Wolfram: Egenskaber, produktion, applikationer og legeringer

Tungsten er et kedeligt sølvfarvet metal med det højeste smeltepunkt af ethvert rent metal.

Også kendt som Wolfram, hvorfra elementet tager sit symbol, W, er wolfram mere modstandsdygtig over for brud end diamant og er meget sværere end stål. Det er det ildfaste metals unikke egenskaber - dets styrke og evne til at modstå høje temperaturer - der gør den ideel til mange kommercielle og industrielle anvendelser.

Egenskaber:

Atomisk Symbol: W

• Atomisk Antal: 74
• Element Kategori: Overgangsmetal
• Tæthed: 19. 24g / cm
• 3 ^{Smeltepunkt: 6192 ° F (3422 ° C)}
• Kogepunkt: 10031 ° F (5555 ° C)
• Mohs hårdhed: 7. 5
• Produktion:

Wolfram udvælges primært fra to typer mineraler, wolframit og scheelite. Imidlertid tegner wolframgenvindingen sig for ca. 30% af den globale forsyning. Kina er verdens største metalproducent og leverer over 80% af verdensforsyningen.

Når wolframmalm er blevet behandlet og adskilt, fremstilles den kemiske form, ammoniumparatungstate (APT). APT kan opvarmes med hydrogen til dannelse af wolframoxid eller vil reagere med kulstof ved temperaturer over 1925 ° C (1050 ° C) for at fremstille wolframmetal.

Anvendelser:

Wolframs primære applikation i over 100 år har været som glødetråd i glødelamper. Doteret med små mængder kaliumaluminiumsilicat, wolframpulver sintres ved høj temperatur for at fremstille trådfilamentet, der ligger i midten af ​​lyspærer, der belyser millioner af boliger rundt om i verden.

På grund af wolframens evne til at holde sin form ved høje temperaturer, anvendes wolframfilamenter nu også i en række forskellige husholdningsapplikationer, herunder lamper, lygter, varmeelementer i elektriske ovne, mikrobølgeovne, x- røntgenrør og katodestrålerør (CRT) i computerskærme og fjernsynsapparater.

Metalets tolerance over for intens varme gør det også ideelt til termoelementer og elektriske kontakter i lysbueovne og svejsearbejde. Ansøgninger, der kræver en koncentreret masse eller vægt, som modvægt, fiskeforsinkninger og dart, bruger ofte wolfram på grund af dens tæthed.

Wolframcarbid:

Wolframcarbid fremstilles enten ved at binde et wolframatom med et enkelt carbonatom (repræsenteret ved det kemiske symbol WC) eller to wolframatomer med et enkelt carbonatom (W2C). Det gøres ved opvarmning af wolframpulver med kulstof ved temperaturer fra 2550 ° F til 2900 ° F (1400 ° C til 1600 ° C) i en strøm af hydrogengas.

Ifølge Mohs hårdhedsskala (et mål for et materiales evne til at ridse en anden) har wolframcarbid en hårdhed på 9.5, kun lidt lavere end diamant. Af denne grund er denne hårde forbindelse sintret, en proces, der kræver pressning og opvarmning af pulverformen ved høje temperaturer, for at gøre produkter anvendt til bearbejdning og skæring. Resultatet er materialer, der kan fungere under forhold med høj temperatur og spænding, såsom borekroner, drejebænkeværktøjer, fræsere og rustningspistoler.

Cementcarbid fremstilles ved hjælp af en kombination af wolframcarbid og koboltpulver og bruges til fremstilling af slidfaste værktøjer, som dem der anvendes i minedrift.

Den tunnelborende maskine, der blev brugt til at grave kanaltunnelen, der forbinder Storbritannien til Europa, var faktisk udstyret med næsten 100 hårdmetalspidser.

Tungsten legeringer:

Tungsten metal kan kombineres med andre metaller for at øge deres styrke og modstandsdygtighed mod slid og korrosion. Stållegeringer indeholder ofte wolfram for disse gavnlige egenskaber. Mange højhastighedstål - dem, der anvendes til skære- og bearbejdningsværktøjer som savklinger - indeholder omkring 18 procent wolfram.

Tungsten-stållegeringer anvendes også til fremstilling af raketmotordyse, som skal have høje varmebestandige egenskaber. Andre wolfram legeringer omfatter Stellit (kobolt, krom og wolfram), som anvendes i lejer og stempler på grund af dets holdbarhed og slidstyrke, og Hevimet, som er fremstillet ved sintring af et wolframlegeringspulver og anvendes i ammunition, dartfad , og golfklubber.

Superlegeringer fremstillet af kobolt, jern eller nikkel, sammen med wolfram, kan bruges til fremstilling af turbineblade til fly.