|
Реферат
Вольфрам и его применение
Вольфрам был открыт знаменитым шведским химиком Карлом Шееле. Аптекарь по профессии, Шееле в своей маленькой лаборатории провел много замечательных исследований.
Незадолго до смерти, в 1781 году, Шееле обнаружил, что минерал тунгстен (впоследствии названный шеелитом) представляет собой соль неизвестной тогда кислоты. Спустя два года испанские химики братья д'Элуяр, работавшие под руководством Шееле, сумели выделить из этого минерала новый элемент — вольфрам, которому суждено было произвести переворот в промышленности. Однако это произошло через целое столетие.
Химический элемент с атомным номером 74 в периодической системе,
обозначается символом W
. Его атомная масса 183,85.Плотность равна 19,3 г/см3, твердость 488 кг/мм2,температура плавления 3410 оС, температура кипения 5930 оС. Вольфрам является одним из наиболее тяжелых и самым тугоплавким металлом. В чистом виде представляет собой металл серебристо-белого цвета, похожий на платину, при температуре около 1600 оС хорошо поддается ковке и может быть вытянут в тонкую нить.
Вольфрам встречается в природе главным образом в виде окисленных сложных соединений. Вольфрамовые минералы обычно вкраплены в гранитные породы, так что средняя концентрация вольфрама составляет 1-2%.
Процесс получения вольфрама проходит через стадию выделения триоксида WO3
из рудных концентратов и последующем восстановлении до металлического порошка водородом при температуре ок. 700 °C. Из-за высокой температуры плавления вольфрама для получения компактной формы используются методы порошковой металлургии: полученный порошок прессуют, спекают в атмосфере водорода при температуре 1200—1300 °C, затем пропускают через него электрический ток. Металл нагревается до 3000 °C, при этом происходит спекание в монолитный материал. Для последующей очистки и получения монокристаллической формы используется зонная плавка.
1)W(74p+110n
0
)74e
2)W+74 ) ) ) ) ) )
3)
Среднеактивный металл
4)W
0
→2e→W+2
W
0
→6e→W+6
5)
WO3
6)Способы получения:
WO3
+ 6H2
→ W + 3H2
O
WO3
+3C → W + 3CO2
WO3
+3CO→W + 3CO2
WO
3
+ Na
2
CO
3
= Na
2
WO4 + CO
2
WO
3
+ 2NaOH = Na
2
WO4 + H
2
O
WO3
+ 6H2
→ W + 3H2
O
WO3
+3C → W + 3CO2
WO3
+3CO→W + 3CO2
Применение вольфрама определяется его исключительными свойствами (тугоплавкость, химическая стойкость и высокая механическая прочность), которые позволяют использовать его в производстве качественных сталей, сверхтвердых и кислотоупорных сплавов, и специальных материалов для многих отраслей промышленности.
Тугоплавкость и пластичность вольфрама делают его незаменимым для нитей накаливания в осветительных приборах, а также в кинескопах и других вакуумных трубках. Вольфрам используют в качестве электродов для аргоно - дуговой сварки.
Сплавы вольфрама, ввиду его высокой температуры плавления, получают методом порошковой металлургии. Сплавы, содержащие вольфрам, отличаются жаропрочностью, кислотостойкостью, твердостью и устойчивостью к истиранию. Из них изготовляют хирургические инструменты, танковую броню, оболочки торпед и снарядов, наиболее важные детали самолетов и двигателей, контейнеры для хранения радиоактивных веществ. Вольфрам - важный компонент лучших марок инструментальных сталей. Сплав вольфрама с 16% кобальта по твердости приближается к алмазу.
|