Rezistență chimică la majoritatea acizilor și substanțelor acvatice, solubilă în peroxidul de hidrogen și un amestec de acizi fluorhidrici și azotați. Este practic indestructibil și este folosit oriunde este necesar să lucrați cu temperaturi ridicate, să efectuați sudarea și să trageți fire metalice.
Originea numelui
Numele Wolframium provine din mineralul cunoscut din secolul al XVI-lea, wolfram, care traduce din limba germană, sună ca "smântână de lup". În timpul topirii staniu din minereurile sale care conțin tungsten, a apărut o reacție cu spumă îmbunătățită între ele, poetic descrisă ca: "Tinutul devorat ca un lup devorte o oaie". În secolul al XVIII-lea, chimistul suedez Scheeler, în timpul procesării mineralelor tungstene cu acid azotic, a descoperit o materie cenușie necunoscută cu o nuanță de argint în produsele de reacție. Mineritul original a fost mai târziu redenumit Scheelite, iar noul element a devenit cunoscut ca tungsten. Până în prezent, americanii, britanicii și francezii au vechea denumire suedeză "piatră grea".
Depozite și metode de obținere
Acest element aparține grupului de metale foarte rare și se găsește în natură sub formă de compuși de oxigen complex cu elemente de fier, mangan, calciu, plumb, cupru și pământuri rare. Aceste minerale fac parte din rocile de granit, iar concentrația substanțelor pure nu depășește 2%. Cele mai mari depozite se găsesc în Kazahstan, China, Canada și SUA. Bolivia, Portugalia, Rusia, Uzbekistan și Coreea de Sud sunt, de asemenea, implicate în minerit.
Atunci când se produce tungsten, acesta este mai întâi îmbogățit cu minereu, iar componentele valoroase sunt separate de roca sterilă. Metoda de îmbogățire este măcinarea și flotarea cu separarea magnetică ulterioară și frigerea oxidativă. Concentratul finit este sinterizat cu bicarbonat de sodiu, care produce sodiu solubil sau se spală cu soluție de sodă în autoclave la temperaturi ridicate sub presiune, neutralizează și precipită ca tungstat de calciu.
Dintre acestea, oxidul de tungsten, purificat din majoritatea impurităților, este deja izolat, care este apoi redus la aproximativ 700 ° C cu hidrogen. Deci se dovedește cel mai pur pudră tungsten. Pentru a da pulberii o structură fibroasă continuă, aceasta este presată într-un curent de hidrogen, crescând treptat temperatura aproape până la limita de topire, astfel încât metalul devine ductil și ductil.
Proprietăți fizice și chimice
Metalul are o reticulă de cristal cristal centrat pe corp, are proprietăți paramagnetice și rezistență la vid. Punctul de topire al tungstenului este 3422 ° C, punctul de fierbere este 5555 ° C, densitatea acestuia este de 19, 25 g / cm³, duritatea este de 488 kg / mm², conform lui Brinell. În forma sa pură, seamănă cu platina, iar la temperaturi de aproximativ 1600 ° C se trage într-un fir subțire. Ea prezintă rezistență ridicată la coroziune, în condiții normale nu se schimbă în apă și în aer și când se încălzește la temperaturi roșii calde (circa 500 ° C) formează oxid hexavalent.
Tungstenul nu interacționează cu acidul clorhidric concentrat și cu acidul sulfuric diluat. Suprafața sa este ușor oxidată de aqua regia și acidul azotic.
Se dizolvă în peroxid de hidrogen, într-un amestec de acizi fluorhidric și azotic, în prezența agenților de oxidare reacționează cu alcalii, producând o cantitate mare de căldură. Se combină ușor cu carbonul, formând un carbid de înaltă rezistență, totuși, la temperaturi scăzute, metalul se oxidează rapid și devine fragil. Cel mai adesea folosit:
- trioxid de azot, denumite anhidride de tungsten;
- săruri care formează anioni polimerici;
- compuși de peroxid;
- compuși cu sulf, halogeni și carbon.
Domenii de aplicare
Pentru metalurgie, tungstenul este baza materialelor refractare. La Expoziția Mondială de la Paris din 1900, publicul a fost prezentat pentru prima oară cu aditivii săi. Punctul de topire ridicat și ductilitatea au făcut ca metalul să fie indispensabil în fabricarea filamentelor pentru lămpile cu incandescență și alte tuburi vidate, a tranzistorilor de acoperire folosiți în afișajele cu cristale lichide, precum și a electrozilor pentru sudarea cu argon. Densitatea mare a tungstenului ia permis să devină baza pentru detalii ale rachetelor balistice, ale gloanțelor și ale proiectilelor în artilerie.
Aliajele de tungsten produse de metalurgia pulberilor sunt rezistente la căldură și căldură, rezistente la acizi și rezistente la abraziune. Acestea sunt componente obligatorii ale celor mai bune oteluri de oțeluri aliate, în care literele din denumire denotă compoziția:
- WA - compus din tungsten cu aluminiu și siliciu. Se caracterizează printr-o temperatură inițială de recristalizare ridicată, rezistență după recoacere.
- WCu - o compoziție cu cupru este utilizată pentru a face comutatoare de înaltă tensiune și tranzistori, în instalații radar și electronice bipolare.
WL - aditivul de oxid de lantan crește proprietățile de emisie.- WLZ - tungsten cu oxid de lantan și oxid de zirconiu este un material ideal pentru electrozi care funcționează sub tensiune înaltă.
- WZ - tungsten cu oxid de ceriu este folosit ca material pentru sudarea electrozilor. Rezistența la aprindere și creșterea duratei de viață.
- WM - aliaj de tungsten și molibden. Are rezistență ridicată și ajută la păstrarea ductilității după recoacere.
- WK - wolframul suplimentat cu potasiu obține stabilitate dimensională bună și rezistență la fluaj.
- WRe - doping cu reniu permite ca termoelemente fabricate din astfel de oțel să funcționeze la temperaturi peste 2000 ° C.
Proprietățile unice fac posibilă fabricarea celor mai bune instrumente pentru chirurgie, armăturile tancurilor și carapacelor, plăci pentru armura corpului, părți responsabile ale industriei aeronautice și aerospațiale, containere pentru deșeuri radioactive, containere pentru creșterea cristalelor de safir. Carbura de tungsten este baza materialelor compozite cu numele mândru "va câștiga", se folosește pentru prelucrarea metalelor în inginerie mecanică, industria minieră și pentru puțuri de foraj. În cuptoarele cu vid, elementele de încălzire ale termocuplului sunt fabricate din aliaje de tungsten.
Compușii săi sunt utilizați pe scară largă ca catalizatori și pigmenți în diferite industrii ale industriei chimice și vopselelor și lacurilor. Utilizarea sărurilor de disulfură de wolfram ca lubrifiant la temperatură înaltă este asociată cu formarea unui film amorf de sulf care acoperă suprafețele metalice de fricțiune. Pentru nevoile fizicii nucleare se utilizează cristale unice ale altor tungstați, sunt detectori de radiație radioactivă. Printre bijuteriile tradiționale se extinde cu încredere produsele lor de nișă din carbură de tungsten. Suprafața lor lustruită reflectă perfect lumina și se numește o "oglindă gri", care este imposibil de zgâriat, îndoit sau rupt.
Rolul biologic
Tungstenul nu are o semnificație biologică prea mare. Unele bacterii au găsit enzime care le conțin. De aceea, există ipoteze că tungstenul a fost implicat în apariția vieții în stadiile incipiente. Bijuterii din ea nu provoacă reacții alergice, iar praful de metal al inhalării de tungsten irită organele mucoase ale nazofaringei și laringelui unei persoane.