Me një ngjyrë gri të hapur. Në tabelën periodike të Mendelejevit ai i përket 74 numër serik. Elementi kimik është refraktar. Ai përmban 5 izotopet e qëndrueshme.
Vetitë kimike të tungstenit
Rezistenca kimike e tungstenit në ajër dhe ujë është mjaft e lartë. Kur nxehet, është i ndjeshëm ndaj oksidimit. Sa më e lartë të jetë temperatura, aq më e lartë është shkalla e oksidimit të elementit kimik. Në temperatura mbi 1000°C, tungsteni fillon të avullojë. Në temperaturën e dhomës, acidet klorhidrik, sulfurik, hidrofluorik dhe nitrik nuk mund të kenë asnjë efekt në tungsten. Një përzierje e azotit dhe acid hidrofluorik shpërndajë tungstenin. As në gjendje të lëngshme dhe as në gjendje të ngurtë, tungsteni përzihet me arin, argjendin, natriumin ose litiumin. Gjithashtu nuk ka asnjë ndërveprim me magnezin, kalciumin ose merkurin. Tungsteni në tantal dhe niobium, dhe me krom, mund të formojnë zgjidhje në gjendje të ngurtë dhe të lëngët.
Aplikimet e tungstenit
Tungsteni përdoret në industrinë moderne si në formën e tij të pastër ashtu edhe në. Tungsteni është një metal rezistent ndaj konsumit. Lidhjet që përmbajnë tungsten përdoren shpesh për të bërë fletë turbinash dhe valvula të motorit të avionëve. Gjithashtu kjo element kimik ka gjetur aplikimin e saj për prodhimin e pjesëve të ndryshme në inxhinierinë me rreze X dhe radio elektronike. Tungsteni përdoret për filamente të llambave elektrike.
Komponimet kimike të tungstenit në Kohët e fundit gjeti tuajat përdorim praktik. Heteropoliacidi fosfor-tungstik përdoret në prodhimin e bojrave dhe llaqeve të ndritshme që janë të qëndrueshme në dritë. Tungstatet e rralla të tokës përdoren për prodhimin e bojrave me shkëlqim dhe lazer. metalet alkaline të tokës dhe kadmium.
Sot, unazat tradicionale të martesës prej ari kanë filluar të zëvendësohen me produkte të prodhuara nga metale të tjera. Unazat e dasmës të bëra nga karabit tungsteni kanë fituar popullaritet. Produkte të tilla janë shumë të qëndrueshme. Lustrimi i pasqyrës i unazës nuk zbehet me kalimin e kohës. Produkti do të ruajë gjendjen e tij origjinale për të gjithë periudhën e përdorimit.
Tungsteni përdoret si një aditiv aliazh për çelikun. Kjo i jep çelikut forcë dhe fortësi në temperatura të larta. Kështu, veglat e bëra nga çeliku tungsten kanë aftësinë t'i rezistojnë proceseve shumë intensive të përpunimit të metaleve.
Elementi nr. 74 zakonisht klasifikohet si një metal i rrallë: përmbajtja e tij në kores së tokës vlerësuar në 0,0055%; ai nuk është brenda uji i detit, nuk mund të zbulohej në spektrin diellor. Sidoqoftë, për sa i përket popullaritetit, tungsteni mund të konkurrojë me shumë metale aspak të rralla, dhe mineralet e tij ishin të njohura shumë kohë përpara zbulimit të vetë elementit. Pra, në shekullin e 17-të. Ne shume vendet evropiane dinte "volframi" dhe "volframi" - ky ishte emri atëherë për mineralet më të zakonshme të tungstenit - wolframite dhe scheelite. Dhe tungsteni elementar u zbulua në çerekun e fundit të shekullit të 18-të.
Shumë shpejt ky metal mori rëndësi praktike– si një aditiv aliazh. Dhe pas Ekspozitës Botërore të vitit 1900 në Paris, në të cilën u demonstruan mostra të çelikut të tungstenit me shpejtësi të lartë, elementi nr. 74 filloi të përdoret nga metalurgët në të gjitha vendet pak a shumë të industrializuara. Tipari kryesor i tungstenit si një aditiv aliazh është se ai i jep rezistencë të kuqe çelikut - i lejon atij të ruajë fortësinë dhe forcën në temperatura të larta. Për më tepër, kur ftohen në ajër (pas ekspozimit në temperatura afër nxehtësisë së kuqe), shumica e çeliqeve humbasin fortësinë e tyre. Por ato tungsten jo.
* Në vendin tonë, çeliku tungsten u prodhua për herë të parë në uzinën Motovilikha në Urale në 1865.
Mjeti i bërë prej çeliku tungsteni i reziston shpejtësive të mëdha të proceseve më intensive të përpunimit të metaleve. Shpejtësia e prerjes së një mjeti të tillë matet në dhjetëra metra në sekondë.
Çeliqet moderne me shpejtësi të lartë përmbajnë deri në 18% tungsten (ose tungsten me molibden), 2...7% krom dhe një sasi të vogël të kobalt Ata ruajnë fortësinë në 700...800°C, ndërsa çeliku i zakonshëm fillon të zbutet kur nxehet në vetëm 200°C. "Stelitët" - lidhjet e tungstenit me krom dhe kobalt (pa hekur) dhe veçanërisht karbidet e tungstenit - përbërjet e tij me karbon - kanë fortësi edhe më të madhe. Lidhja "e dukshme" (karabit tungsteni, 5...15% kobalt dhe një përzierje e vogël e karbitit të titanit) është 1.3 herë më e fortë se çeliku i zakonshëm i tungstenit dhe ruan fortësinë deri në 1000...1100°C. Prerëset e bëra nga kjo aliazh mund të heqin deri në 1500...2000 m tallash hekuri në një minutë. Ata mund të përpunojnë shpejt dhe me saktësi materialet "kapriçioze": bronzi dhe porcelani, qelqi dhe eboniti; Në të njëjtën kohë, vetë mjeti konsumohet shumë pak.
Në fillim të shekullit të 20-të. Filamenti i tungstenit filloi të përdoret në llamba: lejon që nxehtësia të rritet në 2200°C dhe ka një efikasitet të lartë ndriçues. Dhe në këtë kapacitet, tungsteni është absolutisht i domosdoshëm edhe sot e kësaj dite. Kjo është padyshim arsyeja pse llamba është emëruar në një këngë popullore"sy tungsten".
Mineralet dhe xehet
Tungsteni gjendet në natyrë kryesisht në formën e komponimeve komplekse të oksiduara të formuara nga trioksidi i tungstenit WO 3 dhe oksidet e hekurit dhe manganit ose kalciumit, dhe nganjëherë plumbi, bakri, toriumi dhe elementët e tokës së rrallë. Minerali më i zakonshëm, volframiti, është një zgjidhje e ngurtë e tungstateve (kripëra të acidit tungstik) të hekurit dhe manganit. m FeWO 4 n MnWO 4). Kjo zgjidhje është e rëndë dhe kristale të forta kafe ose e zezë, varësisht se cili përbërës mbizotëron në përbërjen e tyre. Nëse ka më shumë hübnerite (përbërje mangani), kristalet janë të zeza, por nëse mbizotëron ferberiti që përmban hekur, ato janë kafe. Wolframiti është paramagnetik dhe e përcjell mirë elektricitetin.
Nga mineralet e tjera të tungstenit vlera industriale ka scheelite - tungstate kalciumi CaWO 4. Formon kristale me shkëlqim, të ngjashme me qelqin, me ngjyrë të verdhë të lehtë, ndonjëherë pothuajse të bardhë. Scheelite është jo magnetik, por ka një tjetër tipar karakteristik- aftësia për të ndriçuar. Nëse e ndizni rrezet ultraviolet, fluorescon blu e ndezur në errësirë. Përzierja e molibdenit ndryshon ngjyrën e shkëlqimit të skelitit: bëhet blu e zbehtë, dhe ndonjëherë edhe krem. Kjo veti e skeelitit, e përdorur në kërkimin gjeologjik, shërben si një veçori kërkimi për zbulimin e depozitave minerale.
Depozitat e xeheve të tungstenit janë gjeologjikisht të lidhura me zonat e shpërndarjes së granitit. Depozitat më të mëdha të huaja të wolframite dhe scheelite ndodhen në Kinë, Burma, SHBA, Bolivi dhe Portugali. Vendi ynë ka gjithashtu rezerva të konsiderueshme të mineraleve të tungstenit, depozitat e tyre kryesore ndodhen në Urale, Kaukaz dhe Transbaikalia.
Kristalet e mëdha të wolframite ose scheelite janë shumë të rralla. Në mënyrë tipike, mineralet e tungstenit shpërndahen vetëm në shkëmbinjtë e lashtë të granitit - përqendrimi mesatar i tungstenit përfundon të jetë 1...2% në rastin më të mirë. Prandaj, është shumë e vështirë të nxirret tungsteni nga xehet.
Si përftohet tungsteni?
Faza e parë është përftimi i mineralit, duke ndarë përbërësit e vlefshëm nga masa kryesore - shkëmbinjtë e mbeturinave. Metodat e pasurimit janë të zakonshme për mineralet dhe metalet e rënda: bluarja dhe notimi i ndjekur nga ndarja magnetike (për xehet e tungstenit) dhe pjekja oksiduese.
Koncentrati që rezulton më së shpeshti sinterohet me një tepricë sode për të kthyer tungstenin në një përbërës të tretshëm - volframit natriumi. Një mënyrë tjetër për të marrë këtë substancë është shpëlarja; tungsteni nxirret me një tretësirë sode nën presion dhe në temperatura të ngritura (procesi zhvillohet në një autoklave), i ndjekur nga neutralizimi dhe reshjet në formën e skeelitit artificial, d.m.th. tungstat i kalciumit. Dëshira për të marrë tungstat shpjegohet me faktin se është relativisht e thjeshtë për t'u prodhuar, në vetëm dy faza:
CaWO 4 → H 2 WO 4 ose (NH 4) 2 WO 4 → WO 3,
Oksidi i tungstenit, i pastruar nga shumica e papastërtive, mund të izolohet.
Ekziston një mënyrë tjetër për të marrë oksid tungsteni - përmes klorureve. Koncentrati i tungstenit përpunohet në temperatura të larta gaz klor. Kloruret e tungstenit që rezultojnë ndahen lehtësisht nga kloruret e metaleve të tjera me sublimim, duke përdorur ndryshimin e temperaturës në të cilën këto substanca kalojnë në një gjendje avulli. Kloruret e tungstenit që rezultojnë mund të shndërrohen në oksid, ose ato mund të përpunohen drejtpërdrejt në metal elementar.
Shndërrimi i oksideve ose klorureve në metal është faza tjetër në prodhimin e tungstenit. Agjenti më i mirë reduktues për oksidin e tungstenit është hidrogjeni. Reduktimi me hidrogjen prodhon metalin më të pastër të tungstenit. Procesi i reduktimit zhvillohet në furrat me tuba, të ngrohura në atë mënyrë që ndërsa lëviz nëpër tub, "varka" e WO 3 kalon nëpër disa zona të temperaturës. Një rrymë hidrogjeni të thatë vjen drejt tij. Rimëkëmbja ndodh në të dy zonat "të ftohta" (450...600°C) dhe "të nxehta" (750...1100°C); në ato "të ftohta" - tek oksidi i poshtëm WO 2, pastaj - tek metali elementar. Në varësi të temperaturës dhe kohëzgjatjes së reagimit në zonën "e nxehtë", pastërtia dhe madhësia e kokrrizave të tungstenit pluhur të lëshuar në muret e "varkës" ndryshojnë.
Reduktimi mund të ndodhë jo vetëm nën ndikimin e hidrogjenit. Në praktikë, qymyri përdoret shpesh. Përdorimi i një agjenti reduktues të ngurtë thjeshton disi prodhimin, por në këtë rast kërkohet një temperaturë më e lartë - deri në 1300...1400°C. Përveç kësaj, qymyri dhe papastërtitë që ai përmban gjithmonë reagojnë me tungsten për të formuar karbide dhe komponime të tjera. Kjo çon në ndotje metalike. Ndërkohë, inxhinieria elektrike ka nevojë për tungsten shumë të pastër. Vetëm 0,1% hekur e bën tungstenin të brishtë dhe të papërshtatshëm për të bërë telin më të mirë.
Prodhimi i tungstenit nga kloruret bazohet në procesin e pirolizës. Tungsteni formon disa komponime me klorin. Me ndihmën e klorit të tepërt, të gjitha ato mund të shndërrohen në klorur më të lartë - WCl 6, i cili zbërthehet në tungsten dhe klor në 1600°C. Në prani të hidrogjenit, ky proces ndodh tashmë në 1000°C.
Kështu përftohet tungsteni metalik, por jo kompakt, por në formë pluhuri, i cili më pas shtypet në një rrjedhë hidrogjeni në temperaturë të lartë. Në fazën e parë të shtypjes (kur nxehet në 1100...1300°C), formohet një shufër poroze, e brishtë. Shtypja vazhdon në një temperaturë edhe më të lartë, pothuajse duke arritur pikën e shkrirjes së tungstenit në fund. Në këto kushte, metali gradualisht bëhet i ngurtë, fiton një strukturë fibroze dhe bashkë me të duktilitetin dhe lakueshmërinë.
Vetitë kryesore
Tungsteni ndryshon nga të gjitha metalet e tjera në peshën, ngurtësinë dhe rezistencën e tij të veçantë. Shprehja "I rëndë si plumbi" është njohur prej kohësh. Do të ishte më e saktë të thuhej: "I rëndë si tungsteni". Dendësia e tungstenit është pothuajse dyfishi i plumbit, më saktë - 1.7 herë. Në të njëjtën kohë, masa e tij atomike është pak më e ulët: 184 kundrejt 207.
Për sa i përket refraktaritetit dhe fortësisë, tungsteni dhe lidhjet e tij zënë vendet më të larta midis metaleve. Tungsteni teknikisht i pastër shkrihet në 3410°C, por vlon vetëm në 6690°C. Kjo është temperatura në sipërfaqen e Diellit!
Dhe "mbreti i refraktaritetit" duket mjaft i zakonshëm. Ngjyra e tungstenit varet kryesisht nga metoda e prodhimit. Tungsteni i shkrirë është një metal gri me shkëlqim që ngjan më shumë me platinin. Pluhuri i tungstenit është gri, gri i errët dhe madje i zi (sa më i imët të jetë kokrra, aq më e errët).
Aktiviteti kimik
Tungsteni natyror përbëhet nga pesë izotope të qëndrueshme me numra masiv që variojnë nga 180 në 186. reaktorët bërthamorë si rezultat i ndryshme reaksionet bërthamore Janë formuar edhe 8 të tjera izotopet radioaktive tungsten me numra masiv nga 176 në 188; të gjithë ata janë relativisht jetëshkurtër: gjysma e jetës së tyre varion nga disa orë në disa muaj.
Shtatëdhjetë e katër elektronet e atomit të tungstenit janë të rregulluar rreth bërthamës në atë mënyrë që gjashtë prej tyre janë në orbitat e jashtme dhe mund të ndahen relativisht lehtë. Prandaj, valenca maksimale e tungstenit është gjashtë. Sidoqoftë, struktura e këtyre orbitave të jashtme është e veçantë - ato përbëhen nga dy "nivele": katër elektrone i përkasin nivelit të parafundit - d, që rezulton kështu të jetë më pak se gjysma e mbushur. (Dihet se numri i elektroneve në një nivel të mbushur dështë e barabartë me dhjetë.) Këto katër elektrone (padyshim të paçiftuar) mund të formohen lehtësisht lidhje kimike. Sa i përket dy elektroneve "më të jashtme", është mjaft e lehtë t'i shkulësh ato.
Janë pikërisht tiparet strukturore shtresë elektronike shpjegon aktivitetin e lartë kimik të tungstenit. Në përbërje nuk është vetëm gjashtëvalent, por edhe penta-, tetra-, tri-, bi- dhe zero-valent. (Vetëm komponimet monovalente të tungstenit janë të panjohura).
Aktiviteti i tungstenit manifestohet në faktin se ai reagon me shumicën dërrmuese të elementeve, duke formuar shumë komponime të thjeshta dhe komplekse. Edhe në lidhjet, tungsteni është shpesh i lidhur kimikisht. Dhe ndërvepron me oksigjenin dhe agjentët e tjerë oksidues më lehtë se shumica e metaleve të rënda.
Reagimi i tungstenit me oksigjen ndodh kur nxehet, veçanërisht lehtësisht në prani të avullit të ujit. Nëse tungsteni nxehet në ajër, atëherë në 400 ... 500 ° C një oksid më i ulët i qëndrueshëm WO 2 formohet në sipërfaqen e metalit; e gjithë sipërfaqja është e mbuluar me një film kafe. Në temperatura më të larta, fillimisht formohet oksidi i ndërmjetëm W 4 O 11 me ngjyrë blu, dhe më pas trioksid tungsteni me ngjyrë të verdhë limoni WO 3, i cili sublimohet në 923°C.
Fluori i thatë kombinohet me tungsten të bluar imët edhe me ngrohje të lehtë. Kjo prodhon heksafluorid WF 6, një substancë që shkrihet në 2,5°C dhe vlon në 19,5°C. Një përbërës i ngjashëm - WC1 6 - përftohet nga reaksioni me klor, por vetëm në 600 ° C. Kristalet blu çeliku të WC1 6 shkrihen në 275°C dhe zihen në 347°C. Me bromin dhe jodin, tungsteni formon komponime të paqëndrueshme: penta- dhe dibromid, tetra- dhe diodid.
Në temperatura të larta, tungsteni kombinohet me squfurin, selenin dhe telurin, me azotin dhe borin, me karbonin dhe silikonin. Disa nga këto komponime dallohen nga fortësia e madhe dhe vetitë e tjera të jashtëzakonshme.
Karbonili W(CO) 6 është shumë interesant. Këtu, tungsteni është i kombinuar me monoksid karboni dhe për këtë arsye ka zero valencë. karbonili i tungstenit është i paqëndrueshëm; është pranuar në kushte të veçanta. Në 0°C lirohet nga tretësira përkatëse në formë kristalesh pa ngjyrë, në 50°C sublimohet dhe në 100°C dekompozohet plotësisht. Por është kjo lidhje që bën të mundur marrjen e veshjeve të hollë dhe të dendur nga tungsteni i pastër. Jo vetëm vetë tungsteni, por edhe shumë nga komponimet e tij janë shumë aktive. Në veçanti, oksidi i tungstenit WO 3 është i aftë të polimerizohet. Si rezultat, formohen të ashtuquajturat izopolikomponime dhe heteropolikomponime: molekulat e këtyre të fundit mund të përmbajnë më shumë se 50 atome.
aliazhet
Tungsteni formon lidhje me pothuajse të gjitha metalet, por marrja e tyre nuk është aq e lehtë. Fakti është se metodat e pranuara përgjithësisht të bashkimit në në këtë rast, si rregull, nuk janë të zbatueshme. Në pikën e shkrirjes së tungstenit, shumica e metaleve të tjera tashmë janë shndërruar në gazra ose lëngje shumë të paqëndrueshme. Prandaj, lidhjet që përmbajnë tungsten zakonisht prodhohen me metoda të metalurgjisë pluhur.
Për të shmangur oksidimin, të gjitha operacionet kryhen në vakum ose në një atmosferë argon.
Është bërë kështu. Së pari, përzierja e pluhurave metalike shtypet, më pas sinterohet dhe i nënshtrohet shkrirjes me hark në furrat elektrike. Ndonjëherë një pluhur tungsteni shtypet dhe shkrihet, dhe pjesa e punës poroze e përftuar në këtë mënyrë ngopet me një shkrirje të lëngshme të një metali tjetër: fitohen të ashtuquajturat pseudoaliazhe. Kjo metodë përdoret kur është e nevojshme të merret një aliazh tungsteni me bakër dhe argjend.
Me krom dhe molibden, niob dhe tantal, tungsteni prodhon lidhje konvencionale (homogjene) në çdo raport. Edhe shtesat e vogla të tungstenit rrisin fortësinë e këtyre metaleve dhe rezistencën e tyre ndaj oksidimit.
Lidhjet me hekur, nikel dhe kobalt janë më komplekse. Këtu, në varësi të raportit të përbërësve, ose zgjidhje të ngurta, ose komponimet ndërmetalike ( komponimet kimike metale), dhe në prani të karbonit (i cili është gjithmonë i pranishëm në çelik) - përzier karabitet e tungstenit dhe hekurit, duke i dhënë metalit fortësi edhe më të madhe.
Shumë lidhje komplekse formohen duke lidhur tungsten me alumin, berilium dhe titan: në to ka nga 2 deri në 12 atome metali të lehtë për një atom tungsteni. Këto lidhje karakterizohen nga rezistenca ndaj nxehtësisë dhe rezistencë ndaj oksidimit në temperatura të larta.
Në praktikë, lidhjet e tungstenit përdoren më shpesh jo me një metal të veçantë, por me disa. Këto janë, në veçanti, lidhjet rezistente ndaj acidit të tungstenit me krom dhe kobalt ose nikel (amala); Ato përdoren për të bërë instrumente kirurgjikale. Notat më të mira të çelikut magnetik përmbajnë tungsten, hekur dhe kobalt. Dhe në lidhjet speciale rezistente ndaj nxehtësisë, përveç tungstenit, ka krom, nikel dhe alumin.
Nga të gjitha lidhjet e tungstenit, çeliqet që përmbajnë tungsten janë bërë më të rëndësishmit. Ato janë rezistente ndaj gërryerjes, nuk plasariten dhe mbeten të forta deri në temperaturat e nxehta. Mjetet e bëra prej tyre jo vetëm që bëjnë të mundur intensifikimin në mënyrë dramatike të proceseve të përpunimit të metaleve (shpejtësia e përpunimit të produkteve metalike rritet me 10...15 herë), por gjithashtu zgjasin shumë më gjatë se i njëjti mjet i bërë nga çeliku tjetër.
Lidhjet e tungstenit nuk janë vetëm rezistente ndaj nxehtësisë, por edhe rezistente ndaj nxehtësisë. Ato nuk korrodohen në temperatura të larta nën ndikimin e ajrit, lagështisë dhe reagentëve të ndryshëm kimikë. Në veçanti, 10% tungsten i futur në nikel është i mjaftueshëm për të rritur rezistencën ndaj korrozionit të këtij të fundit me 12 herë! Dhe karbitet e tungstenit me shtimin e karbiteve të tantalit dhe titanit, të çimentuar me kobalt, janë rezistente ndaj veprimit të shumë acideve - nitrik, sulfurik dhe klorhidrik - edhe kur ziejnë. Vetëm një përzierje e acideve hidrofluorike dhe nitrikike është e rrezikshme për ta.
Ku përdoret tungsteni?
Prodhimi botëror i tungstenit është afërsisht 30 mijë tonë në vit. Që nga fillimi i shekullit tonë, ajo ka përjetuar vazhdimisht ngritje të mprehta dhe rënie po aq të pjerrëta. Diagrami tregon se majat në kurbën e prodhimit korrespondojnë saktësisht me kulmin e Luftës së Parë dhe të Dytë Botërore. Dhe tani tungsteni është një metal thjesht strategjik.
Oriz. 5. Diagrami i prodhimit botëror të tungstenit (në mijë ton) në gjysmën e parë të shekullit të 20-të.
Çeliku tungsten dhe lidhjet e tjera që përmbajnë tungsten ose karabitet e tij përdoren për të bërë armaturë tankesh, predha silurësh dhe predha, shumica detaje të rëndësishme avionë dhe motorë.
Tungsteni - i domosdoshëm komponent markat më të miraçeliku për vegla. Në përgjithësi, metalurgjia thith pothuajse 95% të të gjithë tungstenit të nxjerrë. (Karakteristike është se ai përdor gjerësisht jo vetëm tungsten të pastër, por kryesisht ferrotungsten më të lirë - një aliazh që përmban 80% W dhe rreth 20% Fe; prodhohet në furrat me hark elektrik).
Lidhjet e tungstenit kanë shumë veti të jashtëzakonshme. E ashtuquajtura metaleve të rënda(nga tungsteni, nikeli dhe bakri) përdoret për të bërë kontejnerë në të cilët ruhen substancave radioaktive. E tij efekt mbrojtës 40% më e lartë se plumbi. Kjo aliazh përdoret gjithashtu në radioterapi, pasi siguron mbrojtje të mjaftueshme me një trashësi relativisht të vogël të ekranit.
Një aliazh karabit tungsteni me 16% kobalt është aq i fortë sa mund të zëvendësojë pjesërisht diamantin gjatë shpimit të puseve.
Pseudolidhjet e tungstenit me bakër dhe argjend janë materiale të shkëlqyera për çelsat dhe çelsat rryme elektrike tension të lartë: Ato zgjasin gjashtë herë më shumë se kontaktet e zakonshme të bakrit.
Përdorimi i tungstenit në fillesat e llambave elektrike u diskutua në fillim të artikullit. Domosdoshmëria e tungstenit në këtë zonë shpjegohet jo vetëm nga refraktariteti i tij, por edhe nga duktiliteti i tij. Nga një kilogram tungsten nxirret një tel 3,5 km i gjatë, d.m.th. Ky kilogram është i mjaftueshëm për të bërë filamente të 23 mijë llambave 60 vat. Falë kësaj veçorie industria elektrike globale konsumon vetëm rreth 100 tonë tungsten në vit.
NË vitet e fundit Komponimet kimike të tungstenit fituan një rëndësi të rëndësishme praktike. Në veçanti, heteropoliacidi fosfotungstik përdoret për prodhimin e llaqeve dhe bojrave të ndritshme, rezistente ndaj dritës. Një tretësirë e tungstatit të natriumit Na 2 WO 4 u jep pëlhurave rezistencë ndaj zjarrit dhe rezistencë ndaj ujit, dhe tungstatet e metaleve alkaline të tokës, kadmiumit dhe elementëve të tokës së rrallë përdoren në prodhimin e lazerëve dhe bojrave me shkëlqim.
E kaluara dhe e tashmja e tungstenit japin çdo arsye për ta konsideruar atë një punëtor metali.
Pse "tungsten"?
Kjo fjalë është me origjinë gjermane. Dihet se më parë nuk i referohej metalit, por mineralit kryesor të tungstenit - wolframite. Ekziston një supozim se kjo fjalë ishte pothuajse një fjalë mallkimi. Në shekujt XVI...XVII. "Tungsten" konsiderohej minerali i kallajit. (Në të vërtetë shpesh shoqëron xeheroret e kallajit.) Por nga mineralet që përmbanin volframit shkrihej më pak kallaj, sikur dikush po e “gllabëronte”.
Kështu u shfaq emri, duke pasqyruar "zakonet e ujkut" të tungstenit - në gjermanisht Wolf është një ujk, dhe gjermani i lashtë Ramm është një dash.
"Tungsten" apo "Tungsten"?
Në një revistë të mirënjohur abstrakte kimike në SHBA ose në botime referuese në të gjithë elementët kimikë të Mellorit (Angli) dhe Paskalit (Francë) do të ishte e kotë kërkimi i metalit të quajtur "tungsten". Elementi nr. 74 quhet ndryshe në to - tungsten. Edhe simboli W (shkronja fillestare e fjalës Wolfram) është bërë i përhapur vetëm vitet e fundit: deri vonë në Itali dhe Francë shkruanin Tu ( shkronjat fillestare nga fjala tungsten).
Pse kaq shumë konfuzion? Themelet e saj janë hedhur nga historia e zbulimit të elementit nr.74.
Në 1783, kimistët spanjollë vëllezërit Eluard raportuan zbulimin e një elementi të ri. Zbërthimi i mineralit sakson "tungsten" acid nitrik, ata morën "tokë acid" - një precipitat i verdhë i oksidit të disa metaleve, i tretshëm në amoniak. Ky oksid u përfshi në mineralin origjinal së bashku me oksidet e hekurit dhe manganit. Vëllezërit Eluard propozuan ta quanin elementin e ri tungsten, dhe vetë mineralin - wolframite.
Pra, kush e zbuloi tungstenin? Vëllezërit Eluard? Po dhe jo. Po - sepse ata ishin të parët që e raportuan këtë zbulim në shtyp. Jo - sepse dy vjet më parë - në 1781 - shkencëtari i famshëm suedez Karl Wilhelm Scheele zbuloi saktësisht të njëjtën "tokë të verdhë" duke trajtuar një mineral tjetër me acid nitrik. Thjesht quhej "tungsten", d.m.th. "gur i rëndë" (në suedisht tung - i rëndë, sten - gur). Scheele më tej zbuloi se kjo "tokë" ndryshon nga toka e ngjashme me molibden në ngjyrë dhe disa veti të tjera, dhe në mineral është e lidhur me oksid kalciumi. Për nder të Scheele, minerali i tungstenit u riemërua "scheelite".
Mbetet të shtojmë se njëri nga vëllezërit Eluard ishte student i Scheele dhe në 1781 punonte në laboratorin e tij...
Kush e zbuloi tungstenin?
Të dyja palët treguan fisnikërinë e duhur në këtë çështje: Scheele kurrë nuk pretendoi për zbulimin e tungstenit dhe vëllezërit Eluard nuk këmbëngulën në përparësinë e tyre.
Emri "bronz tungsteni" është mashtrues
Shpesh dëgjojmë për bronz tungsteni. Çfarë lloj metalesh janë këto? Nga pamja e jashtme janë shumë të bukura. Bronzi i artë tungsteni ka përbërjen Na 2 O · WO 2 · WO 3, dhe blu – Na 2 O · WO 2 · 4WO 3; vjollcë-e kuqe dhe vjollcë zënë pozicioni i ndërmjetëm– raporti i WO 3 me WO 2 në to është më pak se katër, por më shumë se një. Siç shihet nga formula, këto substanca nuk përmbajnë bakër, zink ose kallaj, d.m.th., në mënyrë rigoroze, ato nuk janë fare bronzi. Ato nuk janë fare lidhje, pasi këtu nuk ka komponime thjesht metalike: si tungsteni ashtu edhe natriumi oksidohen. Sidoqoftë, ato i ngjajnë bronzit jo vetëm në ngjyrë dhe shkëlqim, por edhe në fortësi dhe rezistencë ndaj reagentët kimikë dhe përçueshmëri të lartë elektrike.
Ngjyra pjeshke
Ishte shumë e vështirë për të përgatitur këtë bojë: nuk është as e kuqe, as rozë, por një ngjyrë e ndërmjetme dhe me një nuancë të gjelbër. Sipas legjendës, për ta hapur atë, ishte e nevojshme të kryheshin rreth 8000 eksperimente me metale dhe minerale të ndryshme. Në shekullin e 17-të Produktet më të shtrenjta të porcelanit për perandorin kinez u lyen me ngjyrë pjeshke në një fabrikë në provincën Shanxi. Kur u zbulua sekreti i bërjes së kësaj boje, doli se baza e saj ishte oksidi i tungstenit.
Kjo ndodhi në vitin 1911. Një student i quajtur Li erdhi në provincën Yunnan nga Pekini. Duke kaluar ditë të tëra në male, ai kërkonte një lloj guri, me fjalët e tij - kallaj. Por nuk gjeta asgjë.
Pronari i shtëpisë ku u vendos studenti kishte një vajzë të vogël, Xiao-mi. Vajzës i erdhi keq për kërkuesin e pafat të gurëve të veçantë dhe në mbrëmje, teksa i shërbente darkën, i tregoi histori të thjeshta. Njëri prej tyre foli për një furrë të pazakontë, të ndërtuar nga gurë të errët që ranë nga një shkëmb mu në oborrin e shtëpisë së tyre. Stufa doli të ishte shumë e suksesshme - u shërbeu mirë pronarëve për shumë vite. Xiao-mi madje i dha studentit një nga këta gurë - kafe, të mbështjellë, të rëndë si plumbi. Doli se ishte wolframite i pastër...
Rreth izotopeve të tungstenit
Tungsteni natyror përbëhet nga pesë izotope të qëndrueshme me numra masiv 180, 182, 183, 184 (më i zakonshmi, pjesa e tij është 30,64%) dhe 186. Nga izotopet radioaktive artificiale mjaft të shumta të elementit nr. 74, vetëm tre janë praktikisht të rëndësishëm: tungsten-181 me një gjysmë jetë të periudhës 145 ditë, tungsten-185 (74,5 ditë) dhe tungsten-187 (23,85 orë). Të tre këta izotopë formohen në reaktorët bërthamorë kur një përzierje natyrale e izotopeve të tungstenit bombardohet me neutrone.
Tungsten dhe teknologji diellore
Në fund të vitit 1975, një tjetër shumë veti e dobishme tungsteni Siç doli, sipërfaqja e një filmi tungsteni të depozituar nga faza e gazit absorbohet në mënyrë të përsosur energji diellore, ndërsa lëshon shumë pak nxehtësi. Në instalimet e inxhinierisë diellore, filmi tungsten mund të funksionojë edhe në kushtet e sipërfaqes së Mërkurit, të ngrohur në 300...400°C. Shumica e materialeve në kushte të tilla humbasin e tyre rrezatimi infra të kuqe shumica thithur energji, por filmi tungsten funksionon me siguri në temperatura më të larta (rreth 500°C). Siç doli, kjo pronë shpjegohet me strukturën e veçantë të një filmi të tillë. Ajo është e mbuluar me qimet më të holla dendritike dhe në këtë "lesh" rrezet e diellit ruhen mirë. Ai gjithashtu bllokon rrezatimin infra të kuqe.
Tungsteni gjithashtu i përket grupit të metaleve të karakterizuar nga refraktariteti i lartë. Ajo u zbulua në Suedi nga një kimist i quajtur Scheele. Ishte ai që ishte i pari që izoloi oksidin e një metali të panjohur nga minerali wolframite në 1781. Shkencëtari arriti të marrë tungsten në formën e tij të pastër pas 3 vjetësh.
Përshkrim
Tungsteni i përket një grupi materialesh që përdoren shpesh në industri të ndryshme industrisë. Ai shënohet me shkronjën W dhe në sistemin periodik ka numrin rendor 74. Karakterizohet nga një ngjyrë gri e hapur. Një nga cilësitë e tij karakteristike është refraktariteti i lartë. Pika e shkrirjes së tungstenit është 3380 gradë Celsius. Nëse e konsiderojmë atë nga pikëpamja e aplikimit, atëherë më së shumti cilësi të rëndësishme të këtij materiali janë:
- dendësia;
- temperatura e shkrirjes;
- rezistenca elektrike;
- koeficienti linear i zgjerimit.
Gjatë llogaritjes së cilësive të tij karakteristike, është e nevojshme të theksohet pika e lartë e vlimit, e cila ndodhet në në një nivel prej 5900 gradë Celsius. Një veçori tjetër është shkalla e ulët e avullimit. Është i ulët edhe në kushtet e temperaturës prej 2000 gradë Celsius. Për sa i përket përçueshmërisë elektrike, ky metal është 3 herë më i lartë se një aliazh kaq i zakonshëm si bakri.
Faktorët që kufizojnë përdorimin e tungstenit
Ekzistojnë një numër faktorësh që kufizojnë përdorimin e këtij materiali:
- densitet i lartë;
- tendencë e konsiderueshme për t'u bërë i brishtë në temperatura të ulëta;
- rezistencë e ulët ndaj oksidimit.
Në mënyrën time pamjen tungsteni i ngjan çelikut të rregullt. Aplikimi kryesor i tij lidhet kryesisht me prodhimin e lidhjeve me karakteristika të forta të larta. Ky metal mund të përpunohet, por vetëm nëse është ngrohur paraprakisht. Në varësi të llojit të trajtimit të zgjedhur, ngrohja kryhet në një temperaturë të caktuar. Për shembull, nëse detyra është të farkëtoni shufra nga tungsteni, atëherë pjesa e punës duhet të nxehet paraprakisht në një temperaturë prej 1450-1500 gradë Celsius.
Për 100 vjet, tungsteni nuk është përdorur për qëllime industriale. Përdorimi i tij në prodhimin e pajisjeve të ndryshme ishte i kufizuar nga pika e lartë e shkrirjes.
Fillimi i tij aplikimet industriale i lidhur me 1856, kur u përdor për herë të parë për lidhjen e klasave të veglave të çelikut. Gjatë prodhimit të tyre, përbërjes iu shtua tungsten me një pjesë totale deri në 5%. Prania e këtij metali në çelik bëri të mundur rritjen e shpejtësisë së prerjes në torno nga 5 deri në 8 m në minutë.
Zhvillimi i industrisë në gjysmën e dytë të shekullit XIX karakterizohet nga zhvillim aktiv industria e veglave të makinerisë. Kërkesa për pajisje po rritej vazhdimisht çdo vit, gjë që kërkonte nga ndërtuesit e makinerive karakteristikat e cilësisë makinave, dhe përveç rritjes së shpejtësisë së funksionimit të tyre. Shtysa e parë për rritjen e shpejtësisë së prerjes ishte përdorimi i tungstenit.
Tashmë në fillim të shekullit të 20-të, shpejtësia e prerjes u rrit deri në 35 metra në minutë. Kjo u arrit duke lidhur çelikun jo vetëm me tungsten, por edhe me elementë të tjerë:
- molibden;
- krom;
- vanadium
Më pas, shpejtësia e prerjes në makina u rrit në 60 metra në minutë. Por pavarësisht të tilla performancë të lartë, ekspertët e kuptuan se kishte një mundësi për të përmirësuar këtë karakteristikë. Ekspertët nuk menduan për një kohë të gjatë se cilën metodë të zgjidhnin për të rritur shpejtësinë e prerjes. Ata iu drejtuan përdorimit të tungstenit, por në formën e karbiteve në lidhje me metalet e tjera dhe llojet e tyre. Aktualisht, shpejtësia e prerjes së metaleve në veglat e makinës është 2000 metra në minutë.
Si çdo material, tungsteni ka të vetin veti të veçanta, falë së cilës ra në grupin e metaleve strategjike. Ne kemi thënë tashmë më lart se një nga avantazhet e këtij metali është refraktariteti i tij i lartë. Falë kësaj vetie, materiali mund të përdoret për të bërë filamente inkandeshente.
Pika e shkrirjes së saj është në 2500 gradë Celsius. Por vetitë pozitive të këtij materiali nuk kufizohen vetëm në këtë cilësi. Ka edhe avantazhe të tjera që duhen përmendur. Një prej tyre është forca e lartë, e demonstruar në temperatura normale dhe të ngritura. Për shembull, kur hekuri dhe lidhjet e bëra prej tij nxehen në një temperaturë prej 800 gradë Celsius, forca zvogëlohet me 20 herë. Në të njëjtat kushte, forca e tungstenit zvogëlohet vetëm tre herë. Në 1500 gradë Celsius, forca e hekurit praktikisht reduktohet në zero, por për tungstenin është në nivelin e hekurit në temperatura të zakonshme.
Sot, 80% e tungstenit në botë përdoret kryesisht në prodhimin e çelikut. Cilesi e larte. Më shumë se gjysma e klasave të çelikut të përdorura nga ndërmarrjet e ndërtimit të makinerive përmbajnë tungsten. Ata i përdorin ato si material kryesor për pjesët e turbinës, kuti ingranazhesh, dhe gjithashtu përdorin materiale të tilla për prodhimin e makinave kompresor. Boshtet, ingranazhet dhe një rotor i ngurtë i falsifikuar janë bërë nga çeliqe inxhinierike që përmbajnë tungsten.
Përveç kësaj, ato përdoren për prodhimin e boshteve me gunga dhe shufrave lidhës. Shtimi në përbërjen e çelikut inxhinierik, përveç tungstenit dhe elementëve të tjerë aliazh, rrit fortësinë e tyre. Përveç kësaj, është e mundur të merret një strukturë me grimca të imta. Së bashku me këtë, karakteristika të tilla si fortësia dhe forca rriten në çeliqet inxhinierike të prodhuara.
Në prodhimin e lidhjeve rezistente ndaj nxehtësisë, përdorimi i tungstenit është një nga parakushtet. Nevoja për të përdorur këtë metal të veçantë është për faktin se është i vetmi që është në gjendje të përballojë ngarkesa të konsiderueshme në kushte temperaturash të larta që tejkalojnë vlerën e shkrirjes së hekurit. Tungsteni dhe komponimet e bazuara në këtë metal janë shumë të qëndrueshme dhe kanë elasticitet të mirë. Në këtë drejtim, ato janë superiore ndaj metaleve të tjera të përfshira në grupin e materialeve zjarrduruese.
Minuset
Megjithatë, duke renditur avantazhet e tungstenit, nuk mund të mos vihet re disavantazhet e natyrshme në këtë material.
Tungsteni, i cili prodhohet aktualisht, përmban 2% torium. Kjo aliazh quhet tungsten i thoriated. Është karakteristikë për të rezistencë në tërheqje 70 MPa në një temperaturë prej 2420 gradë Celsius. Megjithëse vlera e këtij treguesi është e ulët, vërejmë se vetëm 5 metale, së bashku me tungstenin, nuk i ndryshojnë gjendje e ngurtë në këtë temperaturë.
Ky grup përfshin molibdenin, i cili ka një pikë shkrirjeje prej 2625 gradë. Një metal tjetër është teknetiumi. Sidoqoftë, lidhjet e bazuara në të nuk ka gjasa të prodhohen në të ardhmen e afërt. Reniumi dhe tantali nuk kanë forcë të lartë në këto kushte të temperaturës. Prandaj, tungsteni është i vetmi material që është në gjendje të sigurojë forcë të mjaftueshme në ngarkesa me temperaturë të lartë. Për shkak të faktit se është një nga produktet e pakta, nëse ekziston mundësia për ta zëvendësuar atë, atëherë prodhuesit përdorin një alternativë për të.
Sidoqoftë, në prodhimin e përbërësve individualë nuk ka materiale që mund të zëvendësojnë plotësisht tungstenin. Për shembull, në prodhimin e filamenteve të llambave elektrike dhe anodave të llambave me hark rrymë e vazhdueshme Përdoret vetëm tungsteni, pasi thjesht nuk ka zëvendësues të përshtatshëm. Përdoret gjithashtu në prodhimin e elektrodave për saldimin me hark argon dhe atomiko-hidrogjen. Gjithashtu, duke përdorur këtë material, bëhet një element ngrohës, i përdorur në kushte 2000 gradë Celsius.
Aplikacion
Tungsteni dhe lidhjet e bëra në bazë të tij përdoren gjerësisht në industri të ndryshme. Ato përdoren në prodhim motorët e avionëve, përdoret në fushën e shkencës së raketave, si dhe për prodhim teknologjinë hapësinore. Në këto zona, grykat e avionit dhe futjet e seksioneve kritike në motorët e raketave bëhen duke përdorur këto lidhje. Për më tepër, materiale të tilla përdoren si materiale bazë për prodhimin e lidhjeve të raketave.
Prodhimi i lidhjeve nga ky metal ka një veçori, e cila lidhet me refraktaritetin e këtij materiali. Në temperatura të larta, shumë metale ndryshojnë gjendjen e tyre dhe shndërrohen në gazra ose lëngje shumë të paqëndrueshme. Prandaj, për të prodhuar lidhje që përmbajnë tungsten, përdoren metodat e metalurgjisë së pluhurit.
Metoda të tilla përfshijnë shtypjen e një përzierje pluhurash metalikë, sinterizimin e mëvonshëm dhe nënshtrimin e mëtejshëm të tyre ndaj shkrirjes me hark, të kryer në furrat me elektrodë. Në disa raste, pluhuri i sinterizuar i tungstenit është i ngopur gjithashtu me një zgjidhje të lëngshme të ndonjë metali tjetër. Kështu, përftohen pseudo-aliazhe të tungstenit, bakrit, argjendit, të përdorura për kontakte në instalimet elektrike. Krahasuar me ato të bakrit, qëndrueshmëria e produkteve të tilla është 6-8 herë më e lartë.
Ky metal dhe lidhjet e tij kanë perspektiva të mëdha për zgjerimin e mëtejshëm të fushës së aplikimit. Para së gjithash, duhet të theksohet se, ndryshe nga nikeli, këto materiale mund të punojnë në kufijtë "të zjarrtë". Përdorimi i produkteve të tungstenit në vend të nikelit rezulton në termocentralet parametrat e funksionimit janë rritur. Dhe kjo çon në rritjen e efikasitetit të pajisjeve. Përveç kësaj, produktet me bazë tungsteni mund t'i rezistojnë lehtësisht mjediseve të vështira. Kështu, mund të themi me besim se tungsteni do të vazhdojë të udhëheqë grupin e materialeve të tilla në të ardhmen e afërt.
Tungsteni gjithashtu kontribuoi në procesin e përmirësimit të llambës elektrike inkandeshente. Deri në periudhën e vitit 1898, këto pajisje ndriçimi elektrike përdorën fije karboni.
- ishte e lehtë për t'u bërë;
- prodhimi i tij ishte i lirë.
Disavantazhi i vetëm i filamentit të karbonit ishte ai koha e jetës ajo kishte një të vogël. Pas vitit 1898, filamenti i karbonit i llambave kishte një konkurrent në formën e osmiumit. Që nga viti 1903, tantali është përdorur për prodhimin e llambave elektrike. Sidoqoftë, tashmë në 1906, tungsteni zëvendësoi këto materiale dhe filloi të përdoret për prodhimin e fijeve për llambat inkandeshente. Përdoret edhe sot në prodhimin e llambave moderne.
Për t'i siguruar këtij materiali rezistencë të lartë ndaj nxehtësisë, një shtresë reniumi dhe toriumi aplikohet në sipërfaqen e metalit. Në disa raste, filamenti i tungstenit bëhet me shtimin e reniumit. Kjo për faktin se në temperatura të larta ky metal fillon të avullojë, dhe kjo çon në faktin se filli i bërë nga ky material bëhet më i hollë. Shtimi i reniumit në përbërje redukton efektin e avullimit me 5 herë.
Në ditët e sotme, tungsteni përdoret në mënyrë aktive jo vetëm në prodhimin e pajisjeve elektrike, por edhe produkte të ndryshme ushtarako-industriale. Shtimi i tij në çelikun e armëve siguron efikasitet të lartë për materialet e këtij lloji. Për më tepër, ju lejon të përmirësoni karakteristikat e mbrojtjes së armaturës, si dhe t'i bëni më efektive predha depërtuese.
konkluzioni
Tungsteni është një nga materialet më të njohura të përdorura në metalurgji. Shtimi i tij në përbërjen e çeliqeve të prodhuar përmirëson karakteristikat e tyre. Ato bëhen më rezistente ndaj ngarkesave termike dhe për më tepër rritet pika e shkrirjes, e cila është veçanërisht e rëndësishme për produktet e përdorura në. kushte ekstreme në temperatura të larta. Përdorimi në prodhimin e pajisjeve, produkteve dhe elementeve të ndryshme, montimeve të bëra nga ky metal ose lidhjeve të bazuara në të mund të përmirësojë karakteristikat e pajisjeve dhe të rrisë efikasitetin e funksionimit të tyre.
Cila është dendësia e tungstenit? Në çfarë bazohet përdorimi i tij? Le të kërkojmë përgjigjet për këto pyetje së bashku.
Pozicioni në PS
Ky element kimik ndodhet në grupin e gjashtë tabelë periodike. Numri i tij serial është 74, vlera relative masë atomike 183,85. E veçanta përcaktohet nga pika e saj e lartë e shkrirjes. Konsiderohet si një nga tungsteni natyror që përmban pesë izotope të qëndrueshme, të cilat kanë numra të ngjashëm masiv që variojnë nga 180 në 186.
Hapja e një elementi
Ky element kimik u zbulua në fund të shekullit të 18-të. K. Scheele arriti ta izolonte atë nga një mineral në të cilin metali përmbahej në formën e një oksidi. Për një kohë të gjatë, tungsteni praktikisht nuk kishte përdorim industrial dhe nuk ishte në kërkesë. Vetëm në mesin e shekullit të 19-të metali filloi të përdoret si një shtesë në prodhimin e çelikut të qëndrueshëm.
Ky element gjendet në sasi të vogla në koren e tokës. Nuk gjendet në formë të lirë, gjendet vetëm në formën e mineraleve. Oksidet e tij përdoren në shkallë industriale.
Vetitë fizike
19300 është dendësia e tungstenit kg/m3 në kushte normale. Metali formon një rrjetë kubike koncentrike në vëllim. Ka një kapacitet të mirë nxehtësie. Lartë koeficienti i temperaturës tungsteni shpjegon refraktaritetin e tij. Pika e shkrirjes është 3380 gradë Celsius. Aktiv vetitë mekanike ndikimet e tij para trajtimit. Duke marrë parasysh se dendësia e tungstenit në 20 s është 19.3 g/cm3, ai mund të sillet në gjendjen e një fije kristalore. Kjo pronë përdoret në prodhimin e telit. Në temperaturën e dhomës, tungsteni ka pak duktilitet.
Karakteristikat e tungstenit
Dendësia e konsiderueshme e tungstenit i jep këtij metali veti të caktuara. Ka një shkallë mjaft të ulët avullimi, pike e larte duke vluar. Për sa i përket treguesit, tungsteni është tre herë më i ulët se ai i bakrit. Pikërisht densitet i lartë tungsteni kufizon qëllimin e përdorimit të tij. Përveç kësaj, përdorimi i tij ndikohet nga rritja e brishtësisë së tij kur temperaturat e ulëta, paqëndrueshmëri ndaj oksidimit nga oksigjeni atmosferik në temperatura të ulëta.
Nga karakteristikat e jashtme tungsteni ka ngjashmëri me çelikun. Përdoret për prodhimin e lidhjeve të karakterizuara nga forca e shtuar. Tungsteni përpunohet vetëm në temperatura të ngritura.
Notat e tungstenit
Jo vetëm dendësia e tungstenit, por edhe aditivët e përdorur në metalurgji reflektohen në shkallën e këtij metali. Për shembull, VA përfshin një përzierje të tungstenit me alumin dhe silikon. Nota që rezulton karakterizohet nga një temperaturë e rritur e rikristalizimit fillestar dhe forcës pas pjekjes.
VL përfshin shtimin e oksidit të lantanumit në tungsten si një aditiv, i cili rrit vetitë emetuese të metalit.
MV është një aliazh i tungstenit dhe molibdenit. Kjo përbërje rrit forcën dhe ruan duktilitetin e metalit pas pjekjes.
Fusha e përdorimit të tungstenit
Karakteristikat unike të këtij metali përcaktojnë përdorimin e tij. Në sasi industriale përdoret si në formë të pastër ashtu edhe si aliazh.
Tungsteni përdoret në jetën e përditshme kryesisht për qëllime elektrike.
Është kjo që përdoret si përbërësi kryesor (elementi aliazh) në procesin e prodhimit të çeliqeve me shpejtësi të lartë. Mesatarisht, përmbajtja e tungstenit varion nga nëntë në njëzet për qind. Përveç kësaj, është pjesë e çeliqeve të veglave.
Çeliqe të ngjashme përdoren për prodhimin e prerësve, stërvitjeve, grushtave dhe matricave. Për shembull, P6M5 tregon se çeliku është i lidhur me kobalt dhe molibden. Përveç kësaj, tungsteni përmbahet në të cilin ndahet në lloje tungsten-kobalt dhe tungsten.
Tungsteni në formën e tij të pastër praktikisht nuk kërkohet në jetën e përditshme. Karbidi i tungstenit është një përbërje e këtij metali me karbonin. Lidhja karakterizohet nga fortësi e lartë, refraktariteti dhe rezistenca ndaj konsumit. Në bazë të karbitit të tungstenit, prodhohen lidhje të forta që prodhojnë vegla, që përmbajnë rreth 90 përqind tungsten dhe rreth 10 përqind kobalt. Pjesët prerëse të veglave të shpimit dhe prerjes janë bërë nga lidhje të forta.
Llojet e çeliqeve me bazë tungsteni
Rezistent ndaj konsumit dhe i bazuar në refraktaritetin e tungstenit. Komponimet e tungstenit me krom dhe kobalt, të quajtura stelitë, janë të zakonshme në industri. Ato aplikohen me sipërfaqe për të veshur pjesë të pjesëve të makinerive industriale.
Lidhjet "të rënda" dhe të kontaktit janë përzierje të tungstenit me argjend ose bakër. Ato konsiderohen si materiale kontakti mjaft efektive, prandaj përdoren për prodhimin e pjesëve të punës të çelsave, elektrodave për saldimin në vend, si dhe prodhimin e çelsave.
Në formën e telit, produkteve të falsifikuara dhe shiritit, tungsteni përdoret në inxhinierinë radio, në prodhimin e llambave elektrike dhe gjithashtu në inxhinierinë me rreze X. Ky metal konsiderohet materiali më i mirë për krijimin e spiraleve dhe filamenteve.
Shufrat dhe telat e tungstenit janë të nevojshëm për prodhimin e ngrohësve elektrikë për ngrohje me bazë tungsteni që mund të funksionojnë në atmosferë gaz inert, hidrogjen dhe gjithashtu në vakum.
Një nga industritë më të rëndësishme që përdor tungsten është saldimi. Përdoret për të krijuar elektroda që përdoren për saldimin me hark. Elektrodat që rezultojnë konsiderohen të pakonsumueshme.
Marrja e metalit zjarrdurues
Sa kushton tungsteni? Çmimi për kg varion nga 900 në 1200 rubla. I përket grupit të elementëve të rrallë metalikë. Përveç tungstenit, këtu përfshihen edhe rubidiumi dhe molibden. Metalet e rralla kanë një shkallë të parëndësishme përdorimi, duke pasur parasysh përmbajtjen e tyre të parëndësishme në koren e tokës. Asnjë nga metalet e listuara nuk mund të merret me reduktim të drejtpërdrejtë nga lëndët e para. Fillimisht, lëndët e para përpunohen në kimikate të ndryshme. Duhet theksuar se pasurimi i veçantë shtesë i xeheve kryhet para përpunimit të plotë të tyre.
Ekzistojnë tre faza në zinxhirin teknologjik për prodhimin e tungstenit të rrallë. Së pari, minerali zbërthehet, duke ndarë metalin e nxjerrë nga masa e lëndëve të para, si dhe përqendrimin e tij në sediment ose në tretësirë. Më pas, të marra kimikisht komponimet e pastra, kryhet izolimi dhe pastrimi substancë kimike. Në fazën e tretë, metali izolohet nga oksidi i pastruar nga papastërtitë.
Wolframiti përdoret si lëndë e parë në prodhimin e tungstenit. Ky mineral përmban rreth dy për qind metal të pastër. Përfitimi i xeheve kryhet me anë të flotacionit, gravitetit, ndarjes elektromagnetike ose magnetike. Pas pasurimit, formohet një koncentrat tungsteni, i cili përmban rreth 65 për qind oksid tungsteni (6). Përveç metalit, koncentrate të tilla përmbajnë papastërti të squfurit, bakrit, fosforit, arsenikut, bismutit dhe antimonit. Sa kushton ky tungsten? Çmimi për kg është rreth një mijë rubla. Për të bërë pluhur tungsteni, është e nevojshme të zvogëlohet anhidridi i tij me karbon ose hidrogjen.
Përdoret kryesisht metoda e hidrogjenizimit, pasi karboni shton brishtësinë e metalit dhe ndikon negativisht në punueshmërinë e tij. Pluhur tungsteni përdoret për të bërë metoda të veçanta, të cilat ju lejojnë të analizoni përbërjen, madhësinë e kokrrizave, si dhe përbërjen e kokrrizave të formuara.
Hidrogjeni kompakt, kryesisht në formën e shufrave ose shufrave, përdoret si boshllëqe në prodhimin e produkteve gjysëm të gatshme si shirita dhe tela.
Aktualisht, përdoren dy metoda për të krijuar tungsten kompakt. Metoda e parë përfshin përdorimin e metalurgjisë pluhur. Metoda e dytë lejon përdorimin e furrave me hark elektrik, të cilat përfshijnë përdorimin e elektrodave të konsumueshme.
Llojet më të zakonshme të produkteve të krijuara nga metali tungsten dhe me rëndësi të veçantë janë shufrat e tungstenit. Me falsifikim, ato merren nga shufrat në një makinë të veçantë falsifikuese. Aplikoni produkte të gatshme në degë të ndryshme të industrisë moderne. Për shembull, është prej tyre që merren elektroda saldimi jo të konsumueshme. Përveç kësaj, shufrat e tungstenit përdoren gjithashtu për të krijuar ngrohës. Ata janë në kërkesë në pajisjet e shkarkimit të gazit dhe llambat elektrike.
Prodhimi botëror i tungstenit është afërsisht 30 mijë tonë në vit. Çeliku i tungstenit dhe lidhjet e tjera që përmbajnë tungsten ose karabitet e tij përdoren për të bërë armaturë tankesh, predha silurësh dhe predha, si dhe pjesët më të rëndësishme të avionëve dhe motorëve.
Tungsteni është një komponent i domosdoshëm i klasave më të mira të çelikut të veglave. Në përgjithësi, metalurgjia thith pothuajse 95% të të gjithë tungstenit të nxjerrë. (Karakteristike është se ai përdor gjerësisht jo vetëm tungsten të pastër, por kryesisht ferrotungsten më të lirë - një aliazh që përmban 80% W dhe rreth 20% Fe; prodhohet në furrat me hark elektrik).
Lidhjet e tungstenit kanë shumë veti të jashtëzakonshme. I ashtuquajturi metal i rëndë (nga tungsteni, nikeli dhe bakri) përdoret për të bërë kontejnerë në të cilët ruhen substanca radioaktive. Efekti i tij mbrojtës është 40% më i lartë se ai i plumbit. Kjo aliazh përdoret gjithashtu në radioterapi, pasi siguron mbrojtje të mjaftueshme me një trashësi relativisht të vogël të ekranit.
Një aliazh karabit tungsteni me 16% kobalt është aq i fortë sa mund të zëvendësojë pjesërisht diamantin gjatë shpimit të puseve. Pseudoaliazhet tungsten-bakër-argjend janë materiale të shkëlqyera për çelësat dhe çelësat elektrikë të tensionit të lartë: ato zgjasin gjashtë herë më shumë se kontaktet e zakonshme të bakrit.
Përdorimi i metaleve të pastër dhe lidhjeve që përmbajnë tungsten bazohet kryesisht në rezistencën, fortësinë dhe rezistenca kimike. Tungsteni i pastër përdoret për prodhimin e filamenteve të llambave inkandeshente elektrike dhe gypave me rreze katodike, në prodhimin e gropave për avullimin e metaleve, në kontaktet e shpërndarësve të ndezjes së automobilave, në objektivat e tubave me rreze X; si mbështjellje dhe elemente ngrohëse të furrave elektrike dhe si material strukturor për hapësirën dhe mjetet e tjera që operojnë në temperatura të larta. Çeliqet me shpejtësi të lartë (17,5–18,5% tungsten), steliti (me bazë kobalti me shtimin e Cr, W, C), hasalloja (çelik inox me bazë Ni) dhe shumë lidhje të tjera përmbajnë tungsten. Baza për prodhimin e veglave dhe lidhjeve rezistente ndaj nxehtësisë është ferrotungsteni (68–86% W, deri në 7% Mo dhe hekuri), i cili përftohet lehtësisht nga reduktimi i drejtpërdrejtë i koncentrateve të tungstenit ose scheelitit. "Fito" - shumë aliazh i fortë, që përmban 80–87% tungsten, 6–15% kobalt, 5–7% karbon, është i domosdoshëm në përpunimin e metaleve, minierat dhe prodhimin e naftës.
Tungstatet e kalciumit dhe magnezit përdoren gjerësisht në pajisjet fluoreshente, dhe kripërat e tjera të tungstenit përdoren në industrinë kimike dhe për rrezitje. Disulfidi i tungstenit është një lubrifikant i thatë me temperaturë të lartë, i qëndrueshëm deri në 500° C. Bronzet e tungstenit dhe përbërës të tjerë të elementit përdoren në prodhimin e bojrave. Shumë komponime tungsteni janë katalizatorë të shkëlqyer.
Domosdoshmëria e tungstenit në prodhimin e llambave elektrike shpjegohet jo vetëm nga refraktariteti i tij, por edhe nga duktiliteti i tij. Nga një kilogram tungsten nxirret një tel 3,5 km i gjatë, d.m.th. Ky kilogram është i mjaftueshëm për të bërë filamente të 23 mijë llambave 60 vat. Falë kësaj veçorie industria elektrike globale konsumon vetëm rreth 100 tonë tungsten në vit.
