Вольфрам: колдонуу, касиеттери жана химиялык мүнөздөмөлөрү

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-17 10:34

Табигат эне адамзатты пайдалуу химиялык элементтер менен байыткан. Алардын кээ бирлери анын ичегисинде катылган жана салыштырмалуу аз санда камтылган, бирок алардын мааниси абдан маанилүү. Алардын бири вольфрам. Аны колдонуу өзгөчө касиеттерине байланыштуу.

Түпкү окуя

XVIII кылым – мезгилдик таблица ачылган кылым – бул металлдын тарыхында фундаменталдуу болуп калды.

Мурда минералдык тектердин составына кирген белгилуу бир заттын бар экендиги кабыл алынган, бул алардан зарыл металлдарды эритууге тоскоол болгон. Мисалы, рудада ушундай элемент болсо, калай алуу кыйынга турду. Эрүү температурасынын айырмасы жана химиялык реакциялар шлак көбүгүнүн пайда болушуна алып келди, бул калайдын түшүмүн азайтты.

VIII кылымда металлды швед окумуштуусу Шееле жана испаниялыктар бир тууган Элюард ачышкан. Бул минералдык тектердин – шеелиттин жана вольфрамиттин кычкылдануусу боюнча химиялык эксперименттердин натыйжасында болду.

Атомдук номуру 74 боюнча элементтердин мезгилдик системасында катталган. Атомдук касиети бар сейрек кездешүүчү отко чыдамдуу металл.массасы 183,84 болгон вольфрам. Анын колдонулушу 20-кылымда ачылган өзгөчө касиеттерге байланыштуу.

Кайда издөө керек?

Жер ичегилериндеги саны боюнча «эл сейрек» жана 28-орунда турат. Ал 22ге жакын түрдүү минералдардын составына кирет, бирок анын 4ү гана аны алуу үчүн зарыл: шеелит (курамында 80%ке жакын триоксид бар), вольфрамит, ферберит жана хубнерит (ар биринде 75-77% бар). Рудалардын курамында көбүнчө кошундулар болот, кээ бир учурларда молибден, калай, тантал ж. Эң ири кендер Кытайда, Казакстанда, Канадада, АКШда, ошондой эле Россияда, Португалияда, Өзбекстанда бар.

Алар муну кантип алышат?

Таза вольфрамды алуу технологиясы өзгөчө касиеттеринен, ошондой эле тоо тектердин курамында аз болгондуктан, өтө татаал.

1. Магниттик бөлүү, электростатикалык бөлүү же руданы 50-60% вольфрам оксидинин концентрациясына чейин байытуу үчүн флотация.
2. 99% оксидди щелочтук же кычкыл реагенттер менен химиялык реакциялар аркылуу изоляциялоо жана пайда болгон чөктүрүүнү этап-этабы менен тазалоо.
3. Көмүртек же суутек менен металлды калыбына келтирүү, тиешелүү металл порошоктун чыгышы.
4. Уймалар же порошок агломерацияланган брикеттерди өндүрүү.

Металлургиялык продукцияны чыгаруунун маанилуу этаптарынын бири порошок металлургиясы болуп саналат. Ал порошок түрүндөгү отко чыдамдуу металлдарды аралаштырууга, аларды престоого жана андан кийин агломерациялоого негизделген. Ушундай жол менен көп сандагы технологиялык маанилүү эритмелер, анын ичинде вольфрам карбиди алынат, аларды колдонуу негизинен кубаттуулугу жана бышыктыгы жогорулаган кесүүчү аспаптарды өнөр жайлык өндүрүштө кездешет.

Физикалык жана химиялык касиеттери

Вольфрам – күмүш түстөгү отко чыдамдуу жана оор металл, дененин борборлоштурулган кристалл торчосу.

• Эрүү температурасы - 3422 ˚С.
• Кайноо температурасы - 5555 ˚С.
• Тыгыздыгы - 19,25 г/см3.

Бул электр тогун жакшы өткөрүүчү. Магниттешпейт. Кээ бир минералдар (мисалы, шеелит) люминесценттүү.

Кислоталарга, жогорку температурада агрессивдүү заттарга, коррозияга жана картаюуга туруктуу. Вольфрам ошондой эле болоттордогу терс аралашмалардын таасирин жоюуга, анын ысыкка туруктуулугун, коррозияга туруктуулугун жана ишенимдүүлүгүн жогорулатууга салым кошот. Мындай темир-көмүртек эритмелеринин колдонулушу алардын өндүрүштүк жөндөмдүүлүгү жана эскирүүгө туруктуулугу менен негизделет.

Механикалык жана технологиялык касиеттери

Вольфрам катуу, бышык металл. Анын катуулугу 488 HB, чыңалууга 1130-1375 МПа. муздак болгондо, ал пластик эмес. 1600 ˚С температурада пластикалык басым менен иштетүүгө абсолюттук ийкемдүүлүк абалына чейин жогорулайт: согуу, прокаттоо, тартуу. Бул металлдын 1 кг жалпы узундугу 3 кмге чейинки жипти чыгарууга мүмкүндүк берери белгилүү.

Ашыкча катуулугунан улам иштетүү кыйын жанаморттук. Бургулоо, токардык, фрезерлөө үчүн порошок металлургиясынан жасалган карбиддик вольфрам-кобальт материалдары колдонулат. Азыраак ылдамдыкта жана өзгөчө шарттарда жогорку ылдамдыктагы легирленген вольфрам болоттон жасалган аспаптар колдонулат. Стандарттуу кесүү принциптери колдонулбайт, анткени жабдуулар өтө тез эскирип, кайра иштетилген вольфрам жаракалар. Төмөнкү технологиялар колдонулат:

1. Бул максатта күмүштү колдонууну кошкондо, үстүнкү катмарды химиялык тазалоо жана импрегнациялоо.
2. Бетти мештердин, газ жалынын, 0,2 А электр тогунун жардамы менен жылытуу. Пластиктиктин бир аз жогорулашы жана ошого жараша кесүү жакшырган жол берилген температура 300-450 ˚С..
3. Вольфрам эритүүчү материалдар менен кесүү.

Учуртуу жана майдалоо алмаз жана лента шаймандарын, азыраак корундду колдонуу менен жүргүзүлүшү керек.

Бул отко чыдамдуу металлды ширетүү негизинен электр жаасынын, вольфрамдын же көмүртек электроддорунун таасири астында инерттүү газ же суюк экранда жүргүзүлөт. Контакттуу ширетүү да мүмкүн.

Бул өзгөчө химиялык элемент аны башкалардан өзгөчөлөнтүүчү өзгөчөлүктөргө ээ. Ошентип, мисалы, жогорку ысыкка туруктуулугу жана эскирүү туруктуулугу менен мүнөздөлөт, ал легирленген вольфрамды камтыган болоттордун сапатын жана кесүүчү касиеттерин жакшыртат, ал эми анын жогорку эрүү температурасы электр лампалары үчүн жиптерди жана ширетүү үчүн электроддорду чыгарууга мүмкүндүк берет.

Колдонмо

Сейректүүлүк, адаттан тыш жана маанилүүлүгү вольфрам - вольфрам деп аталган металлдын заманбап технологияда кеңири колдонулушун аныктайт. Мүлктөрү жана колдонуу жогорку баасын жана суроо-талапты актайт. Жогорку эрүү температурасы, катуулугу, күчү, ысыкка туруктуулугу жана химиялык чабуулга жана коррозияга туруштук берүүсү, эскирүү жана кесүү өзгөчөлүктөр анын негизги козирлери болуп саналат. Колдонуу учурлары:

1. Филаменттер.
2. Башкы жана башка аспаптарды, пуансондорду, пружиналарды жана пружиналарды жасоо үчүн колдонулуучу жогорку ылдамдыктагы, тозууга туруктуу, ысыкка чыдамдуу жана ысыкка чыдамдуу темир-көмүртек эритмелерин алуу максатында болотторду легирлөө; рельстер.
3. Негизинен өтө эскирүүгө чыдамдуу кесүүчү, бургулоочу же престөөчү шаймандар катары колдонулган "порошок" катуу эритмелерди өндүрүү.
4. TIG жана каршылык менен ширетүү үчүн электроддор.
5. Рентген жана радиотехника үчүн тетиктерди, ар кандай техникалык лампаларды чыгаруу.
6. Атайын жарык берүүчү боектор.
7. Химиялык өнөр жайы үчүн зымдар жана тетиктер.
8. Ар кандай практикалык майда нерселер, мисалы, балык уулоо үчүн шаймандар.

Вольфрамды камтыган ар кандай эритмелер популярдуу болууда. Мындай материалдардын көлөмү кээде таң калыштуу - оор инженериядан жеңил өнөр жайга чейин, мында өзгөчө касиеттери бар кездемелер (мисалы, отко чыдамдуу) жасалат.

Универсалдуу материалдар жок. Ар бир белгилүү элемент жана түзүлгөн эритмелер жашоонун жана өнөр жайдын белгилүү чөйрөлөрү үчүн өзүнүн өзгөчөлүгү жана зарылчылыгы менен айырмаланат. Бирок алардын айрымдары мурда ишке ашпай келген процесстерди мүмкүн кылган өзгөчө касиеттерге ээ. Мындай металлдардын бири вольфрам. Анын колдонулушу болот сыяктуу кенен эмес, бирок варианттардын ар бири өтө пайдалуу жана адамзат үчүн зарыл.