Volfram magnitmi? Volfram: xususiyatlari va qo'llanilishi

Volfram - bu o'tga chidamli metall. U o'ziga xos brendlarga ega, ularning har biri o'ziga xos xususiyatlarga ega. Ushbu element davriy jadvalda 74-raqam bo'lib, ochiq kul rangga ega. Uning erish nuqtasi 3380 daraja. Uning asosiy xossalari chiziqli kengayish koeffitsienti, elektr qarshiligi, erish nuqtasi va zichlikdir.

Volframning xossalari va navlari

Volfram o'zining mexanik va fizik xususiyatlariga, shuningdek, bir nechta navlarga ega.

Jismoniy xususiyatlarga quyidagilar kiradi:

Mexanik xususiyatlar:

• Cho'zilish - 0%.
• Kuchlanish kuchi - 800−1100 MPa.
• Puasson nisbati 0,29.
• Kesish moduli - 151,0 GPa.
• Elastik modul - 415,0 GPa.

Bu metall hatto 2 ming daraja past bug'lanish tezligi va juda yuqori qaynash nuqtasi - 5900 daraja bilan ajralib turadi. Ushbu materialdan foydalanish doirasini cheklaydigan xususiyatlar past oksidlanish qarshiligi, yuqori mo'rtlik va yuqori zichlikdir. Bu po'latga o'xshaydi. Yuqori quvvatli qotishmalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Uni faqat isitishdan keyin qayta ishlash mumkin. Isitish harorati qanday ishlov berish usulini amalga oshirishga bog'liq.

Volfram quyidagi navlarga ega:

Qo'llash sohasi

O'zining noyob xususiyatlari tufayli volfram keng qo'llaniladi. Sanoatda u sof shaklda va qotishmalarda qo'llaniladi.

Asosiy ilovalar quyidagilar:

Olovga chidamli volfram ishlab chiqarish jarayoni

Ushbu material noyob metallar qatoriga kiradi. Bu iste'mol va ishlab chiqarishning nisbatan kichik hajmlari, shuningdek, er qobig'ida kam tarqalganligi bilan tavsiflanadi. Nodir metallarning birortasi ham xom ashyoni qayta tiklash yo'li bilan olinmaydi. Dastlab u kimyoviy birikmaga qayta ishlanadi. Va har qanday nodir metal rudasi qayta ishlashdan oldin qo'shimcha boyitishdan o'tadi.

Noyob metallarni olishning uchta asosiy bosqichi mavjud:

1. Rudaning parchalanishi. Qayta ishlangan metall qayta ishlangan xom ashyoning asosiy qismidan ajratiladi. U cho'kma yoki eritmada konsentratsiyalanadi.
2. Sof kimyoviy birikma olish. Uning izolyatsiyasi va tozalanishi.
3. Olingan birikmadan metall ajratiladi. Shunday qilib, aralashmalarsiz toza materiallar olinadi.

Volfram olish jarayonida ham bir necha bosqichlar mavjud. Boshlang'ich materiallar sheelit va volframitdir. Odatda ular 0,2 dan 2% gacha volframni o'z ichiga oladi.

1. Rudani boyitish elektrostatik yoki magnitli ajratish, flotatsiya va tortishish yordamida amalga oshiriladi. Natijada, volfram konsentrati olinadi, unda taxminan 55-65% volfram angidrid mavjud. Ularda aralashmalarning mavjudligi ham nazorat qilinadi: vismut, surma, mis, qalay, mishyak, oltingugurt, fosfor.
2. Volfram angidridini tayyorlash. Bu metall volfram yoki uning karbidini ishlab chiqarish uchun xom ashyo. Bunga erishish uchun bir qator protseduralar amalga oshiriladi, masalan: tort va qotishmalarni yuvish, kontsentratlarni parchalash, texnik volfram kislotasini ishlab chiqarish va boshqalar. Ushbu harakatlar natijasida 99,9% volfram trioksidini o'z ichiga olgan mahsulotni olish kerak.
3. Kukun olish. Kukun shaklida sof metallni angidriddan olish mumkin. Bunga uglerod yoki vodorod bilan kamaytirish orqali erishiladi. Uglerodni kamaytirish kamroq tez-tez amalga oshiriladi, chunki angidrid karbidlar bilan to'yingan va bu metallning mo'rtlashishiga va yomon ishlov berishga olib keladi. Kukunni olishda donalarning shakli va hajmini, granulometrik va kimyoviy tarkibini nazorat qilish imkonini beradigan maxsus usullar qo'llaniladi.
4. Yilni volfram ishlab chiqarish. Asosan, u ingot yoki bar shaklida bo'lib, yarim tayyor mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun bo'sh joy: lenta, novda, sim va boshqalar.

Volfram mahsulotlari

Ko'pgina uy-ro'zg'or buyumlari, masalan, sim, novda va boshqalar volframdan tayyorlanadi.

Rodlar

Ushbu o'tga chidamli materialdan tayyorlangan eng keng tarqalgan mahsulotlardan biri volfram tayoqlaridir. Uni ishlab chiqarish uchun boshlang'ich material stub hisoblanadi.

Tayoqdan novda olish uchun u aylanadigan zarb mashinasi yordamida zarb qilinadi.

Soxtalashtirish isitish orqali amalga oshiriladi, chunki bu metall xona haroratida juda mo'rt. Soxtalashtirishning bir necha bosqichlari mavjud. Har bir keyingi novda diametri kichikroq bo'ladi.

Birinchi bosqichda, agar novda uzunligi 10 dan 15 santimetrgacha bo'lsa, diametri 7 millimetrgacha bo'lgan novdalar olinadi. Soxtalash paytida ishlov beriladigan qismning harorati 1450-1500 daraja bo'lishi kerak. Isitish materiali odatda molibdendir. Ikkinchi bosqichdan so'ng novdalar diametri 4,5 millimetrgacha bo'ladi. Uni ishlab chiqarish paytida barning harorati taxminan 1250-1300 daraja. Keyingi bosqichda novdalar diametri 2,75 millimetrgacha bo'ladi.

VC va VA navlarining novdalari VI, VL va VT navlariga qaraganda past haroratlarda ishlab chiqariladi.

Agar ish qismi eritish orqali olingan bo'lsa, u holda issiq zarb qilish amalga oshirilmaydi. Buning sababi, bunday ingotlarning qo'pol, qo'pol tuzilishga ega bo'lishidir. Issiq zarbdan foydalanganda, sinish va yoriqlar paydo bo'lishi mumkin.

Bu vaziyatda volfram quymalari ikki marta issiq bosimga duchor bo'ladilar (taxminan deformatsiya darajasi 90%). Birinchi presslash 1800-1900 daraja, ikkinchisi esa 1350-1500 haroratda amalga oshiriladi. Shundan so'ng, ish qismlari volfram novdalarini ishlab chiqarish uchun issiq zarb qilinadi.

Ushbu mahsulotlar ko'plab sanoat tarmoqlarida qo'llaniladi. Eng keng tarqalganlardan biri - sarflanmaydigan elektrodlarni payvandlash. Ular uchun mos novdalar VL, VL va VT navlaridan tayyorlanadi. Isitgich sifatida MV, VR va VA navlaridan tayyorlangan rodlar ishlatiladi.Ular vakuumda, inert gaz yoki vodorod atmosferasida harorati 3 ming darajaga etishi mumkin bo'lgan pechlarda qo'llaniladi. Volfram rodlari gazni zaryadlovchi va elektron qurilmalarning katodlari, shuningdek, radio quvurlari bo'lishi mumkin.

Elektrodlar

Payvandlash uchun zarur bo'lgan asosiy komponentlardan biri payvandlash elektrodlaridir. Ular boshq payvandlashda eng ko'p qo'llaniladi. Issiqlik energiyasi tufayli erish sodir bo'ladigan payvandlashning termal sinfiga kiradi. Avtomatik, yarim avtomatik yoki qo'lda boshq payvandlash eng keng tarqalgan. Voltaik yoy mahsulot va elektrod o'rtasida joylashgan issiqlik energiyasini hosil qiladi. Yoy - bu metall bug'lari va gazlarning ionlangan atmosferasidagi barqaror, kuchli elektr zaryadidir. Arkni yaratish uchun elektrod payvandlash joyiga elektr tokini o'tkazadi.

Payvandlash elektrodi - bu qoplama qo'llaniladigan simli novda (qoplamasiz variantlar ham mumkin). Payvandlash uchun juda ko'p turli xil elektrodlar mavjud. Ularning o'ziga xos xususiyatlari - diametri, uzunligi va kimyoviy tarkibi. Muayyan qotishmalarni yoki metallarni payvandlash uchun turli elektrodlar qo'llaniladi. Tasniflashning eng muhim turi elektrodlarni iste'mol qilinmaydigan va sarflanadigan qismlarga bo'lishdir.

Sarflanadigan elektrodlarni payvandlash payvandlash paytida ular eriydi, ularning metalli payvandlanadigan qismning erigan metalli bilan birgalikda payvand chovgumini to'ldiradi. Bunday elektrodlar mis va po'latdan yasalgan.

Ammo iste'mol qilinmaydigan elektrodlar payvandlash jarayonida erimaydi. Bularga volfram va uglerod elektrodlari kiradi. Payvandlashda eriydigan va payvandlanadigan elementning erigan moddasi bilan payvandlash havzasini hosil qiluvchi plomba moddasini etkazib berish kerak. Ushbu maqsadlar uchun, asosan, payvandlash paychalarining yoki sim ishlatiladi. Payvandlash elektrodlari qoplanmagan yoki qoplangan bo'lishi mumkin. Qoplama muhim rol o'ynaydi. Uning tarkibiy qismlari ma'lum xossa va tarkibga ega bo'lgan payvandlash metallini ishlab chiqarishni, erigan metallni havo ta'siridan himoya qilishni va yoyning barqaror yonishini ta'minlashi mumkin.

Qoplamaning tarkibiy qismlari oksidlovchi, cüruf hosil qiluvchi, gaz hosil qiluvchi, stabillashtiruvchi yoki qotishma bo'lishi mumkin. Qoplama tsellyuloza, asosiy, rutil yoki kislotali bo'lishi mumkin.

Volfram elektrodlari rangli metallarni, shuningdek, ularning qotishmalarini, yuqori qotishma po'latlarini payvandlash uchun ishlatiladi. Volfram elektrodi kuchaygan chok hosil qilish uchun juda mos keladi va uning qismlari turli xil kimyoviy tarkibga ega bo'lishi mumkin.

Volfram mahsulotlari juda yuqori sifatga ega va ko'plab sohalarda o'z qo'llanilishini topdi, ba'zilarida ular shunchaki almashtirib bo'lmaydi.

ROSSIYA FEDERASİYASI TA'LIM VA FAN VAZIRLIGI

SEVERSKIY TEXNOLOGIYA INSTITUTI – filiali

federal davlat avtonom ta'lim muassasasi

oliy kasbiy ta'lim

"MEPhI" Milliy tadqiqot yadro universiteti

HiTMSE bo'limi

VOLFSTEN

intizom haqida referat

"Elementlar kimyosi bo'yicha tanlangan bo'limlar"

Talaba gr. D-143

Androsov V.O.

"____"___________ 2014 yil

Tekshirildi

ChiTMSE kafedrasi dotsenti

Bezrukova S.A.

"____"_________ 2014 yil

Seversk 2014 yil

Kirish

Ismning kelib chiqishi

Kvitansiya

Jismoniy xususiyatlar

Kimyoviy xossalari

1. Ilova

   1. Volfram metall

      Volfram ulanishlari

Biologik rol

Xulosa

Adabiyotlar ro'yxati

Kirish

Volfram D.I.Mendeleyevning Kimyoviy elementlar davriy sistemasidagi atom raqami 74 boʻlgan kimyoviy element boʻlib, W (lat. Volframium) belgisi bilan belgilanadi. Oddiy sharoitlarda bu qattiq, yorqin kumush-kulrang o'tish metallidir.

Volfram metallarning eng o'tga chidamliidir. Faqat metall bo'lmagan element, uglerodning erish nuqtasi yuqori. Standart sharoitlarda u kimyoviy jihatdan chidamli.

Ismning kelib chiqishi

Volframium nomi elementga 16-asrda ma'lum bo'lgan volframit mineralidan olingan. "bo'ri ko'pik" deb ataladi - lotin tilida "Spuma lupi" yoki nemis tilida "Wolf Rahm". Bu nom qalay rudalari bilan birga keladigan volfram qalayning eritilishiga xalaqit berib, uni shlak ko'pikiga aylantirganligi bilan bog'liq ("qo'yni bo'ri yutgandek qalayni yutadi").

Hozirgi vaqtda AQSh, Buyuk Britaniya va Frantsiyada volfram uchun "volfram" (shvedcha: tung sten - "og'ir tosh") nomi ishlatiladi.

1781 yilda mashhur shved kimyogari Scheele mineral scheelitni nitrat kislota bilan ishlov berib, sariq rangli "og'ir tosh" (volfram trioksidi) oldi. 1783 yilda ispan kimyogarlari aka-uka Elyuard sakson mineral volframitidan yangi metallning ammiakda eriydigan sariq oksidini ham, metallning o'zi ham olinganligi haqida xabar berishdi. Bundan tashqari, aka-ukalardan biri Fausto 1781 yilda Shvetsiyada bo'lgan va Scheele bilan aloqa qilgan. Scheele volframning kashf etilishiga da'vo qilmadi va aka-uka Elyuardlar o'zlarining ustuvorligini talab qilmadilar.

Kvitansiya

Volfram ishlab chiqarish uchun xom ashyo volframit va scheelit kontsentratlari (50-60% WO 3).

Po'lat ishlab chiqarishda ishlatiladigan ferrotungsten (65-80% volframli temir qotishmasi) kontsentratlardan bevosita eritiladi; Volfram, uning qotishmalari va birikmalarini olish uchun konsentratdan volfram angidridi ajratiladi.

Sanoatda WO 3 ni olishning bir necha usullari qo'llaniladi:

1. Scheelit konsentratlari avtoklavlarda 180-200°S da soda eritmasi (natriy volframning texnik eritmasi olinadi) yoki xlorid kislota (texnik volfram kislotasi olinadi) bilan parchalanadi:

1. CaWO 4 (tv) + Na 2 CO 3 (l) = Na 2 WO 4 (l) + CaCO 3 (tv)

2. CaWO 4 (qattiq) + 2 HCl (suyuqlik) = H 2 WO 4 (qattiq) + CaCl 2 (eritma).

Volframit konsentratlari 800-900°C da soda bilan sinterlash, keyin Na 2 WO 4 ni suv bilan yuvish yoki natriy gidroksid eritmasi bilan qizdirish orqali parchalanadi. Ishqoriy moddalar (soda yoki kaustik soda) bilan parchalanganda, aralashmalar bilan ifloslangan Na 2 WO 4 eritmasi hosil bo'ladi. Ular ajratilgandan so'ng, H 2 WO 4 eritmadan ajratiladi. Dag‘alroq, oson filtrlangan va yuviladigan cho‘kindilarni olish uchun avvalo Na 2 WO 4 eritmasidan CaWO 4 cho‘ktiriladi, so‘ngra xlorid kislota bilan parchalanadi. Quritilgan H 2 WO 4 tarkibida 0,2 - 0,3% aralashmalar mavjud.

H 2 WO 4 ni 700-800 ° S haroratda kaltsiylash orqali WO 3 olinadi va undan qattiq qotishmalar olinadi.

2. Metall volfram ishlab chiqarish uchun H 2 WO 4 qo'shimcha ravishda ammiak usuli yordamida tozalanadi - ammiakda erishi va ammoniy paratungstat 5(NH 4) 2 O 12WO 3 nH 2 O kristallanishi. Bu tuzning kalsinlanishi sof WO 3 ni beradi.

3. Volfram kukuni 700-850 ° S haroratda quvurli elektr pechlarda WO 3 ni vodorod bilan (va qattiq qotishmalar ishlab chiqarishda - uglerod bilan ham) kamaytirish orqali olinadi. Yilni metall kukundan metall-keramika usulida ishlab chiqariladi, ya'ni po'lat qoliplarda 3000-5000 (kg*s/sm2) bosim ostida presslash va presslangan blankalar - barlarni issiqlik bilan ishlov berish. Issiqlik bilan ishlov berishning oxirgi bosqichi - taxminan 3000 ° S ga qadar isitish - vodorod atmosferasida novda orqali elektr tokini to'g'ridan-to'g'ri o'tkazish orqali maxsus apparatlarda amalga oshiriladi. Natijada volfram bo'lib, qizdirilganda bosim bilan (zarb qilish, chizish, prokat va boshqalar) osongina qayta ishlanishi mumkin.

Jismoniy xususiyatlar

Volfram - eng yuqori tasdiqlangan erish va qaynash nuqtalariga ega bo'lgan yorqin och kulrang metall (seaborgium yanada o'tga chidamli deb taxmin qilinadi, ammo hozircha buni qat'iy aytib bo'lmaydi - seaborgiumning umri juda qisqa). Erish nuqtasi - 3695 K (3422 ° S), 5828 K (5555 ° C) da qaynatiladi. Sof volframning zichligi 19,25 g/sm³. Paramagnit xususiyatlarga ega. Brinell qattiqligi 488 kg / mm², 20 ° C da elektr qarshiligi - 55 · 10−9 Ohm · m, 2700 ° C da - 904 · 10−9 Ohm · m. U zarb qilish uchun yaxshi mos keladi va ingichka ipga tortilishi mumkin.

Kimyoviy xossalari

U II, III va VI valentlikka ega. VI valentli volfram eng barqaror hisoblanadi. Volframning II, III valentli birikmalari beqaror va amaliy ahamiyatga ega emas.

Oddiy sharoitlarda volfram kimyoviy jihatdan chidamli. 400-500 ° S da havoda WO 3 ga oksidlanadi. Suv bug'i uni 600 ° C dan yuqori WO 3 ga intensiv ravishda oksidlaydi. Galogenlar, oltingugurt, uglerod, kremniy, bor yuqori haroratlarda volfram bilan o'zaro ta'sir qiladi (changli volfram bilan ftor - xona haroratida). Volfram erish nuqtasiga qadar vodorod bilan reaksiyaga kirishmaydi; 1500°C dan yuqori azot bilan nitrid hosil qiladi. Oddiy sharoitlarda volfram xlorid, sulfat, nitrat va gidroflorik kislotalarga, shuningdek, akva regiyaga chidamli; 100 ° C da ular bilan zaif ta'sir o'tkazadi; gidroftorik va nitrat kislotalar aralashmasida tez eriydi.

Ishqor eritmalarida qizdirilganda volfram ozgina eriydi va erigan ishqorlarda havo kirishi yoki oksidlovchi moddalar ishtirokida tez eriydi; bu holda volframlar hosil bo'ladi.

Volfram to'rtta oksid hosil qiladi:

eng yuqori - WO 3 (volfram angidridi),

eng past - WO 2 va

ikkita oraliq W 10 O 29 va W 4 O 11.

Volfram angidridi limon-sariq kristall kukun bo'lib, gidroksidi eritmalarda eriydi va volfram hosil qiladi. Vodorod bilan qaytarilsa, ketma-ket quyi oksidlar va volfram hosil bo'ladi.

Tungstik angidrid H 2 WO 4 volfram kislotasiga to'g'ri keladi - suv va kislotalarda deyarli erimaydigan sariq rangli kukun. Ishqorlar va ammiak eritmalari bilan o'zaro ta'sirlashganda volframlarning eritmalari hosil bo'ladi. 188 ° C da H 2 WO 4 WO 3 va suv hosil qilish uchun parchalanadi.

Xlor bilan volfram bir qator xloridlar va oksixloridlarni hosil qiladi. Ulardan eng muhimlari: WCl 6 (eritmasi 275°C, qaynashi 348°C) va WO 2 Cl 2 (eritmasi 266°C, sublimatlar 300°C dan yuqori), volfram angidrid ishtirokida xlor taʼsirida olinadi. ko'mir.

Oltingugurt bilan volfram ikkita sulfid WS 2 va WS 3 hosil qiladi.

Volfram karbidlari WC (eritmasi 2900 ° C) va W 2 C (eritmasi 2750 ° C) qattiq, o'tga chidamli birikmalardir; 1000-1500 ° S da volframning uglerod bilan o'zaro ta'siridan olinadi.

Izotoplar

Tabiiy volfram beshta izotopdan iborat (180 Vt, 182 Vt, 183 Vt, 184 Vt va 186 Vt). Yana 30 ta radionuklidlar sunʼiy ravishda yaratilgan va aniqlangan (1-jadval). 2003 yilda tabiiy volframning o'ta zaif radioaktivligi aniqlandi (har bir gramm element uchun yiliga ikki parchalanish), a-aktivligi 180 Vt bo'lib, uning yarimparchalanish davri 1,8 × 10 18 yil.

1-jadval.

Belginuklid			Izotop massasi (a.m.)	Yarim yemirilish davri (T 1/2 )		Spin yadro pariteti
	Qo'zg'alish energiyasi
				1.2 10 18 yil
				barqaror
				barqaror
				barqaror
				barqaror

Ilova

Volfram uzoq vaqt davomida amaliy foydalanishni topa olmadi. Faqat 19-asrning oxirida ushbu metallning ajoyib xususiyatlari sanoatda qo'llanila boshlandi. Hozirgi vaqtda qazib olingan volframning taxminan 80% volframli po'latlarda ishlatiladi, volframning taxminan 15% qattiq qotishmalar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Sof volfram va undan tayyorlangan sof qotishmalarni qo'llashning muhim sohasi elektrotexnika sanoati bo'lib, u elektr lampalarining cho'g'lanma filamentlarini ishlab chiqarishda, radio trubkalari va rentgen trubalarining qismlari, avtomobil va traktor elektr texnikasi uchun ishlatiladi. asbob-uskunalar, qarshilik elektrodlari, atom-vodorod va argon-arqon payvandlash, elektr pechlar uchun isitgichlar va boshqalar. Volfram birikmalari kimyo sanoatida katalizator sifatida olovga chidamli, suvga chidamli va og'irlikdagi matolar ishlab chiqarishda qo'llanilishini topdi.

Volfram metall

Volframning qiymati, ayniqsa, turli metallar - temir, nikel, xrom, kobalt, molibden bilan qotishmalar hosil qilish qobiliyati bilan kuchayadi, ular turli miqdorda po'lat tarkibiga kiradi. Po'latga oz miqdorda qo'shilgan volfram undagi oltingugurt, fosfor va mishyakning zararli aralashmalari bilan reaksiyaga kirishadi va ularning salbiy ta'sirini zararsizlantiradi. Natijada, volfram qo'shilgan po'lat yuqori qattiqlik, refrakterlik, elastiklik va kislotalarga qarshilikka ega bo'ladi.

Har bir inson Damashq po'latidan yasalgan pichoqlarning yuqori sifatini biladi, unda bir necha foiz volfram aralashmalari mavjud. Shuningdek, ichida. 1882 yilda volfram o'q ishlab chiqarishda qo'llanila boshlandi. Qurol po'lati va zirhli teshuvchi qobiqlarda volfram ham mavjud.

Volfram qo'shimchalari bo'lgan po'latdan avtomobillar va temir yo'l vagonlari uchun bardoshli buloqlar, buloqlar va turli mexanizmlarning muhim qismlari ishlab chiqariladi. Volfram po'latdan yasalgan relslar og'ir yuklarga bardosh bera oladi va an'anaviy po'latdan yasalgan relslarga qaraganda ancha uzoqroq xizmat qilish muddatiga ega. 91,8% volfram qo'shilgan po'latning ajoyib xususiyati uning o'z-o'zidan qotib qolish qobiliyatidir, ya'ni yuk va harorat ortishi bilan bu po'lat yanada mustahkamlanadi. Bu xususiyat "yuqori tezlikda ishlaydigan po'lat" deb ataladigan asboblarning butun seriyasini ishlab chiqarish uchun asos bo'ldi. Undan tayyorlangan kesgichlardan foydalanish bir vaqtning o'zida metall kesish dastgohlarida qismlarni qayta ishlash tezligini bir necha bor oshirish imkonini berdi.

Va shunga qaramay, yuqori tezlikda ishlaydigan po'latdan yasalgan asboblar karbid qotishmalaridan tayyorlangan asboblarga qaraganda 35 baravar sekinroq. Bularga volframning uglerod (karbidlar) va bor (boridlar) bilan birikmalari kiradi. Bu qotishmalar qattiqligida olmosga yaqin. Agar barcha moddalarning eng qattiqi olmosning shartli qattiqligi 10 ball bilan ifodalangan bo'lsa (Mohs shkalasi bo'yicha), u holda volfram karbidining qattiqligi 9,8 ni tashkil qiladi. O'ta qattiq qotishmalar orasida volfram bilan uglerodning taniqli qotishmasi va kobalt qo'shilishi - bu g'alaba qozonadi. Pobeditning o'zi foydalanishdan chiqdi, ammo bu nom qattiq qotishmalarning butun guruhiga nisbatan saqlanib qoldi. Mashinasozlik sanoatida zarb presslari uchun qoliplar ham qattiq qotishmalardan tayyorlanadi. Ular po'latdan ming marta sekin eskiradi.

Volframni qo'llashning ayniqsa muhim va qiziqarli sohasi - bu elektr cho'g'lanma lampalarning filamentlarini (filamentlarini) ishlab chiqarish. Sof volfram elektr chiroq filamentlarini tayyorlash uchun ishlatiladi. Issiq volfram filamenti chiqaradigan yorug'lik kunduzgi yorug'likka yaqin. Va volfram filamentli chiroq chiqaradigan yorug'lik miqdori boshqa metallardan (osmiy, tantal) yasalgan filamentli lampalarning nurlanishidan bir necha baravar yuqori. Volfram filamentli elektr lampalarning yorug'lik emissiyasi (yorug'lik samaradorligi) ilgari ishlatilgan uglerod filamentli lampalarga qaraganda 10 baravar yuqori. Yorqinlikning yorqinligi, chidamliligi, energiya iste'moli samaradorligi, metallning arzonligi va volfram filamentli elektr lampalar ishlab chiqarishning qulayligi ularning yoritishda keng qo'llanilishini ta'minladi.

Volframdan foydalanishning keng imkoniyatlari mashhur amerikalik fizik Robert Uilyams Vudning kashfiyoti natijasida ochildi. Tajribalarning birida R. Vud o'z dizaynidagi katod trubasining so'nggi qismidan volfram filamentining porlashi elektrodlar batareyadan uzilganidan keyin ham davom etishiga e'tibor qaratdi. Bu uning zamondoshlarini shunchalik hayratda qoldirdiki, R. Vud sehrgar deb atala boshladi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, vodorod molekulalarining termal dissotsiatsiyasi qizdirilgan volfram filamenti atrofida sodir bo'ladi; ular alohida atomlarga parchalanadi. Quvvatni o'chirgandan so'ng, vodorod atomlari molekulalarga qayta birlashadi va bu yupqa volfram filamentini isitish va uning porlashiga olib keladigan katta miqdorda issiqlik energiyasini chiqaradi. Ushbu ta'sir asosida metallni payvandlashning yangi turi - atom-vodorod ishlab chiqildi, bu turli xil po'latlarni, alyuminiy, mis va guruchlarni toza va tekis tikuv bilan yupqa qatlamlarda payvandlash imkonini berdi. Metall volfram elektrodlar sifatida ishlatiladi. Volfram elektrodlari keng tarqalgan argon-arqon payvandlashda ham qo'llaniladi.

Kimyo sanoatida kislotalar va ishqorlarga juda chidamli bo'lgan volfram simi turli filtrlar uchun to'rlarni tayyorlash uchun ishlatiladi. Volfram katalizator sifatida ham qo'llanilishini topdi; u texnologik jarayonda kimyoviy reaktsiyalar tezligini o'zgartirish uchun ishlatiladi. Volfram birikmalari guruhi sanoat va laboratoriya sharoitida oqsil va boshqa organik va noorganik birikmalarni aniqlash uchun reaktiv sifatida ishlatiladi.

Volfram ulanishlari

Volfram trioksidi(WO 3) volfram karbidlari va galogenidlarini ishlab chiqarish uchun shisha va keramika uchun sariq pigment sifatida ishlatiladi. U uglevodorodlarni gidrogenlash va krekinglash uchun katalizator hisoblanadi.

Tungstik kislota(H 2 WO 4) to'qimachilik sanoatida mordan va bo'yoq sifatida ishlatiladi. Tungstik kislota volfram ishlab chiqarishda oraliq mahsulotdir.

Volfram karbid(WC) yuqori qattiqlik va korroziyaga chidamliligini talab qiladigan asboblarni ishlab chiqarish texnologiyasida, shuningdek, o'rtacha zarba yuklari bilan kuchli abraziv aşınma sharoitida ishlaydigan qismlarning aşınmaya bardoshli qoplamasi uchun faol qo'llaniladi. Ushbu material turli xil kesgichlar, abraziv disklar, matkaplar, kesgichlar, burg'ulash uchlari va boshqa kesish asboblarini ishlab chiqarishda qo'llaniladi. "G'alaba" deb nomlanuvchi karbidning navi 90% volfram karbididan iborat.

Och kulrang rangga ega. Mendeleyev davriy tizimida u 74-seriya raqamiga ega. Kimyoviy element o'tga chidamli. U 5 ta barqaror izotopdan iborat.

Volframning kimyoviy xossalari

Volframning havo va suvdagi kimyoviy qarshiligi ancha yuqori. Qizdirilganda u oksidlanishga moyil bo'ladi. Harorat qancha yuqori bo'lsa, kimyoviy elementning oksidlanish tezligi shunchalik yuqori bo'ladi. 1000 ° C dan yuqori haroratlarda volfram bug'lana boshlaydi. Xona haroratida xlorid, sulfat, gidroftorik va nitrat kislotalar volframga hech qanday ta'sir ko'rsata olmaydi. Nitrat va gidroflorik kislotalar aralashmasi volframni eritadi. Suyuqlikda ham, qattiq holatda ham volfram oltin, kumush, natriy yoki litiy bilan aralashmaydi. Bundan tashqari, sink, magniy, kaltsiy yoki simob bilan o'zaro ta'sir yo'q. Volfram tantal va niobiyda eriydi va xrom va molibden bilan qattiq va suyuq holatda eritma hosil qilishi mumkin.

Volframning qo'llanilishi

Volfram zamonaviy sanoatda ham sof shaklda, ham qotishmalarda qo'llaniladi. Volfram aşınmaya bardoshli metalldir. Volfram o'z ichiga olgan qotishmalar ko'pincha turbina pichoqlari va samolyot dvigatelining klapanlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Shuningdek, ushbu kimyoviy element rentgen texnikasi va radioelektronikada turli qismlarni ishlab chiqarish uchun o'z qo'llanilishini topdi. Volfram elektr chiroq filamentlari uchun ishlatiladi.

Volfram kimyoviy birikmalari yaqinda amaliy qo'llanilishini topdi. Fosfor-volframli geteropoliatsid yorug'likda barqaror bo'lgan yorqin bo'yoq va laklar ishlab chiqarishda ishlatiladi. Noyob tuproq elementlari, gidroksidi tuproq metallari va kadmiyning volframlari nurli bo'yoqlar ishlab chiqarish va lazer ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Bugungi kunda an'anaviy oltin nikoh uzuklari boshqa metallardan tayyorlangan mahsulotlar bilan almashtirila boshlandi. Volfram karbididan tayyorlangan nikoh uzuklari mashhur bo'ldi. Bunday mahsulotlar juda bardoshli. Ringning oyna jilosi vaqt o'tishi bilan yo'qolmaydi. Mahsulot butun foydalanish muddati davomida asl holatini saqlab qoladi.

Volfram po'lat uchun qotishma qo'shimcha sifatida ishlatiladi. Bu yuqori haroratlarda po'latning mustahkamligi va qattiqligini beradi. Shunday qilib, volfram po'latdan yasalgan asboblar juda intensiv metallga ishlov berish jarayonlariga bardosh berish qobiliyatiga ega.

Uni olishning bir necha yo'li mavjud; birinchi bosqich - rudani boyitish, qimmatli komponentlarni asosiy massa - chiqindi jinsdan ajratish. Boyitish usullari og'ir rudalar va metallar uchun keng tarqalgan: maydalash va keyingi operatsiyalar bilan flotatsiya - magnit ajratish (volfram rudalari uchun) va oksidlovchi qovurish.

Olingan konsentrat ko'pincha volframni eruvchan birikma - natriy volframitga aylantirish uchun ortiqcha soda bilan sinterlanadi. Ushbu moddani olishning yana bir usuli - yuvish; volfram bosim ostida va yuqori haroratda soda eritmasi bilan chiqariladi (jarayon avtoklavda sodir bo'ladi), keyin neytrallash va sun'iy scheelit shaklida yog'ingarchilik, ya'ni. kaltsiy volframi. Volframni olish istagi uni ikki bosqichda ishlab chiqarish nisbatan sodda ekanligi bilan izohlanadi:

CaWO4 → H2WO4 yoki (NH4)2WO4 → WO3,

Ko'pgina aralashmalardan tozalangan volfram oksidi ajratilishi mumkin.

Keling, volfram oksidini olishning yana bir usulini ko'rib chiqaylik - xloridlar orqali. Volfram konsentrati yuqori haroratlarda xlor gazi bilan ishlov beriladi. Olingan volfram xloridlari sublimatsiya yo'li bilan boshqa metallarning xloridlaridan juda oson ajratiladi, bu moddalar bug 'holatiga aylanadigan harorat farqi yordamida. Olingan volfram xloridlari oksidga aylanishi mumkin yoki ularni to'g'ridan-to'g'ri elementar metallga qayta ishlash mumkin.

Oksidlar yoki xloridlarni metallga aylantirish volfram ishlab chiqarishning keyingi bosqichidir. Volfram oksidi uchun eng yaxshi qaytaruvchi vosita vodoroddir. Vodorod bilan qaytarilish eng toza volfram metallini hosil qiladi. Qaytarilish jarayoni quvurli pechlarda sodir bo'ladi, shunday isitiladiki, u quvur orqali harakatlanayotganda, WO3 "qayiq" bir nechta harorat zonalaridan o'tadi. Unga quruq vodorod oqimi keladi. Qayta tiklash "sovuq" (450 ... 600 ° S) va "issiq" (750 ... 1100 ° S) zonalarida ham sodir bo'ladi; "sovuq"larda - pastki WO2 oksidiga, keyin elementar metallga. "Issiq" zonadagi reaktsiyaning harorati va davomiyligiga qarab, "qayiq" devorlarida chiqarilgan chang volframning tozaligi va don hajmi o'zgaradi.

Kamaytirish nafaqat vodorod ta'sirida sodir bo'lishi mumkin. Amalda ko'mir ko'pincha ishlatiladi. Qattiq qaytaruvchi vositadan foydalanish ishlab chiqarishni biroz soddalashtiradi, ammo bu holda yuqori harorat talab qilinadi - 1300 ... 1400 ° S gacha. Bundan tashqari, ko'mir va uning tarkibidagi aralashmalar har doim volfram bilan reaksiyaga kirishib, karbidlar va boshqa birikmalarni hosil qiladi. Bu metallning ifloslanishiga olib keladi. Shu bilan birga, elektrotexnika juda toza volframga muhtoj. Faqat 0,1% temir volframni mo'rt qiladi va eng yaxshi simni yasash uchun yaroqsiz bo'ladi.

Xloridlardan volfram ishlab chiqarish piroliz jarayoniga asoslangan. Volfram xlor bilan bir nechta birikmalar hosil qiladi. Ortiqcha xlor yordamida ularning barchasi yuqori xloridga - WCl6 ga aylanishi mumkin, u 1600 ° S da volfram va xlorga parchalanadi. Vodorod borligida bu jarayon allaqachon 1000 ° C da sodir bo'ladi.

Shunday qilib metall volfram olinadi, lekin ixcham emas, lekin kukun shaklida, keyin esa yuqori haroratda vodorod oqimida presslanadi. Preslashning birinchi bosqichida (1100...1300°S gacha qizdirilganda) g’ovak, mo’rt ingot hosil bo’ladi. Bosish yanada yuqori haroratda davom etadi va oxirida volframning erish nuqtasiga deyarli etib boradi. Bunday sharoitda metall asta-sekin mustahkam bo'lib, tolali tuzilishga ega bo'ladi va u bilan egiluvchanlik va egiluvchanlikka ega bo'ladi. Yana...

Eng keng tarqalgan kimyoviy elementlardan biri volframdir. U W belgisi bilan belgilanadi va atom raqami 74 ga teng. Volfram yuqori aşınma qarshilik va erish nuqtasiga ega bo'lgan metallar guruhiga kiradi. Mendeleev davriy tizimida u 6-guruhda joylashgan va o'zining "qo'shnilari" - molibden va xromga o'xshash xususiyatlarga ega.

Kashfiyot va tarix

16-asrda volframit kabi mineral ma'lum bo'lgan. Bu qiziq edi, chunki rudadan qalay eritilganda, uning ko'piklari shlakga aylandi va, albatta, bu ishlab chiqarishga xalaqit berdi. O'shandan beri volframit "bo'ri ko'pik" (nemis: Wolf Rahm) deb atala boshlandi. Mineralning nomi metallning o'ziga o'tkazildi.

Shvetsiyalik kimyogari Scheele 1781 yilda scheelit metallini nitrat kislota bilan ishladi. Tajriba davomida u sariq og'ir tosh - volfram (VI) oksidini oldi. Ikki yil o'tgach, aka-uka Elyuardlar (ispan kimyogarlari) volframning o'zini sakson mineralidan sof shaklda olishdi.

Ushbu element va uning rudalari Portugaliya, Boliviya, Janubiy Koreya, Rossiya, O'zbekistonda qazib olinadi va eng katta zaxiralari Kanada, AQSh, Qozog'iston va Xitoyda topilgan. Yiliga bu elementning atigi 50 tonnasi qazib olinadi, shuning uchun u qimmat. Keling, qanday metall volfram ekanligini batafsil ko'rib chiqaylik.

Element xususiyatlari

Yuqorida aytib o'tilganidek, volfram eng o'tga chidamli metallardan biridir. Yaltiroq och kulrang rangga ega. Uning erish nuqtasi 3422 ° C, qaynash nuqtasi 5555 ° S, sof zichligi 19,25 g / sm3, qattiqligi 488 kg / mm². Bu eng og'ir metallardan biri va yuqori korroziyaga chidamliligiga ega. U sulfat, xlorid va gidroflorik kislotalarda amalda erimaydi, lekin vodorod periks bilan tez reaksiyaga kirishadi. Erigan ishqorlar bilan reaksiyaga kirishmasa, volfram qanday metal hisoblanadi? Natriy gidroksid va kislorod bilan reaksiyaga kirishib, u ikkita birikma hosil qiladi - natriy volfram va oddiy suv H 2 O. Qizig'i shundaki, harorat ko'tarilganda, volfram o'zini o'zi isitadi, keyin jarayon ancha faolroq bo'ladi.

Volfram ishlab chiqarish

Volfram qaysi metallar guruhiga mansub degan savolga uning rubidiy va molibden kabi nodir elementlar toifasiga kirganligiga javob bera olamiz. Va bu, o'z navbatida, ishlab chiqarishning kichik ko'lami bilan tavsiflanganligini anglatadi. Bundan tashqari, bunday metallni xom ashyodan olish yo'li bilan olinmaydi, u birinchi navbatda kimyoviy birikmalarga qayta ishlanadi. Noyob metall ishlab chiqarish qanday sodir bo'ladi?

1. Kerakli element ruda moddasidan ajratiladi va eritma yoki cho'kindida konsentratsiyalanadi.
2. Keyingi qadam tozalash orqali sof kimyoviy birikma olishdir.
3. Olingan moddadan sof nodir metall - volfram ajratib olinadi.

Rudani boyitish uchun gravitatsiya, flotatsiya, magnit yoki elektrostatik ajratish qo'llaniladi. Natijada 55-65% volfram angidrid WO 3 ni o'z ichiga olgan konsentrat hosil bo'ladi. Kukunni olish uchun u vodorod yoki uglerod bilan qaytariladi. Ba'zi mahsulotlar uchun elementni olish jarayoni shu erda tugaydi. Shunday qilib, volfram kukuni qattiq qotishmalarni tayyorlash uchun ishlatiladi.

Postlar ishlab chiqarish

Biz allaqachon metall volfram qanday ekanligini bilib oldik va endi u qaysi assortimentda ishlab chiqarilganligini bilib olamiz. Yilni ingotlar - barlar - chang birikmasidan tayyorlanadi. Buning uchun faqat vodorod bilan qisqartirilgan kukun ishlatiladi. Ular presslash va sinterlash yo'li bilan tayyorlanadi. Olingan ingotlar juda kuchli, ammo mo'rt. Boshqacha qilib aytganda, ularni soxtalashtirish qiyin. Ushbu texnologik xususiyatni yaxshilash uchun barlar yuqori haroratli ishlov berishdan o'tkaziladi. Ushbu mahsulotdan boshqa assortiment ishlab chiqariladi.

Volfram tayoqchalari

Albatta, bu metalldan tayyorlangan mahsulotlarning eng keng tarqalgan turlaridan biri. Ularni tayyorlash uchun qanday volfram ishlatiladi? Bu yuqorida tavsiflangan postlar bo'lib, ular aylanuvchi zarb mashinasida zarb qilingan. Jarayon qizdirilgan holatda (1450-1500 ° S) sodir bo'lishini ta'kidlash muhimdir. Olingan novdalar sanoatning turli sohalarida qo'llaniladi. Masalan, payvandlash elektrodlarini ishlab chiqarish uchun. Bundan tashqari, volfram tayoqchalari isitgichlarda keng qo'llaniladi. Ular pechlarda vakuum, inert gaz yoki vodorodda 3000 ° S gacha bo'lgan haroratda ishlaydi. Rodlar elektron va gaz deşarj qurilmalari, radio trubkalarning katodlari sifatida ham ishlatilishi mumkin.

Qizig'i shundaki, elektrodlarning o'zlari iste'mol qilinmaydi va shuning uchun payvandlash paytida plomba moddasini (sim, novda) etkazib berish kerak. Payvandlanadigan material bilan eritilganda, u payvand cho'kmasini hosil qiladi. Ushbu elektrodlar odatda rangli metallarni payvandlash uchun ishlatiladi.

Volfram va sim

Bu erda keng tarqalgan mahsulotning yana bir turi mavjud. Volfram simi biz ilgari muhokama qilgan soxta tayoqlardan qilingan. Chizish 1000 ° S dan 400 ° S gacha bo'lgan haroratni bosqichma-bosqich pasaytirish bilan amalga oshiriladi. Keyin mahsulot tavlanish, elektrolitik abraziv yoki elektrolitik ishlov berish orqali tozalanadi. Volfram o'tga chidamli metall bo'lganligi sababli, sim 3000 ° S gacha bo'lgan haroratda isitish pechlarida qarshilik elementlarida ishlatiladi. Undan termoelektrik konvertorlar, shuningdek, akkor lampalarning spirallari, pastadirli isitgichlar va boshqalar ishlab chiqariladi.

Uglerod bilan volfram birikmalari

Volfram karbidlari amaliy nuqtai nazardan juda muhim hisoblanadi. Ular qattiq qotishmalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Uglerodli birikmalar ijobiy elektr qarshilik koeffitsientiga va yaxshi metall o'tkazuvchanligiga ega. Volfram karbidlari ikki turdagi hosil bo'ladi: WC va W 2 C. Ular kislotalardagi xatti-harakatlarida, shuningdek, uglerod bilan boshqa birikmalarda eruvchanligida farqlanadi.

Volfram karbidlari asosida ikki turdagi qattiq qotishmalar tayyorlanadi: sinterlangan va quyma. Ikkinchisi quyish yo'li bilan kukunli birikma va C tanqisligi (3% dan kam) karbiddan olinadi. Ikkinchi turdagi volfram monokarbid WC va nikel yoki kobalt bo'lishi mumkin bo'lgan tsementli bog'lovchi metalldan tayyorlanadi. Sinterlangan qotishmalar faqat chang metallurgiyasi tomonidan ishlab chiqariladi. Tsementli metall kukuni va volfram karbid aralashtiriladi, presslanadi va sinterlanadi. Bunday qotishmalar yuqori quvvat, qattiqlik va aşınma qarshilikka ega.

Zamonaviy metallurgiya sanoatida ular metallni kesish va burg'ulash asboblarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Eng keng tarqalgan qotishmalardan biri VK6 va VK8. Ular to'sar, to'sar, matkap va boshqa kesish asboblarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Volfram karbidlarini qo'llash doirasi juda keng. Shunday qilib, ular qilish uchun ishlatiladi:

• zirh teshuvchi materiallar;
• dvigatel qismlari, samolyotlar, kosmik kemalar va raketalar;
• yadro sanoatidagi uskunalar;
• jarrohlik asboblari.

G'arbda volfram karbidlari zargarlik buyumlarida, ayniqsa nikoh uzuklarini tayyorlashda keng qo'llaniladi. Metall chiroyli, estetik jihatdan yoqimli ko'rinadi va ishlov berish oson.

Buning sababi shundaki, ular ajoyib darajada bardoshli. Bunday mahsulotni chizish uchun siz ko'p harakat qilishingiz kerak bo'ladi. Hatto bir necha yil o'tgach, uzuk yangi kabi ko'rinadi. U so'nmaydi, relyef naqshlari buzilmaydi va sayqallangan qismi yorqinligini yo'qotmaydi.

Volfram va reniy

Ushbu ikki elementning qotishmasi yuqori haroratli termojuftlarni ishlab chiqarish uchun juda keng qo'llaniladi. Volfram - qanday metall? Reniy kabi u issiqlikka chidamli metalldir va elementlarni qotishma bu xususiyatni kamaytiradi. Ammo ikkita deyarli bir xil moddani olsangiz nima bo'ladi? Shunda ularning erish nuqtasi pasaymaydi.

Agar qo'shimcha sifatida reniy ishlatilsa, volframning issiqlikka chidamliligi va egiluvchanligi oshishi kuzatiladi. Bu qotishma chang metallurgiyasida eritish yo'li bilan ishlab chiqariladi. Ushbu materiallardan tayyorlangan termojuftlar issiqlikka chidamli va 2000 ° C dan yuqori haroratni o'lchashi mumkin, lekin faqat inert muhitda. Albatta, bunday mahsulotlar qimmat, chunki bir yilda atigi 40 tonna reniy va atigi 51 tonna volfram qazib olinadi.