ทังสเตน: การทา คุณสมบัติ และลักษณะทางเคมี

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

ธรรมชาติของแม่ทำให้มวลมนุษย์สมบูรณ์ด้วยองค์ประกอบทางเคมีที่มีประโยชน์ บางส่วนซ่อนอยู่ในลำไส้และมีปริมาณค่อนข้างน้อย แต่ความสำคัญของพวกมันมีความสำคัญมาก หนึ่งในนั้นคือทังสเตน การใช้งานเกิดจากคุณสมบัติพิเศษ

ต้นกำเนิด

XVIII ศตวรรษ - ศตวรรษแห่งการค้นพบตารางธาตุ - กลายเป็นพื้นฐานในประวัติศาสตร์ของโลหะนี้

ก่อนหน้านี้ ยอมรับการมีอยู่ของสารบางชนิด ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของหินแร่ ซึ่งทำให้ไม่สามารถหลอมโลหะที่จำเป็นจากพวกมันได้ ตัวอย่างเช่น การได้รับดีบุกนั้นยากหากแร่มีธาตุดังกล่าว ความแตกต่างของอุณหภูมิหลอมเหลวและปฏิกิริยาเคมีทำให้เกิดตะกรันโฟม ซึ่งทำให้ปริมาณของดีบุกลดลง

ในศตวรรษที่ VIII โลหะถูกค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดน Scheele และพี่น้องชาวสเปน Eluard สิ่งนี้เกิดขึ้นจากการทดลองทางเคมีเกี่ยวกับการเกิดออกซิเดชันของหินแร่ - schelite และ wolframite

ลงทะเบียนในระบบธาตุตามเลขอะตอม 74 โลหะทนไฟหายากที่มีอะตอมด้วยมวล 183.84 เป็นทังสเตน การใช้งานเกิดจากคุณสมบัติพิเศษที่ค้นพบในช่วงศตวรรษที่ 20

ดูได้ที่ไหน

ในแง่ของจำนวนในส่วนลึกของดิน มันคือ "ประชากรเบาบาง" และอยู่ในอันดับที่ 28 เป็นส่วนประกอบของแร่ธาตุที่แตกต่างกันประมาณ 22 ชนิด แต่มีเพียง 4 ชนิดเท่านั้นที่จำเป็นสำหรับการสกัด: scheelite (ประกอบด้วยไตรออกไซด์ประมาณ 80%), wolframite, เฟอร์เบอไรท์ และ hubnerite (ประกอบด้วย 75-77% ต่อธาตุ) องค์ประกอบของแร่ส่วนใหญ่มักมีสิ่งเจือปน ในบางกรณีจะมีการ "สกัด" แบบคู่ขนานของโลหะเช่น โมลิบดีนัม ดีบุก แทนทาลัม ฯลฯ เงินฝากที่ใหญ่ที่สุดอยู่ในประเทศจีน คาซัคสถาน แคนาดา สหรัฐอเมริกา นอกจากนี้ยังมีในรัสเซีย โปรตุเกส อุซเบกิสถาน

มันมาได้ยังไง

เนื่องจากคุณสมบัติพิเศษ เช่นเดียวกับหินที่มีปริมาณน้อย เทคโนโลยีในการรับทังสเตนบริสุทธิ์จึงค่อนข้างซับซ้อน

1. การแยกสารด้วยแม่เหล็ก การแยกด้วยไฟฟ้าสถิต หรือการลอยตัวเพื่อเพิ่มคุณค่าแร่ให้มีความเข้มข้นของทังสเตนออกไซด์ 50-60%
2. การแยกออก 99% ออกไซด์โดยปฏิกิริยาเคมีกับสารทำปฏิกิริยาที่เป็นด่างหรือกรดและการทำให้ตะกอนที่ตกตะกอนเป็นขั้นตอนทำให้บริสุทธิ์
3. ลดโลหะด้วยคาร์บอนหรือไฮโดรเจน ผลลัพธ์ของผงโลหะที่สอดคล้องกัน
4. การผลิตแท่งหรือผงเผาถ่าน

ขั้นตอนสำคัญขั้นตอนหนึ่งในการผลิตผลิตภัณฑ์โลหะวิทยาคือผงโลหะ มันขึ้นอยู่กับการผสมผงโลหะทนไฟ การกดและการเผาผนึกในภายหลังด้วยวิธีนี้ จะได้รับโลหะผสมที่มีความสำคัญทางเทคโนโลยีจำนวนมาก รวมถึงทังสเตนคาร์ไบด์ ซึ่งพบการใช้งานส่วนใหญ่ในอุตสาหกรรมการผลิตเครื่องมือตัดที่มีกำลังและความทนทานเพิ่มขึ้น

คุณสมบัติทางกายภาพและเคมี

ทังสเตนเป็นวัสดุทนไฟและโลหะหนักสีเงินพร้อมโครงข่ายคริสตัลที่เน้นตัวเครื่อง

• จุดหลอมเหลว - 3422 ˚С.
• จุดเดือด - 5555 ˚С.
• ความหนาแน่น - 19.25 g/cm3.

เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี ไม่เป็นแม่เหล็ก แร่ธาตุบางชนิด (เช่น schelite) เป็นสารเรืองแสง

ทนต่อกรด สารก้าวร้าวที่อุณหภูมิสูง การกัดกร่อน และอายุ ทังสเตนยังมีส่วนช่วยในการปิดการใช้งานอิทธิพลของสิ่งสกปรกเชิงลบในเหล็ก การปรับปรุงความต้านทานความร้อน ความต้านทานการกัดกร่อน และความน่าเชื่อถือ การใช้โลหะผสมเหล็ก-คาร์บอนดังกล่าวมีเหตุผลในการผลิตและความทนทานต่อการสึกหรอ

คุณสมบัติเครื่องกลและเทคโนโลยี

ทังสเตนเป็นโลหะที่แข็งและทนทาน ความแข็งของมันคือ 488 HB ความต้านทานแรงดึง 1130-1375 MPa เมื่อเย็นก็ไม่ใช่พลาสติก ที่อุณหภูมิ 1600 ˚С ความเป็นพลาสติกจะเพิ่มขึ้นเป็นสภาวะอ่อนไหวต่อการบำบัดด้วยแรงดัน: การตี การรีด การดึง เป็นที่ทราบกันดีว่าโลหะนี้ 1 กก. ทำให้สามารถผลิตด้ายที่มีความยาวรวมได้ถึง 3 กม.

ตัดเฉือนยากเนื่องจากมีความแข็งมากเกินไปและความเปราะบาง สำหรับการเจาะ กลึง กัด คาร์ไบด์ทังสเตน-โคบอลต์วัสดุที่ใช้ ทำด้วยผงโลหะ มักใช้เครื่องมือที่ทำจากเหล็กทังสเตนอัลลอยด์ความเร็วสูงที่ความเร็วต่ำและเงื่อนไขพิเศษ หลักการตัดมาตรฐานใช้ไม่ได้ เนื่องจากอุปกรณ์เสื่อมสภาพเร็วมากและทังสเตนจะแตกร้าว ใช้เทคโนโลยีต่อไปนี้:

1. เคมีบำบัดและเคลือบชั้นผิว รวมทั้งการใช้เงินเพื่อการนี้
2. ทำให้พื้นผิวร้อนด้วยเตาเผา, เปลวไฟแก๊ส, กระแสไฟฟ้า 0.2 A. อุณหภูมิที่อนุญาตซึ่งมีความเป็นพลาสติกเพิ่มขึ้นเล็กน้อยและด้วยเหตุนี้การตัดจึงดีขึ้นคือ 300-450 ˚С.
3. ตัดทังสเตนด้วยวัสดุที่หลอมได้

การลับคมและการเจียรควรใช้เพชรและเครื่องมือ Elbor ให้น้อยกว่าคอรันดัม

การเชื่อมโลหะทนไฟนี้ดำเนินการส่วนใหญ่ภายใต้การกระทำของอาร์กไฟฟ้า ทังสเตน หรืออิเล็กโทรดคาร์บอนในก๊าซเฉื่อยหรือฉนวนป้องกันของเหลว เชื่อมแบบสัมผัสได้ด้วย

องค์ประกอบทางเคมีนี้มีลักษณะเฉพาะที่ทำให้โดดเด่นจากฝูงชน ตัวอย่างเช่น มีคุณสมบัติทนความร้อนสูงและทนต่อการสึกหรอ ปรับปรุงคุณภาพและคุณสมบัติการตัดของเหล็กที่มีส่วนผสมของทังสเตนผสม และจุดหลอมเหลวสูงทำให้สามารถผลิตเส้นใยสำหรับหลอดไฟและอิเล็กโทรดสำหรับการเชื่อมได้

แอปพลิเคชัน

ความหายาก ความผิดปกติ และความสำคัญกำหนดการใช้อย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีสมัยใหม่ของโลหะที่เรียกว่าทังสเตน - ทังสเตน คุณสมบัติและการใช้งานเป็นตัวกำหนดต้นทุนและความต้องการที่สูง จุดหลอมเหลวสูง ความแข็ง ความแข็งแรง ทนความร้อน และทนต่อการโจมตีทางเคมีและการกัดกร่อน ความต้านทานการสึกหรอ และคุณสมบัติการตัดคือ trump card หลัก กรณีการใช้งาน:

1. เส้นใย
2. โลหะผสมเหล็กเพื่อให้ได้โลหะผสมเหล็กคาร์บอนที่มีความเร็วสูง ทนต่อการสึกหรอ ทนความร้อน และทนความร้อน ซึ่งใช้ในการผลิตดอกสว่านและเครื่องมืออื่นๆ เจาะ สปริง และสปริง ราง
3. การผลิตโลหะผสมแข็ง "ผง" ส่วนใหญ่ใช้เป็นเครื่องมือตัด เจาะ หรือกดที่ทนทานต่อการสึกหรอสูง
4. อิเล็กโทรดสำหรับ TIG และการเชื่อมแบบต้านทาน
5. การผลิตชิ้นส่วนสำหรับวิศวกรรมเอ็กซ์เรย์และวิทยุ หลอดไฟทางเทคนิคต่างๆ
6. สีเรืองแสงพิเศษ
7. ลวดและชิ้นส่วนสำหรับอุตสาหกรรมเคมี
8. สิ่งเล็กๆ ที่ใช้งานได้จริงต่างๆ เช่น จิ๊กสำหรับตกปลา

โลหะผสมที่มีทังสเตนกำลังได้รับความนิยม ขอบเขตของวัสดุดังกล่าวบางครั้งก็น่าประหลาดใจ ตั้งแต่งานวิศวกรรมหนักไปจนถึงอุตสาหกรรมเบา ซึ่งผลิตผ้าที่มีคุณสมบัติพิเศษ (เช่น ทนไฟ)

ไม่มีวัสดุที่เป็นสากล แต่ละองค์ประกอบที่รู้จักและโลหะผสมที่สร้างขึ้นนั้นมีความโดดเด่นด้วยเอกลักษณ์และความจำเป็นสำหรับบางพื้นที่ของชีวิตและอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม บางส่วนมีคุณสมบัติพิเศษที่ทำให้กระบวนการที่ไม่สามารถทำได้ก่อนหน้านี้เป็นไปได้ โลหะชนิดหนึ่งคือทังสเตน แอปพลิเคชั่นไม่กว้างพอเหมือนเหล็ก แต่ตัวเลือกแต่ละอย่างมีประโยชน์อย่างยิ่งและจำเป็นสำหรับมนุษยชาติ