จุทังสเตน คุณสมบัติและการประยุกต์ใช้ของทังสเตน

บทความอื่น ๆ จะช่วยให้การทำความคุ้นเคยกับทางกายภาพและเคมี สมบัติของทังสเตน ดูรายละเอียดในการเข้าพักของเขาในธรรมชาติ, สถานที่ของการผลิต, การเปิดตัวของเรื่องและอื่น ๆ อีกมากมาย

ทังสเตน (W)

ทังสเตน - เป็นองค์ประกอบของตารางธาตุของเมเดหนึ่งมีเจ็ดสิบสี่เลขอะตอมสอดคล้องกับดับบลิวตัวอักษรละตินในสภาวะปกติมีสีเทาสีเงินเงางามอย่างหนัก ทุกทังสเตนโลหะเป็นวัสดุทนไฟมากที่สุด สูงกว่าที่ W, จุดหลอมละลายของเพียงคนเดียวไม่ใช่โลหะ - คาร์บอน แต่ก็มีความต้านทานต่อสารเคมีสูง Valence ของทังสเตน - ตัวแปร

ประวัติความเป็นมาของการค้นพบ

นักเคมีชาวสวีเดนคาร์ลวิลเฮล์ชีลในปี ค.ศ. 1781 มีส่วนร่วมในการประมวลผลของกรดไนตริก scheelite ที่สามารถผลิต trioxide ทังสเตน - "หินหนัก" สีเหลือง สองปีต่อมาแล้วใน 1,783 เมตรสองพี่น้อง Eluard เคมีมีพื้นเพมาจากสเปนประชาชนได้รับแจ้งว่าพวกเขาได้รับจากโลหะใหม่ wolframite และออกไซด์ - ทังสเตน

โมเดิร์นสหรัฐอเมริกาฝรั่งเศสและสหราชอาณาจักรใช้ชื่อของทังสเตนทังสเตนสำหรับซึ่งแปลมาจากสวีเดนเป็น "หินหนัก" แต่เดิมคำว่าหมาย wolframite แร่ wolframium หลังจากนั้นมันก็ผ่านไปโลหะของตัวเอง

ทังสเตนในธรรมชาติ

ตามการคำนวณ Vinogradova, เปลือกโลกทังสเตนจำนวนคล๊าร์คเป็นประมาณ 1.3 กรัม / ตัน เนื้อหาเฉลี่ยของช่วงหินภูเขา, R / T: หินเป็นกรด - 1.9 เฉลี่ย - 1.2 ขั้นพื้นฐาน - 0.7 ultrabasic - 0.1

สำรองที่ใหญ่ที่สุดของโลหะนี้มีความเข้มข้นในประเทศจีน, สหรัฐอเมริกา, แคนาดาและคาซัคสถานประเทศเช่นโบลิเวียโปรตุเกส, Uzbekistan, รัสเซียและเกาหลีใต้มีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับหุ้นสหรัฐอเมริกาดังกล่าวข้างต้น ในปีผลิตประมาณ 49-50000000 ตันซึ่ง 41 ผลิตโดยประเทศจีนส่วนแบ่งของรัสเซียสอดคล้องกับ 3.5 ตัน, คาซัคสถาน - 0.7 และออสเตรเลีย - 0.5 ตัน

ในอุตสาหกรรม, บทบาทหลักจะได้รับการ wolframite และ scheelite แร่ wolframite มักจะกระจุกตัวอยู่ในหินแกรนิตและค่าเฉลี่ยความเข้มข้นของพวกเขาสอดคล้องกับร้อยละหนึ่งหรือสอง ส่วนใหญ่ประเทศผู้ผลิตส่งออกทังสเตน . ราคาของโลหะนี้ค่อนข้างสูงและอาจแตกต่างกันขึ้นอยู่กับยี่ห้อและชนิดที่มีการขาย (2172-6250560 ถู.) ผู้ส่งออกหลักของทังสเตนพิจารณาสหราชอาณาจักร, จีนและออสเตรเลีย นำเข้าในปริมาณมากสหรัฐอเมริกา, เยอรมนี, อังกฤษและญี่ปุ่น

วิธีการในการเตรียมการ

การเตรียมความพร้อมของทังสเตน - ขั้นตอนประกอบด้วยขั้นตอนที่เพิ่มขึ้นหลาย trioxide แยกแรก WO ₃ จากแร่มุ่งเน้นกับกระบวนการกู้คืนหลังจากที่ไปผงโลหะที่มีไฮโดรเจนภายใต้เงื่อนไขของประมาณ 700 องศาเซลเซียส เนื่องจากจุดหลอมเหลวสูงมากวิธีที่ดีที่สุดที่จะได้รับโลหะนี้มีวิธีการของผงโลหะ ในขั้นตอนแรกผงทังสเตนถูกกดอยู่แล้วในชั้นบรรยากาศไฮโดรเจนและเผาภายใต้เงื่อนไขที่ประมาณ 1200-1300 องศาเซลเซียส ภายใต้ต่อไปกระแสไฟฟ้าและอุณหภูมิความร้อนถูกกลั่นถึงสามพันองศาขั้นตอนนี้จะมาพร้อมกับการเผาและโลหะกลายเป็นหินใหญ่ก้อนเดียว การเตรียมความพร้อมที่ตามมาของทังสเตนและการทำให้บริสุทธิ์จากวัสดุเสาหินที่เกิดขึ้นเกิดขึ้นในเงื่อนไขของโซนละลาย อย่างไรก็ตามผงทังสเตน - นี้ไม่ได้เป็นรูปแบบเฉพาะของการเตรียมความพร้อมว่าโลหะ ในการเตรียมการของ W จากไพโรไลซิคลอไรด์ที่จะสามารถรับได้แล้วในรูปของโลหะ แต่ไม่ได้อยู่ในที่มีขนาดกะทัดรัดและผง

ลักษณะคุณภาพทางเคมี

ทังสเตนเป็นความจุของตัวละครตัวแปร 2-6 แบบฟอร์มที่มีเสถียรภาพมากที่สุดใช้เวลาอย่างจุหก ดิ trivalent และรูปแบบของสารที่มีความไม่แน่นอนและไม่มีความสำคัญเป็นพิเศษในทางปฏิบัติไม่ได้ใช้ ทังสเตนเป็นมากทนต่อการกัดกร่อนของโลหะ อุณหภูมิห้องช่วยให้สามารถรักษาตำแหน่งอย่างต่อเนื่องโดยไม่ต้องภายใต้การกัดกร่อน; ถึงอุณหภูมิแสงไฟเริ่มต้นในการออกซิไดซ์กลายเป็น ทังสเตนออกไซด์ (VI) เป็นครั้งที่สองในซีรีส์ของความเครียดและเสียค่าใช้จ่ายที่อยู่เบื้องหลังไฮโดรเจน จวนละลายใน hydrofluoric และกรดกำมะถันเจือจาง กรดไนตริกและน้ำสาเหตุ Regia กระบวนการออกซิเดชันพื้นผิว การสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่เป็นไปได้

มีส่วนผสมของกรดไฮโดรฟลูออริกและไนตริกละลายทังสเตนกัน:

2W + ₃ + 4HNO 10HF à WF ₆ + ₄ + WOF 4NO (วิวัฒนาการแก๊ส) + 7H ₂ ทุม

ในการปรากฏตัวของอนุมูลอิสระที่สามารถมีปฏิกิริยากับด่างหล่อ

2W + 4NaOH ₃ + 3O ₂ 2NA ₂ WO ₄ + 2H ₂ ทุม

ตัวอย่างข้างต้นปฏิกิริยาดำเนินการอย่างช้ามาก แต่เมื่อถึงระดับ 400 องศาเซลเซียสและทังสเตนตัวเองร้อนของกระบวนการปฏิกิริยาที่มีการเร่งการขึ้นรูปพร้อมกันเป็นจำนวนมากของความร้อน ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับความต้องการออกซิเจนถึงเครื่องหมาย 500 ° C, โลหะเพียงอย่างเดียวเริ่มที่จะร้อนขึ้น

ละลายในส่วนผสมของกรดไฮโดรฟลูและไนตริกกรดนำไปสู่การก่อตัว geksaftorvolframovoy - การ H ₂ [WF _6] ของทุกคนที่รู้จักกันสารประกอบทังสเตนมีการพิจารณาที่สำคัญที่สุด trioxide สารประกอบทังสเตนหรือทังสเตน tungstate สารประกอบ peroxy กับฉัน ₂ WO _{X ซึ่งเป็นสารที่ได้มาจาก} S, C และฮาโลเจนองค์ประกอบกลุ่ม

คุณสมบัติที่มีลักษณะทางกายภาพ

ทังสเตนเป็นแสงเงาโลหะสีเทา อุณหภูมิทังสเตนในระหว่างการละลายและเดือดถึงระดับสูงสุดเซลเซียสเมื่อเทียบกับโลหะอื่น ๆ มีการคาดเดาว่าซีบอร์เกียมมีมากยิ่งขึ้นหลอมประสิทธิภาพการทำงานและจุดเดือด แต่เนื่องจากความจริงที่ว่า "ชีวิต" ที่มีขนาดเล็กมากก็เป็นไปไม่ได้ที่จะพูดด้วยความมั่นใจเพราะมันไม่ได้มีการพิสูจน์โดยการทดลอง ทังสเตนเริ่มละลายที่ 3695 K, ในขณะที่เดือดถึง 5828 ความหนาแน่นเค W สุทธิอยู่ใกล้กับทอง - 19.25 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร เขาเป็นที่โดดเด่นด้วยคุณภาพ paramagnetic สอดคล้องกับพารามิเตอร์ในการวัดความแข็งบริเนลเป็น 488 กก. / มม ² ในวัยยี่สิบองศาเซลเซียสมีความต้านทาน 55 × 10 ^-9 โอห์ม * เมตร แต่ในสภาวะที่อุณหภูมิ 2700 ° C ดัชนีความต้านทานเพิ่มขึ้นถึง 904 x 10 ^-9 โอห์ม * เมตร เสียงสะท้อนจากการเคลื่อนไหวทังสเตนที่ความเร็ว 4290 เมตร / ค

หนึ่งในโลหะหนักที่มีความแข็งสูงและจุดหลอมละลายของทังสเตนถือว่าใหญ่ คุณสมบัติที่มีอยู่ในตัวมันตรวจสอบความคุ้มค่าในตลาดโลกและเปิดใช้งานการใช้งานกว้าง ความสามารถในการทนต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้นจะช่วยให้การใช้งานขนาดใหญ่ทังสเตน ลวดแผ่นและอื่น ๆ อีกมากมายให้คุณสามารถสร้างกลไกที่ทำหน้าที่หลายหลายปี ภายนอกคล้ายกับทองคำ ในสถานะที่บริสุทธิ์เมื่อถูกความร้อนถึง 1600 องศาเซลเซียสอาจถูกปลอมแปลง

การใช้โลหะบริสุทธิ์

วิธีการขั้นพื้นฐานของการใช้ทังสเตน - มูลนิธิเป็นวัสดุทนไฟในอุตสาหกรรมโลหะ

คุณสมบัติพลาสติกและวัสดุทนไฟ - นี่คือสิ่งที่เป็นที่รู้จักสำหรับทังสเตน ลวดโลหะนี้จะขาดไม่ได้ในอุปกรณ์ที่มีไว้สำหรับให้แสงสว่าง หลอดภาพและท่ออื่น ๆ ที่มีสูญญากาศยังถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายดับบลิว

อาร์กอนเชื่อมอาร์ไม่สามารถทำโดยขั้วไฟฟ้าที่ทำด้วยทังสเตน ต้านทานเครื่องดูดฝุ่นเตานอกจากนี้ยังใช้เป็นองค์ประกอบความร้อนและโลหะผสมนี้จะถูกใช้เป็น thermocouple รีเนียม

ความหนาแน่นสูงช่วยให้การใช้เป็นพื้นฐานสำหรับโลหะผสมชนิดหนักที่ใช้เป็นถ่วงสำหรับรองเท้าไม้หลักเจาะเกราะและกระสุนกระสุนปืนทัหลักสำหรับกระสุนเจาะเกราะและแม้กระทั่งการรักษาเสถียรภาพไจโรบินขีปนาวุธ

ทังสเตนสามารถทำหน้าที่เป็นวิธีที่ดีของประเภทโอโซนของรังสี แม้ว่าจะมีความหนาแน่นสูงและโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเทียบกับนำทั่วไปโดยน้ำหนักในระดับที่เท่ากันให้ชุดป้องกันหรืออุปกรณ์อยู่กับการใช้งานได้ง่ายขึ้น คุณสมบัติ Infusibility และความแข็งความซับซ้อนในการประมวลผลและดังนั้นในกรณีดังกล่าวมักจะมีการผสมของทังสเตนและนิกเกิลเช่นเดียวกับเหล็กทองแดงและโลหะอื่น ๆ

ในอุตสาหกรรมเพื่อสร้างความหลากหลายของผลิตภัณฑ์ที่เป็นของแข็งโดยใช้ทังสเตน แผ่น, ผงทังสเตนและก้านขั้ว - หนึ่งในรูปแบบที่พบมากที่สุดของการส่งออกของดับบลิว

การใช้สาร

เครื่องจักรกลของโลหะต่าง ๆ รวมทั้งวัสดุที่ทำขึ้นในลักษณะที่ไม่ใช่โลหะการก่อสร้างวิศวกรรมการขุดเจาะและกระบวนการการทำเหมืองแร่ที่ใช้โลหะผสมที่แข็งแกร่งและวัสดุคอมโพสิตชนิดขึ้นอยู่กับทังสเตนคาร์ไบด์มีส่วนผสมของไทเทเนียมคาร์ไบด์, แทนทาลัมคาร์ไบด์และทังสเตนคาร์ไบด์ แสตมป์ทังสเตนที่ทำจากวัสดุเหล่านี้จะถูกแบ่งออกเป็น T30K4, T5K10, VK25, VK8, VC 15 T15K4, BK2 และ VK6 VK4 แสตมป์กลุ่ม TT ใช้เฉพาะสำหรับเงื่อนไขเครื่องจักรกลที่ยากมากในความซับซ้อนเพิ่มขึ้น ตัวอย่างที่สำคัญสามารถทำหน้าที่เป็นช็อตกระบวนการกรุขุดเจาะแบบหมุนหรือการผลิตวัสดุเหล็กปลอมคงทนที่มีความต้านทานความร้อนสูง W ถูกนำมาใช้เป็นองค์ประกอบผสมเหล็กและโลหะผสมขึ้นอยู่กับเหล็ก "ความเร็วสูง" เหล็กอักษรฉลากเริ่มต้นด้วย P, มากกว่า 90% ของส่วนแบ่งประกอบด้วยทังสเตน

บางครั้งสารทังสเตนที่แตกต่างกันจะใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาหรือสีน้ำมันหล่อลื่นอุณหภูมิสูงสำหรับการเปลี่ยนแปลงของพลังงานความร้อนในรูปแบบไฟฟ้า

ทังสเตนและชีววิทยา

โลหะทังสเตนจะไม่ถือว่ามีนัยสำคัญในทางชีววิทยา แต่แบคทีเรียบางชนิดและเคียเป็นส่วนหนึ่งของเอนไซม์ของพวกเขามีส่วนนี้ซึ่งอยู่ในการใช้งานเว็บไซต์ แหล่งลึกประมาณประเภท hydrothermal archaebacteria สด hyperthermophiles ได้รับการพิจารณาขึ้นอยู่กับทังสเตน obligately การปรากฏตัวของโลหะนี้ในองค์ประกอบของเอนไซม์ถือได้ว่าเป็นช่วงเวลาที่ระลึกของประวัติศาสตร์ต้นในคำอื่น ๆ ก็สามารถที่จะคิดว่าการปรากฏตัวในช่วงต้นของชีวิตบนโลกที่เกิดขึ้นมีส่วนร่วมของดับบลิว

ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งเด่นของโลหะอื่น ๆ ฝุ่นทังสเตนทำให้เกิดการระคายเคืองของอวัยวะระบบทางเดินหายใจ

ไอโซโทปรูปแบบ

¹⁸² W (26,41 %), ¹⁸³ W (14,4 %), ¹⁸⁴ W (30,64 %) и ¹⁸⁶ W (28,41 %) . ทังสเตนแหล่งกำเนิดตามธรรมชาติประกอบด้วยส่วนผสมของห้ารูปแบบที่แตกต่างกันของไอโซโทปคือ: ¹⁸⁰ W (0135 น้ำหนัก%.) ¹⁸² วัตต์ (26,41%) ¹⁸³ วัตต์ (14,4%) ¹⁸⁴ วัตต์ (30,64%) และ ¹⁸⁶ วัตต์ (28,41%) จุตัวแปรทังสเตนและมักจะสอดคล้องกับจำนวน 2-6 ในรูปแบบของไอโซโทปใด ๆ

โดย 2016 มันเป็นที่รู้จักอยู่แล้วสามสิบหกที่มนุษย์สร้างขึ้นในรูปแบบเทียมของทังสเตนระบุกัมมันตรังสีที่มีตัวเลขมวล 157 ... 179, 181, 185, 187 ... 197 เปิดทังสเตนเกิดขึ้นตามธรรมชาติกัมมันตภาพรังสีคือในปี 2003 แต่อัตราที่ต่ำมากซึ่งสอดคล้องกับประมาณ สองการสลายต่อกรัมต่อปีและสภาพของการสลายตัวนี้เป็นโลหะαกิจกรรม

สรุป

ส่วนใหญ่ของโลหะทนไฟที่มีอยู่ทังสเตน คุณสมบัติโดยธรรมชาติช่วยให้เราสามารถหาสถานที่ในความหลากหลายของกิจกรรมของมนุษย์อุตสาหกรรมจากวิศวกรรมและลงท้ายด้วยการป้องกันจากรังสี โลหะถูกเปิดประมาณสองครั้งสองปีออกจากกัน แต่ไม่ Scheele มิได้พี่น้อง Eluard ไม่ได้จริงๆเรียกร้องให้บุญในเกียรติของการค้นพบของเขา จุของทังสเตนเป็นตัวแปรและใช้ค่า 2-6 แต่ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ในรูปแบบที่มีเสถียรภาพมากที่สุดมีหกวาเลนซ์ มันเป็นมากทนต่อการกัดกร่อนสามารถทำปฏิกิริยากับด่างและละลายในส่วนผสมของกรดไฮโดรฟลูและไนตริก

แสตมป์ทังสเตนแบ่งออกเป็นจำนวนมากของสายพันธุ์ตามวิธีการของการดำเนินการรูปแบบที่โลหะและเขตของการประยุกต์ใช้ มีหลายรูปแบบของไอโซโทปของมันช้ามากพังทลายเป็นและองค์ประกอบในธรรมชาติมีการทำเครื่องหมายคุณสมบัติของสารกัมมันตรังสีไม่ดีและ พื้นฐานสำหรับส่วนใหญ่ของชิ้นส่วนและอะไหล่ที่หลากหลายของอุปกรณ์และอุปกรณ์ที่ใช้โดยคนมันเป็นทังสเตน แม้ราคาต่อกิโลกรัมโลหะค่อนข้างสูง แต่อย่างไรก็ตามมันไม่ได้ลดความต้องการมันเพราะคุณภาพตรงตามลักษณะที่ค่าที่เขาขอ