Яка густина вольфраму? На чому грунтується його застосування? Будемо шукати відповіді на поставлені питання разом.

Положення ПС

Даний хімічний елемент розташований у шостій групі періодичної системи. Його порядковий номер 74 величина відносної атомної маси 18385. Особливі властивості вольфраму визначаються його високою температурою плавлення. Він вважається одним з найбільш тугоплавких металів. У природному вольфраме міститься п'ять стабільних ізотопів, які мають подібні масові числа від 180 до 186.

Відкриття елементу

Даний хімічний елемент був виявлений в кінці 18 століття. К. Шеєле вдалося виділити його з мінералу, в якому метал містився у вигляді оксиду. Довгий час вольфрам практично не мав промислового застосування, був не затребуваний. Тільки в середині 19 століття метал почали застосовувати як добавку при виготовленні міцної сталі.

Вміст в природі

В земній корі елемент знаходиться в незначній кількості. В вільному вигляді не зустрічається, розташовується тільки у вигляді мінералів. У промислових масштабах застосовують його оксиди.

Фізичні властивості

19300 - це густина вольфраму кг/м3 при нормальних умовах. Метал утворює об'ємно-концентричну кубічну решітку. Він має непоганий показник теплоємності. Високий температурний коефіцієнт вольфраму пояснює його тугоплавкість. Температура плавлення становить 3380 градусів за шкалою Цельсія. На механічні властивості впливає його попередня обробка. Враховуючи, густина вольфраму при 20 с 19 3 г/см3 його можна довести до стану монокристалічного волокна. Дана властивість використовується при виготовленні з нього дроту. В умовах кімнатної температури вольфрам має незначну пластичність.

Особливості вольфраму

Істотна густина вольфраму надає даному металу певні властивості. У нього досить невисока швидкість випаровування, висока точка кипіння. За показником електричної провідності вольфрам нижче аналогічного показника міді в три рази. Саме велика густина вольфраму обмежує сфери його використання. Крім того, на використанні позначається його підвищена ламкість при низьких температурах, нестійкість до окислення киснем повітря при незначних температурах. За зовнішніми характеристиками вольфрам має схожість зі сталлю. Він застосовується для виготовлення сплавів, що характеризуються підвищеною міцністю. Обробка вольфраму здійснюється тільки при підвищеній температурі.

Марки вольфраму

Не тільки густина вольфраму, але і добавки, що використовуються в металургії, відображаються на марці даного металу. Наприклад, ВА передбачає суміш вольфраму з алюмінієм і кремнієм. Для одержуваної марки характерна підвищена температура початкової рекристалізації, міцність після відпалу. ВЛ передбачає додавання до вольфраму в якості присадки оксиду лантану, підвищує емісійні властивості металу. МВ - це сплав вольфраму і молібдену. Подібний склад підвищує міцність, зберігає пластичність металу після відпалу.

Сфера використання вольфраму

Унікальні властивості цього металу зумовлюють його застосування. У промислових обсягах він використовується і в чистому вигляді, і в якості сплавів. Вольфрам у побуті використовується в основному в електротехнічних цілях. Саме він застосовується як основний компонент (легирующий елемент) в процесі виробництва швидкорізальних сталей. В середньому вміст вольфраму становить від дев'яти до двадцяти відсотків. Крім того, він входить до складу інструментальних сталей.
Подібні вила сталей застосовують для виготовлення фрез, свердел, пуансонів, штампів. Наприклад, швидкорізальні сталі Р6М5 свідчать про те, що сталь легована кобальтом і молібденом. Крім того, вольфрам міститься в магнітних сталях, які поділяють на вольфрамокобальтовие і вольфрамові види. Вольфрам у побуті в чистому вигляді практично не затребуваний. Карбід вольфраму являє собою з'єднання цього металу з вуглецем. З'єднання відрізняється високою твердістю, тугоплавкостью, а також зносостійкістю. На базі карбіду вольфраму виготовляють інструментальні продуктивні тверді сплави, що містять близько 90 відсотків вольфраму та близько 10 відсотків кобальту. З твердих сплавів створюють ріжучі частини бурових і ріжучих інструментів.

Різновиди сталей на основі вольфраму

Зносостійкі і жароміцні сплави ґрунтуються на тугоплавкости вольфраму. У промисловості поширені сполуки вольфраму з хромом і кобальтом, які називають стеллитами. Їх шляхом наплавлення наносять на ті частини деталей промислових машин. «Важкі» і контактні сплави - це суміші вольфраму з сріблом або міддю. Вони вважаються достатньо ефективними контактними матеріалами, тому застосовуються для виробництва робочих деталей рубильників, електродів для здійснення точкового зварювання, а також виготовлення вимикачів. У вигляді дроту, кованих виробів, стрічки вольфрам використовують у радіотехніці, у виготовленні електричних ламп, а також у рентгенотехніки. Саме цей метал вважається кращим матеріалом для створення спіралей і ниток розжарювання.
Вольфрамові прутки та дріт необхідні для виготовлення електричних нагрівачів для високотемпературних печей. Нагрівачі на основі вольфраму здатні працювати в атмосфері інертного газу, водню, а також у вакуумі. Однієї з найважливіших галузей використання вольфраму є зварювання. З нього створюють електроди, які застосовують для дугового зварювання. Одержувані електроди вважаються неплавящимися.

Отримання тугоплавкого металу

Скільки коштує вольфрам? Ціна за кг знаходиться в діапазоні від 900 до 1200 рублів. Його відносять до групи рідкісних металевих елементів. Крім вольфраму сюди ж зараховують рубідій, молібден. Рідкісні метали мають незначні масштаби використання, враховуючи їх незначний вміст в земній корі. Ні один з перерахованих металів можна отримати шляхом безпосереднього відновлення із сировини. Для початку сировину переробляють на різні хімічні речовини. Зазначимо, що здійснюється і спеціальне додаткове збагачення руд до їх повноцінної переробки. В технологічному ланцюжку отримання рідкісного вольфраму виділяють три стадії. Спочатку проводять розкладання руди, відокремлюючи витягають метал від маси сировини, а також його концентрування у осаді або в розчині. Далі виконується одержання хімічно чистих сполук, проводиться виділення, а також очищення хімічної речовини. На третьому етапі виділяють метал із очищеного від домішок оксиду. В якості вихідної сировини при виготовленні вольфраму виступає вольфрамит. Така руда містить близько двох відсотків чистого металу. Збагачення руди здійснюється шляхом флотації, гравітації, електромагнітної чи магнітної сепарації. Після збагачення утворюється вольфрамовий концентрат, в якому міститься близько 65 відсотків оксиду вольфраму (6). Крім металу, в таких концентратах містяться домішки сірки, міді, фосфору, миш'яку, вісмуту, сурми. Скільки коштує такий вольфрам? Ціна за кг становить близько тисячі рублів. Щоб виготовити вольфрамовий порошок, необхідно провести відновлення його ангідриду вуглецем або воднем. В основному застосовують метод гідрування, так як вуглець додає металу крихкості, негативно відбивається на його оброблюваності. Для виготовлення вольфрамового порошку застосовують спеціальні методи, які дозволяють аналізувати склад, розмір зерен, а також склад утворених гранул. Компактний водень в основному у вигляді зливків або штабиков застосовують як заготовки при виготовленні таких напівфабрикатів, як стрічка, дріт. В даний час застосовують дві методики створення компактного вольфраму. Перший метод передбачає використання порошкової металургії. За другою методикою допускається застосування дугових електричних печей, що передбачають застосування витратних електродів. Найпоширенішими видами продукції, створюваної з металевого вольфраму і має особливе значення, є вольфрамові прутки. Шляхом кування їх отримують з штабиков на спеціальній кувальної машині. Застосовують готову продукцію в різних галузях сучасної промисловості. Наприклад, саме з них отримують зварювальні не плавляться електроди. Крім того, вольфрамові прутки застосовують і при створенні нагрівачів. Вони затребувані в газорозрядних приладах, електролампах.