טונגסטן (וולפרם): מאפיינים, ייצור, יישומים & סגסוגות

מה זה טונגסטן?

טונגסטן הוא מתכת בצבע כסף עמום עם נקודת ההיתוך הגבוהה ביותר של כל מתכת טהורה.

ידוע גם בשם וולפרם, שממנו האלמנט לוקח את הסמל שלו, W, טונגסטן הוא עמיד יותר לשבר מאשר היהלום הוא הרבה יותר קשה פלדה. זהו המאפיינים הייחודיים של המתכת החוזק - כוחו ויכולתו לעמוד בטמפרטורות גבוהות - מה שהופך אותו לאידיאלי ליישומים מסחריים ותעשייתיים רבים.

נכסים:

• סמל אטומי: W
• מספר אטומי: 74
• אלמנט קטגוריה: מתכת מעבר
• צפיפות: 19.24g / cm ³
• נקודת התכה: 6192 ° F (3422 ° C)
• נקודת רתיחה: 10031 ° F (5555 ° C)
• קשיותו של מוה: 7.5

הפקה:

טונגסטן מופק בעיקר משני סוגים של מינרלים, wolframite, ו scheelite. עם זאת, מיחזור טונגסטן גם חשבונות עבור כ 30% מכלל ההיצע העולמי. סין היא המפיקה הגדולה בעולם של המתכת, המספקת למעלה מ -80% מההיצע העולמי.

לאחר עפרות טונגסטן עובדה מופרדות, הטופס הכימי, אמוניום paratungstate (APT), מיוצר. APT יכול להיות מחומם עם מימן כדי ליצור תחמוצת טונגסטן או יגיב עם פחמן בטמפרטורות מעל 1925 F (1050 מעלות צלזיוס) לייצר מתכת טונגסטן.

יישומים:

היישום העיקרי של טונגסטן במשך למעלה מ -100 שנים כבר כמו נימה ב נורות ליבון. מסוממים עם כמויות קטנות של אשלגן אלומיניום סיליקט, אבקת טונגסטן הוא sintered בטמפרטורה גבוהה כדי לייצר את חוט נימה כי הוא במרכז של נורות אור כי מיליוני מיליוני בתים ברחבי העולם.

בשל היכולת של טונגסטן לשמור על צורתו בטמפרטורות גבוהות, חוטי טונגסטן משמשים כעת גם במגוון רחב של יישומים ביתיים, כולל מנורות, זרקורים, אלמנטים חימום תנורי חשמל, תנורי מיקרוגל, שפופרות קרני רנטגן וצינורות קרן קתודית (CRTs ) על מסכי מחשב ומקלטי טלוויזיה.

הסובלנות של המתכת לחום אינטנסיבי גם הופכת אותה לאידיאלית לצמדים תרמיים ולמגעים חשמליים בתנורי קשת חשמליים ובציוד ריתוך. יישומים הדורשים מסה מרוכזת, או משקל, כגון משקולות נגד, משקולות דיג, ו חצים לעתים קרובות להשתמש טונגסטן בגלל הצפיפות שלה.

טונגסטן קרביד:

טונגסטן קרביד מיוצר גם על ידי מליטה אטום אחד טונגסטן עם אטום פחמן יחיד (המיוצג על ידי סמל כימי WC) או שני אטומי טונגסטן עם אטום פחמן יחיד (W2C). זה נעשה על ידי חימום אבקת טונגסטן עם פחמן בטמפרטורות של 2550 מעלות צלזיוס עד 2900 מעלות צלזיוס (1400 מעלות צלזיוס עד 1600 מעלות צלזיוס) בזרם של גז מימן.

על פי קנה מידה של קשיות (מידות של יכולת חומר אחד לגרד אחרת), טונגסטן קרביד יש קשיות של 9.5, רק מעט נמוך יותר מאשר היהלום. מסיבה זו, זה תרכובת קשה sintered, תהליך הדורש הקשה וחימום טופס אבקה בטמפרטורות גבוהות, כדי להפוך את המוצרים המשמשים עיבוד וחיתוך. התוצאה היא חומרים שיכולים לפעול בתנאים של טמפרטורה גבוהה ומתח, כגון סיביות מקדחה, כלים מחרטה, חותכי כרסום שריון חודר תחמושת.

קרביד מלט מופק באמצעות שילוב של קרביד טונגסטן אבקת קובלט , והוא משמש לייצור ללבוש עמידים בכלים, כגון אלה המשמשים בתעשיית הכרייה.

המנגנון המשעמם במנהרה ששימש לחפור את מנהרת התעלות המקשרת בין בריטניה לאירופה היה, למעשה, מצויד כמעט 100 עצות קרביד מבודדות.

טונגסטן סגסוגות:

מתכת טונגסטן ניתן לשלב עם מתכות אחרות כדי להגדיל את כוחם ואת ההתנגדות ללבוש וקורוזיה . סגסוגות פלדה לעיתים קרובות מכילים טונגסטן עבור אלה תכונות מועילות. רבים פלדות במהירות גבוהה - אלה המשמשים חיתוך כלי עיבוד כמו להבים ראה - מכילים סביב 18% טונגסטן.

סגסוגות פלדה טונגסטן משמשים גם בייצור של חרירי מנוע טילים, אשר חייב להיות בעל תכונות עמידות בחום גבוה. סגסוגות טונגסטן אחרות כוללות Stellite (קובלט, כרום, טונגסטן), אשר משמש נושאות בוכנות בשל עמידותו ואת עמידות ללבוש, ואת הבימה, אשר נעשה על ידי sintering אבקת סגסוגת טונגסטן משמש תחמושת, חבית חבית , ואת מועדוני גולף.

Superalloys עשוי קובלט, ברזל או ניקל , יחד עם טונגסטן, ניתן להשתמש כדי לייצר להבים טורבינה עבור מטוסים.