A volfrám tompa ezüst színű fém, amelynek tiszta fém legmagasabb olvadáspontja van. Wolfram néven is ismert, amiből az elem szimbólumát veszi fel. A W, a volfrám sokkal ellenállóbb a repesztéshez, mint a gyémánt, és sokkal keményebb, mint az acél.
Ennek a tűzálló fémnek a különleges tulajdonságai - ereje és a magas hőmérsékleteknek ellenálló képessége - ideálissá teszik számos kereskedelmi és ipari alkalmazáshoz.
Volfrám tulajdonságai
- Atom szimbólum: W
- Atomszám: 74
- Elemkategória: Átmeneti fém
- Sűrűség: 19,24 gramm / centiméter3
- Olvadáspont: 3422 ° C (6192 ° F).
- Forráspont: 5555 ° C (10031 ° F)
- Moh keménysége: 7.5
Termelés
A volfrámot elsősorban kétféle ásványból, a wolframitból és a scheelitből nyerik. Ugyanakkor a volfrám újrahasznosítása szintén a globális kínálat kb. 30% -át teszi ki. Kína a világ legnagyobb fémgyártója, a világ kínálatának több mint 80% -át szolgáltatva.
A wolframérc feldolgozása és szétválasztása után az ammónium-paratungstate (APT) kémiai formája alakul ki. Az APT melegíthető hidrogénnel, hogy volfrám-oxidot képezzen, vagy 1050 ° C (1925 ° F) hőmérsékleten reagál szénnel, hogy volfrám-fém képződjön.
Alkalmazások
A volfrám elsődleges felhasználása több mint 100 éve az izzólámpák izzóspirála volt. Kis mennyiségű kálium-alumínium-szilikáttal átalakítva, a volfrámport magas hőmérsékleten szinterezik a huzalszál előállításához, amely azon izzók közepén helyezkedik el, amelyek több millió otthont világítanak meg a világ.
Mivel a volfrám képes megőrizni alakját magas hőmérsékleten, a volfrámszálakat most is számosféle felhasználják háztartási alkalmazások, ideértve a lámpákat, fényszórókat, az elektromos kemencék fűtőelemeit, a mikrohullámú sütőket és a röntgenfelvételeket csövek.
A fém intenzív hőtűrőképessége ideálissá teszi hőelemekhez és elektromos érintkezőkhöz az ívkemencékben és a hegesztő berendezésekben is. Azok az alkalmazások, amelyek koncentrált tömeget vagy súlyt igényelnek, például ellensúlyok, horgászbotok és darts, sűrűségük miatt gyakran volfrámot használnak.
Keményfém
A volfrám-karbidot úgy állítják elő, hogy egy volfrámatomot összekapcsolnak egyetlen szénatommal (amelyet a WC kémiai szimbólum képvisel), vagy két volfrámatomot egyetlen szénatommal (W2C). Ezt úgy végezzük, hogy a volfrámport szénnel hevítjük, 2550 ° F - 2900 ° F (1400 ° C - 1600 ° C) közötti hőmérsékleten hidrogén gázáramban.
Moh keménységi skálája szerint (az egyik anyag egy másik anyag megkarcolására való képességének mérőszáma) a volfrámkarbid keménysége 9,5, csak kissé alacsonyabb, mint a gyémánté. Ezért a volfrámot szinterelik (ez a folyamat a por formájának magas hőmérsékleten történő préselését és melegítését igényli) a megmunkáláshoz és a daraboláshoz használt termékek előállításához.
Az eredmény olyan anyagok, amelyek magas hőmérsékleten és feszültségnél is működnek, mint például fúrók, esztergaszerszámok, marók és páncéltütő lőszerek.
A cementált keményfém előállításához a volfrámkarbid és a kobalt por. Ezenkívül kopásálló szerszámok gyártására is használják, például a bányászatban használt eszközöket. Az alagútfúrógépet, amelyet a Nagy-Britanniát Európához összekötő Csatorna-alagút ásására használtak, valójában majdnem 100 cementált keményfém hegyével felszereltek.
Volfrámötvözetek
A volfrámfém kombinálható más fémekkel, hogy növeljék ezek szilárdságát és kopásállóságát rozsdásodás. Acélötvözetek ezeknek a jótékony tulajdonságoknak gyakran tartalmaznak volfrámot. A nagy sebességű alkalmazásokban használt stell - a vágó- és megmunkáló szerszámokhoz, mint például a fűrészlapok - körülbelül 18% volfrámot tartalmaz.
A volfrám-acél ötvözeteket szintén használják rakétamotoros fúvókák gyártásához, amelyeknek magas hőálló tulajdonságokkal kell rendelkezniük. Egyéb volfrámötvözetek közé tartozik a sztellit (kobalt, króm és volfrám), amelyet tartósságuk és dugattyúik számára használják tartósságuk és kopásállóság és a Hevimet, amelyet egy volfrámötvözet por szinterelésével állítanak elő, és amelyet lőszerekben, dart hordókban és golfban használnak klubok.
Kobaltból készült szuper ötvözetek, Vas vagy nikkela volfrámmal együtt felhasználható repülőgépek turbinalapáinak előállítására.