Οι χημικές ιδιότητες του βολφραμίου. Χαρακτηριστικά και εφαρμογές του βολφραμίου

Βολφράμιο - είναι ένα χημικό στοιχείο στον περιοδικό πίνακα, το οποίο ανήκει στην ομάδα VI. Στη φύση βολφράμιο εμφανίζεται ως μίγμα πέντε ισότοπα. Σε ένα συμβατικό τρόπο και υπό συμβατικές συνθήκες, είναι ένα στερεό μεταλλικό ασημί-γκρι χρώμα. Επίσης, είναι η πιο ανθεκτική από όλα τα μέταλλα.

Βασικές ιδιότητες του βολφραμίου

Βολφράμιο - ένα μέταλλο που έχει αξιόλογη φυσικές και χημικές ιδιότητες. Σε όλους σχεδόν τους κλάδους της σύγχρονης παραγωγής χρησιμοποιείται βολφραμίου. Η συνταγή που συνήθως εκφράζεται ως ονομασιών οξείδιο μετάλλου - WO _3. Το βολφράμιο είναι η πιο πυρίμαχο μέταλλο. Υποτίθεται ότι μόνο σιμπόργκιο μπορεί να είναι ακόμη πιο tugoplavok. Όμως, ακριβώς εφ 'όσον δεν μπορεί να υποστηριχθεί, όπως σιμπόργκιο έχει πολύ μικρή διάρκεια ζωής.

Αυτό το μέταλλο έχει μια ειδική φυσικές και χημικές ιδιότητες. Βολφράμιο έχει μια πυκνότητα των 19300 kg / m ^3, η θερμοκρασία τήξης του είναι 3410 ° C. Με αυτήν την παράμετρο είναι δεύτερη μόνο προς άτομα άνθρακα - γραφίτη ή διαμάντι. Στη φύση βολφραμίου συμβαίνει ως πέντε σταθερών ισοτόπων. Ο αριθμός τους μάζα στην περιοχή από 180 έως 186. Βολφράμιο έχει σθένος των 6 λεπτών, και τις ενώσεις μπορεί να είναι 0, 2, 3, 4 και 5. Το μέταλλο έχει επίσης ένα επαρκώς υψηλό επίπεδο θερμικής αγωγιμότητας. Για βολφράμιο, το ποσοστό είναι 163 W / (m * deg). Σύμφωνα με αυτήν την ιδιότητα, ακόμη και αυτή υπερβαίνει ενώσεις όπως κράματα αλουμινίου. Μάζα βολφραμίου λόγω της πυκνότητάς του η οποία είναι ίση με 19kg / ^m3. Ο βαθμός οξείδωσης του βολφραμίου κυμαίνεται 2-6. μέταλλο έχει όξινες ιδιότητες, και χαμηλότερα στο υψηλότερο βαθμό οξείδωσης του - βασικό.

Έτσι οι κράματα χαμηλότερης ενώσεων βολφραμίου θεωρείται ασταθές. Η πιο ανθεκτικά είναι ενώσεις που έχουν ένα βαθμό έξι. Εμφανίζουν τις πιο χαρακτηριστικές και χημικές ιδιότητες του μετάλλου. Tungsten τείνει να σχηματίζουν εύκολα σύμπλοκα. Αλλά το μέταλλο βολφραμίου είναι συνήθως πολύ ανθεκτικό. Αρχίζει να αλληλεπιδρά με οξυγόνο μόνο σε μία θερμοκρασία των 400 ° C. Το κρυσταλλικό πλέγμα του βολφραμίου σχετίζεται με το σώμα με επίκεντρο κυβικά τύπου.

Αλληλεπίδραση με άλλες χημικές ουσίες

Εάν βολφραμίου αναμιγνύεται με ένα ξηρό φθορίου, η ένωση μπορεί να ληφθεί με την ονομασία «Εξαφθοριούχο», η οποία τήκεται σε μια θερμοκρασία 2,5 ° C και βράζει σε θερμοκρασία 19,5 ° C. Ένα παρόμοιο υλικό αποκτάται όταν η ένωση του βολφραμίου με χλώριο. Αλλά για την αντίδραση αυτή απαιτεί μάλλον υψηλή θερμοκρασία - περίπου 600 ° C. Ωστόσο, η ουσία αντιστέκεται εύκολα καταστροφική δράση του νερού και πρακτικά δεν υπόκεινται σε αλλαγές στα κρύα του λουτρού. Βολφράμιο - μέταλλο, το οποίο δεν είναι χωρίς αντίδραση οξυγόνο παράγει διάλυση σε αλκάλια. Ωστόσο, αυτό διαλύεται εύκολα σε ένα μίγμα _ΗΝΟ3 και HF. Οι περισσότερες από τις μεγάλες χημικές ενώσεις του βολφραμίου - είναι τριοξείδιο του WO _3, H ₂ WO ₄ - βολφραμικό οξύ και τα παράγωγά του - βολφραμικά άλατα.

Κάποιος μπορεί να εξετάσει ορισμένες από τις χημικές ιδιότητες του βολφραμίου από τις εξισώσεις αντίδρασης. Για παράδειγμα, ο τύπος WO ₃ + 3Η ₂ = W + 3H ₂ O. Είναι ανακτάται από οξείδιο μετάλλου βολφραμίου εκδηλώνει ιδιοκτησίας της να αλληλεπιδρά με υδρογόνο. Η εξίσωση αυτή αντικατοπτρίζει τη διαδικασία της απόκτησης του από τριοξείδιο του βολφραμίου. Ακόλουθο τύπο υποδηλώνει ένα τέτοιο ακίνητο ως βολφράμιο πρακτικό αδιαλυτότητα σε οξέα: W + 2HNO3 + 6HF = WF6 + 2NO + 4H2O. Ένα από τα πιο αξιόλογα ουσιών που περιέχουν καρβονύλιο βολφράμιο θεωρούνται. Από αυτό και να λαμβάνετε πυκνή επικάλυψη υπέρλεπτων του καθαρού βολφραμίου.

Η ιστορία της ανακάλυψης

Βολφραμίου - ένα μέταλλο που παίρνει το όνομά του από τη λατινική γλώσσα. Μετάφραση σημαίνει «αφρό λύκου». Αυτό το ασυνήθιστο όνομα εμφανίστηκε λόγω της συμπεριφοράς του μετάλλου. Συνοδευτικά εξορύσσεται κασσίτερο μεταλλεύματος, βολφράμιο, κασσίτερο παρενέβαινε επιλογής. Λόγω του ότι στη διαδικασία της σκωρίας τήξης σχηματίζεται μόνο. Αυτό το μέταλλο λέγεται ότι «τρώει κασσίτερου σαν λύκος τρώει τα πρόβατα.» Πολλοί αναρωτιούνται ποιος ανακάλυψε το βολφράμιο χημικό στοιχείο;

Αυτή η επιστημονική ανακάλυψη έγινε ταυτόχρονα σε δύο τόπους από διάφορους επιστήμονες, ανεξάρτητα από την άλλη. Το 1781 ο χημικός Scheele της Σουηδίας έλαβε λεγόμενη «βαριά πέτρα», τη διεξαγωγή πειραμάτων με νιτρικό οξύ και scheelite. Το 1783, οι αδελφοί χημικοί από το όνομα Ισπανία, Ελυάρ ανέφερε επίσης την ανακάλυψη ενός νέου στοιχείου. Πιο συγκεκριμένα, έχουν ανοιχθεί οξειδίου του βολφραμίου διαλυμένο σε αμμωνία.

Τα κράματα με άλλα μέταλλα

Επί του παρόντος διάκριση μονοφασικές και κράματα βολφραμίου πολλαπλών φάσεων. Περιέχουν ένα ή περισσότερα ξένα στοιχεία. Οι περισσότεροι γνωστή ένωση - είναι ένα κράμα βολφραμίου και μολυβδαινίου. Προσθέτοντας βολφραμίου-μολυβδενίου προσδίδει αντοχή υπό τάση. Επίσης, στην κατηγορία των κραμάτων βολφραμίου μονοφασικό ανήκουν ενώσεις με τιτάνιο, άφνιο, ζιρκόνιο. Η μεγαλύτερη πλαστικότητα του βολφραμίου επισυνάπτεται ρηνίου. Ωστόσο, στην πράξη εφαρμόζει ένα κράμα - μια διαδικασία αρκετά χρονοβόρα, το ρήνιο είναι πολύ δύσκολο να επιτευχθεί.

Από το βολφράμιο είναι ένα από τα πιο πυρίμαχων υλικών, οι παραλαβή κράματα βολφραμίου - δεν είναι μια εύκολη υπόθεση. Όταν το μέταλλο αυτό μόλις αρχίζει να βράζει, άλλοι κινούνται ήδη σε υγρή ή αέρια κατάσταση. Αλλά σύγχρονοι επιστήμονες είναι σε θέση να αποκτήσουν κραμάτων μέσω της ηλεκτρόλυσης. Κράματα που περιέχουν βολφράμιο, νικέλιο και κοβάλτιο, χρησιμοποιούνται για την εφαρμογή του προστατευτικού στρώματος επί εύθραυστα υλικά.

Στη σύγχρονη βιομηχανία μεταλλουργίας που παρασκευάζονται και κράματα χρησιμοποιώντας σκόνη βολφραμίου. Για να δημιουργήσετε τις απαραίτητες ειδικές συνθήκες, συμπεριλαμβανομένης και της δημιουργίας ενός περιβάλλοντος κενού. Επειδή ορισμένα χαρακτηριστικά της αλληλεπίδρασης βολφραμίου με άλλα στοιχεία χαλυβουργίες προτιμούν κράματα δεν δημιουργούν μια χαρακτηριστικά δύο φάσεων, και χρησιμοποιώντας 3, 4 ή περισσότερα συστατικά. Αυτά τα κράματα είναι ιδιαίτερα ανθεκτικό, αλλά με σαφείς τύπους συμμόρφωσης. Με την παραμικρή ποσοστό απόκλισης συστατικά του κράματος μπορεί να γυρίσει εύθραυστα και άχρηστα.

Βολφράμιο - στοιχείο, το οποίο χρησιμοποιείται στην τεχνική

Από αυτό μέταλλο από νημάτιο κοινούς λαμπτήρες. Επίσης, συσκευή σωλήνα ακτίνων Χ που περιλαμβάνει τον κλίβανο κενού για να χρησιμοποιηθούν σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες. Χάλυβα, η οποία περιλαμβάνει το βολφράμιο έχει ένα πολύ υψηλό επίπεδο αντοχής. Αυτά τα κράματα που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή των εργαλείων σε διάφορους τομείς: για τη διάτρηση, την ιατρική, τη μηχανική.

Το κύριο πλεονέκτημα των ενώσεων, και βολφράμιο χάλυβα - αντοχή στη φθορά απίθανο βλάβη. Το πιο διάσημο κτίριο στο κράμα βολφραμίου ονομάζεται «κερδίσει». Επίσης αυτό το στοιχείο χρησιμοποιείται ευρέως στη χημική βιομηχανία. Με την προσθήκη δημιουργήθηκε χρωστικές χρώμα του. Ειδικά χρησιμοποιείται ευρέως στο πεδίο αυτό λαμβάνεται οξειδίου του βολφραμίου 6. Χρησιμοποιείται για την παραγωγή καρβιδίων βολφραμίου και αλογονίδια. Ένα άλλο όνομα για το υλικό αυτό - βολφράμιο τριοξείδιο του. 6 οξειδίου του βολφραμίου χρησιμοποιείται ως κίτρινη χρωστική σε βαφές για κεραμικά και γυαλί προϊόντα.

Ποια είναι τα βαρέα μέταλλα;

Όλα τα κράματα βολφραμίου-based τα οποία έχουν υψηλό δείκτη πυκνότητας, που ονομάζεται βαρύ. Παράγονται μόνο με τις μεθόδους της μεταλλουργίας σκόνης. Το βολφράμιο είναι πάντα η βάση για τα βαρέα κράμα, όπου η περιεκτικότητα μπορεί να είναι μέχρι 98%. Επίσης αυτή μετάλλου προστίθεται σε βαρέα μέταλλα νικέλιο, χαλκό και σίδηρο. Ωστόσο, μπορούν να εισέλθουν και χρώμιο, το ασήμι, το κοβάλτιο, το μολυβδαίνιο. Η μεγαλύτερη δημοτικότητα που έχει αποκτηθεί προσωρινή κράματα κατοικίας (βολφραμίου - νικελίου - σιδήρου) και XIP (βολφραμίου - νικελίου - χαλκού). Ένα υψηλό επίπεδο πυκνότητας αυτών των κραμάτων τους επιτρέπει να απορροφούν επικίνδυνη ακτινοβολία γάμμα. Από αυτά τα βολάν είναι φτιαγμένα από τους τροχούς, ηλεκτρικές επαφές, ρότορες για γυροσκόπιο.

καρβίδιο του βολφραμίου

Περίπου το ήμισυ του βολφραμίου που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή των διαρκών μετάλλων, ιδίως καρβίδιο βολφραμίου, το οποίο έχει μία θερμοκρασία τήξης 2770 καρβίδιο βολφραμίου C. είναι μια χημική ένωση, η οποία περιέχει έναν ίσο αριθμό από άτομα άνθρακα και βολφραμίου. Αυτό το κράμα έχει συγκεκριμένες χημικές ιδιότητες. Tungsten δίνει μια δύναμη τέτοια που να υπερβαίνει αυτό το δείκτη χάλυβα διπλασιάστηκε.

καρβίδιο του βολφραμίου χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία. Επειδή κατασκευάζεται αντικείμενα κοπής να είναι πολύ ανθεκτικό σε υψηλές θερμοκρασίες και την τριβή. Επίσης, λόγω αυτού του στοιχείου γίνεται:

• εξαρτήματα αεροσκαφών, κινητήρων αυτοκινήτων.
• Λεπτομέρειες για διαστημόπλοια.
• Ιατρικά και χειρουργικά εργαλεία, τα οποία χρησιμοποιούνται σε εγχείρηση στην κοιλιακή χώρα. Τέτοια εργαλεία είναι πιο ακριβά από τα συμβατικά ιατρικά χάλυβα, αλλά είναι πιο παραγωγικοί.
• Κοσμήματα, ειδικά δαχτυλίδια αρραβώνων. Τέτοια βολφραμίου δημοτικότητα που συνδέονται με τη δύναμή της, για το παντρεμένο ζευγάρι που συμβολίζει τις σχέσεις δύναμης, καθώς και την εμφάνιση. Χαρακτηριστικά γυαλισμένο βολφραμίου υπό μορφή τέτοια που για ένα πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα διατηρεί καθρέφτη, λαμπερή εμφάνιση.
• Μπάλες για στυλό πολυτελείας.

Win - κράμα βολφραμίου

Περίπου κατά το δεύτερο ήμισυ της δεκαετίας του 1920, πολλές χώρες έχουν αρχίσει παράγονται κράματα για εργαλεία κοπής, τα οποία παρασκευάζονται από καρβίδιο του βολφραμίου και μέταλλο κοβάλτιο. Στη Γερμανία, μια τέτοια κράμα που ονομάζεται Vidya, στις Ηνωμένες Πολιτείες - Karbolit. Στη Σοβιετική Ένωση, μια τέτοια κράμα ονομάζεται «κερδίσει». Αυτά τα κράματα ήταν εξαιρετικό για την αντιμετώπιση των προϊόντων από χυτοσίδηρο. Win είναι ένα κεραμικό-μεταλλικό κράμα με ένα εξαιρετικά υψηλό επίπεδο ασφάλειας. Είναι κατασκευασμένο με τη μορφή πλακών των διαφορετικών σχημάτων και μεγεθών.

διαδικασία κατασκευής Pobedita έχει ως εξής: ρίξτε μια σκόνη καρβιδίου βολφραμίου, λεπτή σκόνη νικελίου και κοβαλτίου, και τα πάντα είναι μικτή και πιέζεται σε ειδικά καλούπια. Το συμπιεσμένο πλάκα έτσι υποβάλλεται σε περαιτέρω θερμική κατεργασία. Αυτό δίνει ένα πολύ σκληρό κράμα. Αυτές οι πλάκες δεν χρησιμοποιούνται μόνο για την κοπή χυτοσίδηρο, αλλά και για την κατασκευή εργαλείων διάτρησης. Πλάκες pobedita συγκολλημένες για τον εξοπλισμό γεωτρήσεων με τη χρήση του χαλκού.

Επικράτηση του βολφραμίου στη φύση

Αυτό το μέταλλο είναι πολύ μικρή εξάπλωση στο περιβάλλον. Μετά από όλα τα στοιχεία 57 που λαμβάνει χώρα και είναι παρόν ως Clark βολφράμιο. Επίσης, το μέταλλο είναι ορυκτά - scheelite και βολφραμίτης. Βολφράμιο μεταναστεύει στα υπόγεια ύδατα ή ως ιόν ιδιοκτήτης ή με τη μορφή διαφόρων ενώσεων. Αλλά η μεγαλύτερη συγκέντρωση είναι αμελητέα στα υπόγεια ύδατα. Είναι μερικά εκατοστά του mg / l και πρακτικά δεν αλλάζει τις χημικές τους ιδιότητες. Το βολφράμιο μπορεί επίσης να απελευθερώνονται στο φυσικό σώματα νερού από εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων και τα εργοστάσια.

Η επίδραση στο ανθρώπινο σώμα

Tungsten έρχεται σχεδόν σε επαφή με νερό ή φαγητό. Μπορεί να υπάρχει κίνδυνος εισπνοής των σωματιδίων βολφραμίου μαζί με τον αέρα στο χώρο εργασίας. Ωστόσο, παρά ανήκει στην κατηγορία των βαρέων μετάλλων, βολφράμιο είναι μη τοξικό. δηλητηρίαση Tungsten συμβαίνουν μόνο σε εκείνους που συνδέονται με την παραγωγή του βολφραμίου. Ο βαθμός του μετάλλου επίδραση στον οργανισμό μπορεί να είναι διαφορετική. Για παράδειγμα, σκόνη βολφραμίου, καρβίδιο του βολφραμίου και μιας τέτοιας ουσίας ως ανυδρίτης βολφραμικού οξέος, μπορεί να προκαλέσει βλάβη στους πνεύμονες. κύρια συμπτώματα της - κακουχία, πυρετό. Πιο σοβαρά συμπτώματα προκύπτουν όταν δηλητηριαστεί κράματα βολφραμίου. Αυτό συμβαίνει με εισπνοή των κραμάτων σκόνης και οδηγεί σε βρογχίτιδα, πνευμονική ίνωση.

Μεταλλικό βολφραμίου, που υπάγονται μέσα στο ανθρώπινο σώμα, που δεν απορροφάται στο έντερο και σταδιακά εμφανίζεται. Μπορεί να αντιπροσωπεύει ένα μεγάλο ενώσεις κίνδυνο βολφραμίου που ανήκουν σε διαλυτό. Έχουν κατατεθεί στα σπλήνα, τα οστά και το δέρμα. Η παρατεταμένη έκθεση των ενώσεων βολφραμίου μπορεί να συμβεί συμπτώματα όπως εύθραυστα νύχια, απολέπιση του δέρματος, διάφορα είδη δερματίτιδας.

Τα αποθέματα του βολφραμίου σε διάφορες χώρες

Οι μεγαλύτεροι πόροι βολφραμίου είναι στη Ρωσία, τον Καναδά και την Κίνα. Οι επιστήμονες προβλέπουν ότι στην επικράτεια της χώρας που βρίσκεται περίπου 943 χιλιάδες τόνους αυτού του μετάλλου. Αν πιστέψουμε τις εκτιμήσεις αυτές, η συντριπτική πλειοψηφία των αποθεμάτων που βρίσκονται στη νότια Σιβηρία και την Άπω Ανατολή. Πολύ λίγα είναι γνωστά κλάσμα πόρων - είναι μόνο περίπου 7%.

Με τον αριθμό των αποδεδειγμένα κοιτάσματα βολφραμίου Ρωσία είναι δεύτερη μετά την Κίνα. Τα περισσότερα από αυτά βρίσκονται σε περιοχές Δημοκρατία της Καμπαρντίνο-Μπαλκάρια και Buryatia. Αλλά σε αυτούς τους τομείς δεν παράγεται καθαρό βολφράμιο και μεταλλευμάτων της περιέχουν επίσης μολυβδαίνιο, ο χρυσός, το βισμούθιο, τελλούριο, σκάνδιο, και άλλες ουσίες. Τα δύο τρίτα του όγκου του προκύπτοντος βολφραμίου διερευνηθούν πηγές εγκιβωτισμένες σε πυρίμαχα μεταλλεύματα, όπου το κύριο ορυκτό volframosoderzhaschim είναι scheelite. Οι λογαριασμοί μεταλλεύματος μερίδιο legkoobogatimyh μόνο το ένα τρίτο της παραγωγής. Χαρακτηριστικά του βολφραμίου που παράγονται στη Ρωσία είναι χαμηλότερη από ό, τι στο εξωτερικό. Μεταλλεύματα περιέχουν ένα μεγάλο ποσοστό του τριοξειδίου του βολφραμίου. Στη Ρωσία, είναι πολύ λίγες οι καταθέσεις μετάλλου προσχώσεις. άμμο βολφραμίου είναι επίσης κακής ποιότητας με πολλά οξείδια.

Tungsten στην οικονομία

Η παγκόσμια παραγωγή βολφραμίου άρχισε να αυξάνεται από περίπου 2009, όταν άρχισε να ανακάμπτει ασιατική βιομηχανία. Ο μεγαλύτερος παραγωγός του βολφραμίου είναι η Κίνα. Για παράδειγμα, το 2013 το μερίδιο της παραγωγής σε αυτή τη χώρα αντιπροσώπευαν το 81% της παγκόσμιας προσφοράς. Περίπου το 12% της ζήτησης για βολφραμίου που σχετίζονται με την παραγωγή των φωτιστικών σωμάτων. Σύμφωνα με τους ειδικούς, η χρήση του βολφραμίου σε αυτόν τον τομέα θα μειωθεί κατά τη διάρκεια της θεραπείας με LED και λαμπτήρες φθορισμού στο οικιακό περιβάλλον και στο χώρο εργασίας.

Πιστεύεται ότι θα υπάρξει αυξανόμενη ζήτηση για βολφραμίου για την παραγωγή ηλεκτρονικών συσκευών. Υψηλή αντοχή στη φθορά του βολφραμίου και την ικανότητά της να διατηρήσει ηλεκτρικής ενέργειας κάνουν αυτό το πιο κατάλληλο μέταλλο για την παραγωγή των ρυθμιστών τάσης. Ωστόσο, όσον αφορά την ζήτηση εξακολουθεί να είναι αρκετά μικρό, και εκτιμάται ότι μέχρι το 2018 θα αυξηθεί μόνο κατά 2%. Ωστόσο, σύμφωνα με τους επιστήμονες προβλέπουν ότι στο άμεσο μέλλον θα πρέπει να συμβεί αυξημένη ζήτηση για καρβιδιόδεμα. Αυτό οφείλεται στην αύξηση της παραγωγής αυτοκινήτων στις ΗΠΑ, την Κίνα, την Ευρώπη, και την αύξηση στην εξορυκτική βιομηχανία. Πιστεύεται ότι από το 2018, η ζήτηση για το βολφράμιο θα αυξηθεί κατά 3,6%.