Химически устойчиви на повечето киселини и аква-региони, разтворими в водороден пероксид и смес от флуороводородна и азотна киселина. Той е практически неразрушим и се използва навсякъде, където е необходимо да се работи с високи температури, да се изпълняват заварки и да се извадят метални нишки.
Произход на името
Името Wolframium идва от минерала, известен от 16-ти век, wolfram, който в превод от немски звучеше като „вълчи крем“. По време на топенето на калай от рудите, съдържащи волфрам, между тях се появява реакция с повишено пенообразуване, поетично описана като: „Калай, погълнат като вълк, поглъща овца“. През 18-ти век шведският химик Шелер, по време на преработката на волфгеновия минерал с азотна киселина, откри неизвестно сиво вещество със сребърен оттенък в продуктите на реакцията. Първоначалният минерал е преименуван по-късно на Шелит, а новият елемент е известен като волфрам. Досега американците, британците и французите имат старото си шведско наименование "тежък камък".
Депозити и методи за получаване
Този елемент принадлежи към групата на много редки метали и се среща в природата под формата на комплексни кислородни съединения с желязо, манган, калций, олово, мед и редкоземни елементи. Тези минерали са част от гранитните скали, а концентрацията на чистите вещества не надвишава 2%. Най-големите находища се намират в Казахстан, Китай, Канада и САЩ. Боливия, Португалия, Русия, Узбекистан и Южна Корея също се занимават с добив.
Когато се произвежда волфрам, той първо се обогатява с руда и ценните компоненти се отделят от отпадъчната скала. Методът за обогатяване е смилане и флотация с последващо магнитно разделяне и окислително печене. Готовият концентрат се синтерира със сода, като се получава разтворим натриев волфрамит или се извлича с разтвор на сода в автоклави при висока температура под налягане, неутрализира се и се утаява като калциево волфрамат.
От тях, волфрамов оксид, пречистен от повечето примеси, вече е изолиран, който след това се редуцира при около 700 ° С с водород. Така се оказва, че най-чистият пулф на прах. За да даде на праха непрекъсната влакнеста структура, тя се притиска в поток от водород, като постепенно повишава температурата почти до границата на топене, така че металът става пластичен и пластичен.
Физични и химични свойства
Металът има кубична кристална решетка в центъра на тялото, има парамагнитни свойства и устойчивост на вакуум. Точката на топене на волфрам е 3422 ° C, точката на кипене е 5555 ° C, плътността му е 19.25 g / cm³, твърдостта е 488 kg / mm² според Brinell. В чиста форма тя прилича на платина, а при температура около 1600 ° C се изтегля в тънка нишка. Той проявява висока устойчивост на корозия, при нормални условия не се променя във водата и във въздуха, а при нагряване до червени горещи температури (около 500 ° C) образува шестивалентен оксид.
Волфрамът не взаимодейства с концентрирана солна киселина и с разредена сярна киселина. Неговата повърхност е леко окислена от аква-област и азотна киселина.
Той се разтваря в водороден пероксид, в смес от флуороводородна и азотна киселини, в присъствието на окислители реагира с алкали, произвеждайки голямо количество топлина. Лесно се комбинира с въглерод, образувайки карбид с висока якост, но при ниски температури металът бързо се окислява и става крехък. Най-често използван:
- триоксиди, наречени волфрамови анхидриди;
- соли, образуващи полимерни аниони;
- пероксидни съединения;
- съединения със сяра, халогени и въглерод.
Области на приложение
За металургията волфрамът е основа на огнеупорни материали. На световното изложение в Париж през 1900 г. обществеността за пръв път бе показана със стоманени добавки. Високата точка на топене и еластичността правят метала незаменим при производството на нишки за лампи с нажежаема жичка и други вакуумни тръби, покриващи транзистори, използвани в течнокристални дисплеи, както и електроди за аргоново заваряване. Високата плътност на волфрама позволи да се превърне в основа за подробности за балистични ракети, бронебойни куршуми и снаряди в артилерия.
Волфрамовите сплави, произведени чрез праховата металургия, са устойчиви на твърдост и топлина, устойчиви на киселини и са устойчиви на абразия. Те са задължителни компоненти на най-добрите марки високолегирани стомани, където буквите в името означават състава:
- WA - съединение на волфрам с алуминий и силиций. Характеризира се с висока начална температура на рекристализация, сила след отгряване.
- WCu - композиция с мед се използва за направа на високоволтови ключове и транзистори, в радарни инсталации и биполярна електроника.
WL - добавка за лантанов оксид увеличава емисионните свойства.- WLZ - волфрам с лантанов оксид и циркониев оксид е идеален материал за електроди, работещи при високо напрежение.
- WZ - волфрам с цериев оксид се използва като материал за заваръчни електроди. Повишаване на запалването и експлоатационния живот.
- WM - сплав от волфрам и молибден. Той има висока якост и спомага за запазване на еластичността след отгряване.
- WK - калиевият волфрам получава добра стабилност на размерите и устойчивост на пълзене.
- Ре -допингът с рений позволява термообработките от такава стомана да работят при температури над 2000 ° С.
Уникалните свойства правят възможно производството на най-добрите инструменти за хирургия, бронетанкова броня и черупки, плочи за бронежилетки, отговорни части на авиационната и космическата индустрия, контейнери за радиоактивни отпадъци, контейнери за отглеждане на сапфирови кристали. Волфрамовия карбид е основа на композитни материали с гордост "ще спечели", използва се за металообработка в машиностроенето, минната промишленост и за пробиване на сондажи. Във вакуумните пещи нагревателните елементи на термодвойката са направени от волфрамови сплави.
Неговите съединения се използват широко като катализатори и пигменти в различни индустрии на химическата и бояджийската промишленост. Използването на волфрамови дисулфидни соли като високотемпературен лубрикант е свързано с образуването на аморфен филм от сяра, който обхваща триещи метални повърхности. За нуждите на ядрената физика се използват единични кристали на други волфрамати, те са радиоактивни излъчватели. Сред традиционните бижута уверено разширяват своите нишови продукти от волфрамов карбид. Полираната им повърхност отлично отразява светлината и се нарича “сиво огледало”, което е невъзможно да се надраска, огъне или счупи.
Биологична роля
Волфрамът няма голямо биологично значение. Някои бактерии са открили ензими, които го съдържат. Следователно има хипотези, че волфрамът е участвал в появата на живота в ранните етапи. Бижутата от него не предизвикват алергични реакции, а металния прах от инхалацията на волфрам дразни лигавичните органи на назофаринкса и ларинкса на човека.