Volfrám je matný strieborný kov s najvyššou teplotou topenia akéhokoľvek čistého kovu. Známý tiež ako Wolfram, z ktorého prvok preberá svoj symbol W, volfrám je odolnejší voči zlomeniu ako diamant a je oveľa tvrdší ako oceľ.
Jedinečné vlastnosti tohto žiaruvzdorného kovu - jeho pevnosť a schopnosť odolávať vysokým teplotám - ho robia ideálnym pre mnoho komerčných a priemyselných aplikácií.
Vlastnosti volfrámu
- Atómový symbol: W
- Atómové číslo: 74
- Kategória prvku: prechodný kov
- Hustota: 19,24 gramov / centimeter3
- Teplota topenia: 3422 ° C
- Bod varu: 5555 ° C
- Mohova tvrdosť: 7.5
výroba
Volfrám sa primárne ťaží z dvoch druhov minerálov, wolframitu a scheelitu. Recyklácia volfrámu však predstavuje asi 30% celosvetovej ponuky. Čína je najväčším výrobcom kovu na svete a poskytuje viac ako 80% svetovej ponuky.
Po spracovaní a separácii volfrámovej rudy sa vyrobí chemická forma, paratungstát amónny (APT). APT môže byť zahrievaný vodíkom za vzniku oxidu volfrámu alebo bude reagovať s uhlíkom pri teplotách nad 1050 ° C za vzniku volfrámového kovu.
aplikácia
Hlavnou aplikáciou volfrámu už viac ako 100 rokov je vlákno v žiarovkách. Volfrámový prášok dopovaný malým množstvom kremičitanu draselno-hlinitého sa speká pri vysokej teplote na výrobu drôteného vlákna, ktoré je v strede žiaroviek, ktoré osvetľujú milióny domácností v okolí world.
V dôsledku volfrámovej schopnosti udržať si tvar pri vysokých teplotách sa volfrámové vlákna teraz používajú aj v rôznych domáce použitie vrátane lámp, svetlometov, vykurovacích telies v elektrických peciach, mikrovlnných rúrach a röntgenových snímkach rúrky.
Odolnosť kovu voči intenzívnemu teplu ho robí ideálnym aj pre termočlánky a elektrické kontakty v elektrických oblúkových peciach a zváracích zariadeniach. Aplikácie, ktoré vyžadujú koncentrovanú hmotu alebo hmotnosť, ako sú protizávažia, rybárske platiny a šípky, často používajú volfrám kvôli svojej hustote.
Karbid volfrámu
Karbid volfrámu sa vyrába buď väzbou jedného atómu volfrámu s jedným atómom uhlíka (predstavovaným chemickým symbolom WC) alebo dvoma atómami volfrámu s jedným atómom uhlíka (W2C). Uskutočňuje sa zahrievaním volfrámového prášku s uhlíkom pri 1450 ° C až 1600 ° C v prúde plynného vodíka na teplotu 2550 ° F až 2900 ° F.
Podľa Mohovej stupnice tvrdosti (miera schopnosti jedného materiálu poškriabať iný) má karbid volfrámu tvrdosť 9,5, iba mierne nižšiu ako diamant. Z tohto dôvodu je volfrám spekaný (proces, ktorý vyžaduje lisovanie a zahrievanie práškovej formy pri vysokých teplotách), aby sa vytvorili produkty používané pri obrábaní a rezaní.
Výsledkom sú materiály, ktoré môžu pracovať v podmienkach vysokej teploty a namáhania, ako sú vrtáky, sústruhy, frézy a strelivo na prepichnutie brnenia.
Cementovaný karbid sa vyrába kombináciou karbidu volfrámu a karbidu volfrámu kobalt prášok. Používa sa tiež na výrobu nástrojov odolných voči opotrebeniu, napríklad nástrojov používaných v ťažobnom priemysle. Stroj na vŕtanie tunelov, ktorý sa používal na vykopávanie tunela pod Lamanšským prielivom spájajúcim Britániu s Európou, bol v skutočnosti vybavený takmer 100 hrotmi z tvrdeného karbidu.
Zliatiny volfrámu
Volfrámový kov sa môže kombinovať s inými kovmi, aby sa zvýšila ich pevnosť a odolnosť proti opotrebeniu a korózie. oceľzliatiny často obsahujú volfrám pre tieto prospešné vlastnosti. Stell používané vo vysokorýchlostných aplikáciách - tie, ktoré sa používajú v rezacích a obrábacích nástrojoch, ako sú pílové listy - obsahujú asi 18% volfrámu.
Zliatiny wolfrámovej ocele sa používajú aj na výrobu dýz raketových motorov, ktoré musia mať vysoké tepelne odolné vlastnosti. Medzi ďalšie volfrámové zliatiny patrí stellit (kobalt, chróm a volfrám), ktorý sa vďaka svojej trvanlivosti používa v ložiskách a piestoch a odolnosť proti opotrebeniu a Hevimet, ktorý sa vyrába spekaním prášku zliatiny volfrámu a používa sa v strelive, šípkových sudoch a golfe kluby.
Superzliatiny vyrobené z kobaltu, železo alebo nikel, spolu s volfrámom, možno použiť na výrobu lopatiek turbín pre lietadlá.