = Tungsten
date = 2003-12-15
accessdate = 2008-05-09 ] Вольфрам имеет самый низкий коэффициент теплового расширения среди всех чистых металлов. Легирование стали в небольших количествах вольфрама значительно увеличивает ее прочность.

Изотопы

Встречающийся в природе вольфрам состоит из пяти изотопов, период полураспада которых настолько велик, что их можно считать стабильными.Теоретически все пять могут распадаться на изотопы 72-го элемента (гафния) в результате альфа-излучения, но только ¹⁸⁰ Вт могут распадаться на это с периодом полураспада (1,8 ± 0,2) · 10 ¹⁸ лет; в среднем это дает около двух альфа-распадов ¹⁸⁰ Вт на один грамм природного вольфрама в год. Распад других изотопов природного происхождения не наблюдался, поэтому их период полураспада ограничен: citeweb | url = http: //www.nndc.bnl.gov/chart/ | title = Интерактивная диаграмма нуклидов | publisher = Brookhaven Национальная лаборатория | автор = Алехандро Сонзони | местоположение, Национальный центр ядерных данных | accessdate = 2008-06-06 ]: ¹⁸² W, «T» _1/2 > 8.3 · 10 ¹⁸ лет

: ¹⁸³ W, «T» _1/2 > 29 · 10 ¹⁸ лет

: ¹⁸⁴ W, «T» _1/2 > 13 · 10 ¹⁸ лет

: ¹⁸⁶ W, «T» _1/2 > 27 · 10 ¹⁸ лет

Были охарактеризованы еще 30 искусственных радиоизотопов вольфрама, наиболее стабильными из которых являются ¹⁸¹ Вт с периодом полураспада 121,2 дня, ¹⁸⁵ Вт с периодом полураспада 75,1 дня, ¹⁸⁸ Вт с периодом полураспада 69.4 дня, ¹⁷⁸ Вт с периодом полураспада 21,6 дня и ¹⁸⁷ Вт с периодом полураспада 23,72 часа. Все оставшиеся радиоактивные изотопы имеют период полураспада менее 3 часов, а у большинства из них период полураспада менее 8 минут. Вольфрам также имеет 4 мета-состояния, наиболее стабильным из которых является ^179m Вт («T» _½ 6,4 минуты).

Химические свойства

Элементарный вольфрам устойчив к воздействию кислорода, кислот и щелочей.

Соединения

:

«Основная статья:

Наиболее распространенная формальная степень окисления вольфрама — +6, но он проявляет все степени окисления от -1 до +6.Эмсли, Джон Э. Элементы . 2-е изд. Нью-Йорк: Oxford University Press, 1991] Вольфрам обычно соединяется с кислородом с образованием желтого оксида вольфрама, WO ₃ , который растворяется в водных щелочных растворах с образованием ионов вольфрама, WO ₄ ^2-.

Карбиды вольфрама (W ₂ C и WC) получают путем нагревания порошкового вольфрама с углеродом и являются одними из самых твердых карбидов с температурой плавления 2770 ° C для WC и 2780 ° C для W ₂ C.WC — эффективный электрический проводник, но W ₂ C не так эффективен. Карбид вольфрама ведет себя так же, как карбид вольфрама

I. Чтение и практика речи

Текст B: Сталь и ее сплавы

I.1 Прочтите текст, приведенный ниже, и найдите в нем следующую информацию:

видов сплавов;

округов стальных;

легирующих элементов;

свойства легированных сталей;

наименований технологических процессов, указанных в тексте.

Ценность сплавов была открыта в очень древние времена; особенно важны латунь (медь и цинк) и бронза (медь и олово). Сегодня наиболее важными являются легированные стали, которые обладают множеством особых характеристик.

Самый важный металл в промышленности — это железо и легированная сталь. Чистое железо мягкое, пластичное и податливое, его можно использовать только в качестве декоративного материала. Однако добавление угля сильно укрепляет его и изменяет его свойства. Сталь известна как сплав железа с примерно 2% или менее углерода.Он прочный, жесткий, но легко подвержен коррозии из-за ржавчины, хотя нержавеющая и другие специальные стали устойчивы к коррозии. Количество углерода в

Сталь

значительно влияет на ее свойства. Стали с низким содержанием углерода (мягкие стали) довольно пластичны и используются при производстве листового железа, проволоки и труб. Среднеуглеродистые стали с содержанием от 0,2 до

0,4% углерода более жесткие и прочные и используются в качестве конструкционных сталей. Для ковки и сварки подходят как низкоуглеродистые, так и среднеуглеродистые стали.Высокоуглеродистые стали содержат от 0,4 до 1,5% углерода, являются твердыми и хрупкими и используются в режущих инструментах, хирургических инструментах, бритвенных лезвиях и пружинах. Инструментальная сталь, также называемая серебряной сталью, содержит около 1% углерода и упрочняется и закаляется путем закалки и отпуска.

Сталь специального назначения может содержать другие легирующие элементы, кроме углерода. Это изменяет и улучшает физические свойства основной стали. Например, небольшое количество никеля, хрома, марганца и ванадия можно использовать для упрочнения стали при строительных работах.Термическая обработка (т.е. отпуск) и механическая обработка при низких и высоких температурах также могут дать стальным сплавам превосходные качества, такие как прочность, твердость, ударная вязкость, износостойкость, коррозионная стойкость, электрическое сопротивление и обрабатываемость.

Включение других элементов влияет на свойства стали. Марганец придает дополнительную прочность и жесткость. Сталь, содержащая 4% кремния, используется для сердечников трансформаторов или электромагнитов, поскольку у нее большие зерна, которые действуют как маленькие магниты.Добавление хрома придает дополнительную прочность и коррозионную стойкость, поэтому мы можем получать нержавеющую сталь. Нагрев в процессе углеродистых или богатых азотом материалов используется для образования твердой поверхности на стали (цементирование). Быстрорежущие стали, которые имеют чрезвычайно важное значение для станков, содержат хром и вольфрам, а также в меньших количествах ванадий, молибден и другие металлы.

Процессы производства стали известны как плавка, очистка (рафинирование) и легирование при температуре около 2 900 ºF

(1600 Cº).Расплавленную сталь можно сначала отлить в слитки. Позже слитки перерабатываются в готовую продукцию. Это можно сделать двумя основными методами: горячей и холодной деформации. Последний обычно используется для изготовления прутков, трубок, листов и полос. Расплавленную сталь также можно заливать непосредственно в изделия.

II.2 Выберите правильный вариант, чтобы завершить предложения.

1. Сталь — это общее название.

а. неметаллы b.железо c. железоуглеродистые сплавы

2. Используется чистое железо.

а. как декоративный материал b. для строительных работ

г. в станках

3. Физические свойства железа могут быть изменены добавлением.

а. железная руда b. водород c. углерод

4. Обычно содержит сталь специального назначения.

а. углерод б. различные легирующие элементы c. ванадий

5.Термообработка и механическая обработка при низких и высоких температурах приводят к получению стали.

а. различное содержание углерода b. лучшие качества

г. готовая продукция

6. Стадиями стали плавка, очистка и легирование.

а. холодная обработка b. очистка c. что составляет

7. Прутки, проволока, трубы, листы и полосы являются результатами.

а. плавильная сталь b. горячая обработка c. холодная деформация

III.3. a Внимательно рассмотрите преимущества и недостатки различных сталей; используйте информацию, приведенную в тексте.

Класс стали	Преимущества	Недостатки
Углеродистые стали	..	..
Инструментальные стали	..	..
Нержавеющие стали	Коррозионностойкий	..

б. Решите, какие стали вы будете использовать для изготовления названных ниже объектов.

Ножи, гвозди, молотки, тросы, кузова автомобилей, корабли, контейнеры, станки, банковские хранилища,

шасси самолетов.

IV.4 Объясните, как вы понимаете следующие утверждения из текста.

1. Самый важный металл в промышленности — это железо и легированная сталь.

2. Сталь — это сплав железа.

3. Сталь специального назначения, помимо углерода, может содержать различные легирующие элементы.

4.