ვოლფრამი: გამოყენება, თვისებები და ქიმიური მახასიათებლები

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

დედა ბუნებამ გაამდიდრა კაცობრიობა სასარგებლო ქიმიური ელემენტებით. ზოგიერთი მათგანი იმალება მის ნაწლავებში და შეიცავს შედარებით მცირე რაოდენობით, მაგრამ მათი მნიშვნელობა ძალზე მნიშვნელოვანია. ერთ-ერთი მათგანია ვოლფრამი. მისი გამოყენება განპირობებულია მისი განსაკუთრებული თვისებებით.

წარმოშობის ამბავი

XVIII საუკუნე - პერიოდული ცხრილის აღმოჩენის საუკუნე - ფუნდამენტური გახდა ამ ლითონის ისტორიაში.

ადრე მიღებულ იქნა გარკვეული ნივთიერების არსებობა, რომელიც მინერალური ქანების ნაწილია, რაც ხელს უშლიდა მათგან საჭირო ლითონების დნობას. მაგალითად, კალის მოპოვება რთული იყო, თუ მადანი შეიცავდა ასეთ ელემენტს. დნობის ტემპერატურის სხვაობამ და ქიმიურმა რეაქციებმა გამოიწვია წიდის ქაფის წარმოქმნა, რამაც შეამცირა კალის გამოსავლიანობა.

VIII საუკუნეში ლითონი თანმიმდევრულად აღმოაჩინეს შვედმა მეცნიერმა შელემ და ესპანელმა ძმებმა ელუარმა. ეს მოხდა ქიმიური ექსპერიმენტების შედეგად მინერალური ქანების - შეელიტისა და ვოლფრამიტის დაჟანგვაზე.

რეგისტრირებულია ელემენტების პერიოდულ სისტემაში ატომური ნომრის მიხედვით 74. იშვიათი ცეცხლგამძლე ლითონი ატომითმასა 183,84 არის ვოლფრამი. მისი გამოყენება განპირობებულია მე-20 საუკუნის განმავლობაში აღმოჩენილი უჩვეულო თვისებებით.

სად უნდა ვეძებოთ?

დედამიწის წიაღში რიცხოვნობით ის „მწირად დასახლებულია“და 28-ე ადგილს იკავებს. ეს არის დაახლოებით 22 სხვადასხვა მინერალის კომპონენტი, მაგრამ მათგან მხოლოდ 4 არის აუცილებელი მისი მოპოვებისთვის: შიელიტი (შეიცავს დაახლოებით 80% ტრიოქსიდს), ვოლფრამიტი, ფერბერიტი და ჰუბნერიტი (თითოეული შეიცავს 75-77%-ს). მადნების შემადგენლობა ყველაზე ხშირად შეიცავს მინარევებს, ზოგ შემთხვევაში პარალელურად მიმდინარეობს ისეთი ლითონების „მოპოვება“, როგორიცაა მოლიბდენი, კალა, ტანტალი და ა.შ. ყველაზე დიდი საბადოებია ჩინეთში, ყაზახეთში, კანადაში, აშშ-ში, ასევე არის რუსეთში, პორტუგალიაში, უზბეკეთში..

როგორ იღებენ ამას?

სპეციალური თვისებების გამო, ასევე ქანებში დაბალი შემცველობის გამო, სუფთა ვოლფრამის მიღების ტექნოლოგია საკმაოდ რთულია.

1. მაგნიტური გამოყოფა, ელექტროსტატიკური გამოყოფა ან ფლოტაცია მადნის გასამდიდრებლად 50-60% ვოლფრამის ოქსიდის კონცენტრაციამდე.
2. 99% ოქსიდის გამოყოფა ქიმიური რეაქციებით ტუტე ან მჟავე რეაგენტებით და მიღებული ნალექის ეტაპობრივი გაწმენდა.
3. მეტალის შემცირება ნახშირბადით ან წყალბადით, შესაბამისი ლითონის ფხვნილის გამომუშავება.
4. ინგოტების ან ფხვნილი აგლომერირებული ბრიკეტების წარმოება.

მეტალურგიული პროდუქციის წარმოების ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი ეტაპია ფხვნილის მეტალურგია. იგი ეფუძნება დაფხვნილი ცეცხლგამძლე ლითონების შერევას, მათ დაჭერას და შემდგომ აგლომერაციას.ამ გზით მიიღება დიდი რაოდენობით ტექნოლოგიურად მნიშვნელოვანი შენადნობები, მათ შორის ვოლფრამის კარბიდი, რომლის გამოყენება ძირითადად გვხვდება გაზრდილი სიმძლავრის და გამძლეობის საჭრელი ხელსაწყოების სამრეწველო წარმოებაში.

ფიზიკური და ქიმიური თვისებები

ვოლფრამი არის ვერცხლისფერი ცეცხლგამძლე და მძიმე მეტალი სხეულზე ორიენტირებული კრისტალური ბადით.

• დნობის წერტილი - 3422 ˚С.
• დუღილის წერტილი - 5555 ˚С.
• სიმკვრივე - 19,25 გ/სმ3.

ეს არის ელექტრული დენის კარგი გამტარი. არ მაგნიტირდება. ზოგიერთი მინერალი (როგორიცაა შეელიტი) არის ლუმინესცენტური.

მდგრადია მჟავების, მაღალი ტემპერატურის აგრესიული ნივთიერებების, კოროზიის და დაბერების მიმართ. ვოლფრამი ასევე ხელს უწყობს ფოლადებში უარყოფითი მინარევების გავლენის დეაქტივაციას, მისი სითბოს წინააღმდეგობის გაუმჯობესებას, კოროზიის წინააღმდეგობას და საიმედოობას. ასეთი რკინა-ნახშირბადის შენადნობების გამოყენება გამართლებულია მათი დამზადების და აცვიათ წინააღმდეგობის გამო.

მექანიკური და ტექნოლოგიური თვისებები

ვოლფრამი არის მყარი, გამძლე ლითონი. მისი სიმტკიცეა 488 HB, დაჭიმვის სიმტკიცე 1130-1375 მპა. როდესაც ცივა, ის არ არის პლასტიკური. 1600 ˚С ტემპერატურაზე პლასტიურობა იზრდება წნევის დამუშავების აბსოლუტური მგრძნობელობის მდგომარეობამდე: გაყალბება, გორვა, დახატვა. ცნობილია, რომ ამ ლითონის 1 კგ იძლევა 3 კმ-მდე სიგრძის ძაფის დამზადებას.

დამუშავება რთულია ზედმეტი სიხისტის გამო დასისუსტე. ბურღვისთვის, გარდამტეხი, დაფქვისთვის გამოიყენება კარბიდური ვოლფრამ-კობალტის მასალები, დამზადებული ფხვნილის მეტალურგიით. ნაკლებად ხშირად, დაბალ სიჩქარეზე და სპეციალურ პირობებში, გამოიყენება მაღალსიჩქარიანი შენადნობი ვოლფრამის ფოლადისგან დამზადებული ხელსაწყოები. ჭრის სტანდარტული პრინციპები არ გამოიყენება, რადგან აღჭურვილობა ძალიან სწრაფად ცვდება და დამუშავებული ვოლფრამი ბზარებს. გამოიყენება შემდეგი ტექნოლოგიები:

1. ზედაპირის ფენის ქიმიური დამუშავება და გაჟღენთვა, ამ მიზნით ვერცხლის გამოყენების ჩათვლით.
2. ზედაპირის გათბობა ღუმელებით, გაზის ალი, ელექტრული დენი 0,2 ა. დასაშვები ტემპერატურა, რომლის დროსაც ხდება პლასტიურობის უმნიშვნელო მატება და შესაბამისად, ჭრა უმჯობესდება, არის 300-450 ˚С..
3. ვოლფრამის ჭრა დნებადი მასალებით.

გაფქვა და დაფქვა უნდა განხორციელდეს ალმასის და ელბორის ხელსაწყოების, ნაკლებად ხშირად კორუნდის გამოყენებით.

ამ ცეცხლგამძლე ლითონის შედუღება ხორციელდება ძირითადად ელექტრული რკალის, ვოლფრამის ან ნახშირბადის ელექტროდების მოქმედებით ინერტული აირის ან თხევადი დაცვით. შესაძლებელია კონტაქტური შედუღებაც.

ამ კონკრეტულ ქიმიურ ელემენტს აქვს ისეთი მახასიათებლები, რომლითაც იგი გამოირჩევა ერიდან. მაგალითად, ახასიათებს მაღალი სითბოს წინააღმდეგობა და აცვიათ წინააღმდეგობა, აუმჯობესებს ვოლფრამის შემცველი ფოლადების ხარისხს და ჭრის თვისებებს და მისი დნობის მაღალი წერტილი შესაძლებელს ხდის ნათურების ძაფების და შედუღების ელექტროდების წარმოებას.

აპლიკაცია

იშვიათობა, უჩვეულოობა და მნიშვნელობა განაპირობებს ვოლფრამი - ვოლფრამი ლითონის ფართო გამოყენებას თანამედროვე ტექნოლოგიაში. თვისებები და გამოყენება ამართლებს მაღალ ღირებულებას და მოთხოვნას. მაღალი დნობის წერტილი, სიმტკიცე, სიმტკიცე, სითბოს წინააღმდეგობა და წინააღმდეგობა ქიმიური შეტევისა და კოროზიის მიმართ, აცვიათ წინააღმდეგობა და ჭრის მახასიათებლები მისი მთავარი კოზირია. გამოყენების შემთხვევები:

1. ფილამენტები.
2. ფოლადების შენადნობი მაღალსიჩქარიანი, აცვიათ მდგრადი, სითბოს მდგრადი და სითბოს მდგრადი რკინა-ნახშირბადის შენადნობების მისაღებად, რომლებიც გამოიყენება ბურღებისა და სხვა ხელსაწყოების, პუნჩების, ზამბარების და ზამბარების დასამზადებლად, რელსები.
3. "დაფხვნილი" მყარი შენადნობების წარმოება, ძირითადად გამოიყენება, როგორც მაღალი ცვეთაგამძლე საჭრელი, საბურღი ან დაჭერის ხელსაწყოები.
4. ელექტროდები TIG და წინააღმდეგობის შედუღებისთვის.
5. რენტგენის და რადიოინჟინერიის ნაწილების წარმოება, სხვადასხვა ტექნიკური ნათურები.
6. სპეციალური მანათობელი საღებავები.
7. მავთული და ნაწილები ქიმიური მრეწველობისთვის.
8. სხვადასხვა პრაქტიკული წვრილმანი, მაგალითად, ჯიგები თევზაობისთვის.

ვოლფრამის შემცველი სხვადასხვა შენადნობები პოპულარობას იძენს. ასეთი მასალების ფარგლები ზოგჯერ გასაკვირია - მძიმე ინჟინერიიდან მსუბუქ მრეწველობამდე, სადაც მზადდება სპეციალური თვისებების მქონე ქსოვილები (მაგალითად, ცეცხლგამძლე).

უნივერსალური მასალები არ არსებობს. თითოეული ცნობილი ელემენტი და შექმნილი შენადნობები გამოირჩევა თავისი უნიკალურობითა და აუცილებლობით ცხოვრებისა და მრეწველობის გარკვეული სფეროებისთვის. თუმცა, ზოგიერთ მათგანს აქვს სპეციალური თვისებები, რაც შესაძლებელს ხდის ადრე შეუსრულებელ პროცესებს. ერთ-ერთი ასეთი ლითონი არის ვოლფრამი. მისი გამოყენება არ არის საკმარისად ფართო, როგორც ფოლადი, მაგრამ თითოეული ვარიანტი უკიდურესად სასარგებლო და აუცილებელია კაცობრიობისთვის.