Wolfraam: Eigenschappen, Productie, Toepassingen & Legeringen

Tungsten is een saai zilverkleurig metaal met het hoogste smeltpunt van elk puur metaal.

Ook bekend als Wolfram, waarvan het element zijn symbool heeft, W, is wolfram meer bestand tegen fracturing dan diamant en is veel moeilijker dan staal. Het is de unieke eigenschappen van het vuurvaste metaal - de sterkte en het vermogen om hoge temperaturen te weerstaan ​​- die het ideaal maken voor veel commerciële en industriële toepassingen.

- 9 ->

Eigenschappen:

• Atoombeeld: W
• Atoomnummer: 74
• Element Categorie: Overgangsmetaal
• Dichtheid: 19. 24g / cm ³
• Smeltpunt: 6192 ° F (3422 ° C)
• Kookpunt: 10031 ° F (5555 ° C)
• Moh's Hardheid: 7. 5

Productie:

Tungsten wordt hoofdzakelijk geëxtraheerd uit twee typen mineralen, wolframiet en scheeliet. Reclame voor wolfraam vertegenwoordigt echter ook ongeveer 30% van de wereldwijde voorraad. China is 's werelds grootste producent van metaal, die meer dan 80% van de wereldvoorraad levert.

Zodra wolfraamerts is verwerkt en gescheiden, wordt de chemische vorm, ammonium paratungstate (APT) geproduceerd. APT kan met waterstof worden verwarmd om wolfraamoxide te vormen of met koolstof reageren bij temperaturen boven 1050 ° C om wolfraammetaal te produceren.

Toepassingen:

De primaire toepassing van Tungsten voor meer dan 100 jaar is als gloeidraad in gloeilampen. Gedotineerd met kleine hoeveelheden kaliumaluminiumsilicaat, wolfraampoeder wordt bij hoge temperatuur gesinterd om het draadfilament te produceren dat in het midden van gloeilampen ligt die miljoenen huizen over de hele wereld oplichten.

Vanwege het vermogen van wolfraam om zijn vorm te houden bij hoge temperaturen, worden wolfraamfilamenten nu ook gebruikt in een verscheidenheid aan huishoudelijke toepassingen, waaronder lampen, schijnwerpers, verwarmingselementen in elektrische ovens, magnetronovens, x- straalbuizen en kathodestraalbuizen (CRT's) in computerschermen en televisietoestellen.

De tolerantie van het metaal tegen de hitte maakt het ook ideaal voor thermokoppels en elektrische contacten in elektrische boogovens en lasapparatuur. Toepassingen die een geconcentreerde massa of gewicht vereisen, zoals tegengewichten, viszinkers, en darts gebruiken vaak wolfraam vanwege de dichtheid ervan.

Wolframcarbide:

Wolframcarbide wordt geproduceerd door een wolfraam atoom met een enkel koolstofatoom (vertegenwoordigd door het chemische symbool WC) of twee wolfraamatomen met een enkel koolstofatoom (W2C) te binden. Het wordt gedaan door wolfraampoeder met kool te verhitten bij temperaturen van 2550 ° F tot 2900 ° F (1400 ° C tot 1600 ° C) in een stroom van waterstofgas.

Volgens Moh's hardheidsschaal (een maat van het vermogen van een materiaal om een ​​andere te krabben) heeft wolfraamcarbide een hardheid van 9.5, slechts iets lager dan diamant. Om deze reden is deze harde verbinding gesinterd, een proces waarbij de poedervorm bij hoge temperaturen wordt gedrukt en verwarmd, zodat producten die worden gebruikt bij het bewerken en snijden. Het resultaat is materialen die kunnen werken onder omstandigheden van hoge temperatuur en stress, zoals boorpunten, draaibankgereedschappen, frezen en armor-piercing munitie.

Cementhoudend carbide wordt geproduceerd door middel van een combinatie van wolfraamcarbide en kobaltpoeder, en wordt gebruikt om slijtvaste gereedschap te vervaardigen, zoals die in de mijnindustrie worden gebruikt.

De tunnelboormachine die gebruikt werd om de Channel Tunnel te koppelen aan Groot-Brittannië aan Europa te graven, was in feite uitgerust met bijna 100 gewapende carbide tips.

Tungsten legeringen:

Tungsten metaal kan worden gecombineerd met andere metalen om hun sterkte en weerstand tegen slijtage en corrosie te verhogen. Staallegeringen bevatten dikwijls wolfraam voor deze gunstige eigenschappen. Veel hogesnelheidsstalen - die gebruikt worden bij het snijden en bewerken van gereedschap zoals zaagbladen - bevatten ongeveer 18 procent wolfraam.

Tungstenstaallegeringen worden ook gebruikt bij de productie van raketmotorstukken die hoge hittebestendige eigenschappen moeten hebben. Andere wolfraamlegeringen omvatten Stellite (kobalt, chroom en wolfraam), die gebruikt wordt in draag en zuigers door zijn duurzaamheid en slijtvastheid, en Hevimet, die wordt gemaakt door het zinken van een wolfraamlegeringspoeder en wordt gebruikt in munitie, dartvaten , en golfclubs.

Superlegeringen van kobalt, ijzer of nikkel, samen met wolfraam, kunnen gebruikt worden om turbinebladen voor vliegtuigen te produceren.