Tungsten: matumizi, sifa na sifa za kemikali

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Maasili ya mama yamemtajirisha mwanadamu kwa vipengele vya kemikali muhimu. Baadhi yao yamefichwa ndani ya matumbo yake na yamo kwa kiasi kidogo, lakini umuhimu wao ni muhimu sana. Moja ya haya ni tungsten. Matumizi yake yanatokana na sifa zake maalum.

Hadithi asili

karne ya XVIII - karne ya ugunduzi wa jedwali la mara kwa mara - ikawa msingi katika historia ya chuma hiki.

Hapo awali, kuwepo kwa dutu fulani, ambayo ni sehemu ya miamba ya madini, ilikubaliwa, ambayo ilizuia kuyeyusha kwa metali muhimu kutoka kwao. Kwa mfano, kupata bati ilikuwa vigumu ikiwa madini hayo yalikuwa na kipengele kama hicho. Tofauti ya halijoto ya kuyeyuka na athari za kemikali zilisababisha kutokea kwa povu la slag, ambalo lilipunguza kiwango cha mavuno ya bati.

Katika karne ya VIII, chuma hicho kiligunduliwa mfululizo na mwanasayansi wa Uswidi Scheele na ndugu wa Uhispania Eluard. Hii ilitokea kama matokeo ya majaribio ya kemikali juu ya uoksidishaji wa miamba ya madini - scheelite na wolframite.

Imesajiliwa katika mfumo wa upimaji wa vipengele kwa mujibu wa nambari ya atomiki 74. Metali adimu ya kinzani yenye atomiki.yenye uzito wa 183.84 ni tungsten. Matumizi yake yanatokana na sifa zisizo za kawaida zilizogunduliwa tayari katika karne ya 20.

Wapi kuangalia?

Kwa upande wa nambari iliyo kwenye matumbo ya dunia, "ina watu wachache" na inachukua nafasi ya 28. Ni sehemu ya madini takriban 22 tofauti, lakini 4 tu kati yao ni muhimu kwa uchimbaji wake: scheelite (ina takriban 80% ya trioksidi), wolframite, ferberite na hubnerite (zina 75-77% kila moja). Muundo wa ores mara nyingi huwa na uchafu, katika hali nyingine "uchimbaji" sambamba wa metali kama molybdenum, bati, tantalum, nk. Amana kubwa zaidi ziko Uchina, Kazakhstan, Kanada, USA, pia ziko nchini Urusi, Ureno, Uzbekistan.

Wanaipataje?

Kwa sababu ya sifa maalum, pamoja na maudhui ya chini kwenye miamba, teknolojia ya kupata tungsten safi ni ngumu sana.

1. Mtengano wa sumaku, utengano wa kielektroniki au kuelea ili kurutubisha madini hadi 50-60% ukolezi wa oksidi ya tungsten.
2. Kutengwa kwa 99% ya oksidi kwa mmenyuko wa kemikali na vitendanishi vya alkali au tindikali na utakaso wa hatua kwa hatua wa mvua inayosababisha.
3. Kupunguza metali kwa kaboni au hidrojeni, pato la unga wa chuma unaolingana.
4. Utengenezaji wa ingoti au briketi zilizotiwa unga.

Mojawapo ya hatua muhimu katika uzalishaji wa bidhaa za metallurgiska ni madini ya poda. Inategemea kuchanganya poda ya metali ya kinzani, uboreshaji wao na sintering inayofuata. Kwa njia hii, idadi kubwa ya aloi muhimu za kiteknolojia hupatikana, ikiwa ni pamoja na tungsten carbudi, matumizi ambayo hupatikana hasa katika uzalishaji wa viwanda wa zana za kukata za kuongezeka kwa nguvu na uimara.

Sifa za kimwili na kemikali

Tungsten ni chuma kinzani na nzito cha rangi ya fedha na kimiani cha fuwele kilicho katikati ya mwili.

• Kiwango myeyuko - 3422 ˚С.
• Sehemu ya mchemko - 5555 ˚С.
• Uzito - 19.25 g/cm3.

Ni kondakta mzuri wa mkondo wa umeme. Haina sumaku. Baadhi ya madini (kama vile scheelite) yana nuru.

Inastahimili asidi, vitu vikali kwenye joto la juu, kutu na kuzeeka. Tungsten pia inachangia kuzima kwa ushawishi wa uchafu mbaya katika vyuma, uboreshaji wa upinzani wake wa joto, upinzani wa kutu na kuegemea. Matumizi ya aloi kama hizo za chuma-kaboni yanathibitishwa na utengezaji na ustahimilivu wake.

Mitambo na sifa za kiteknolojia

Tungsten ni chuma kigumu na cha kudumu. Ugumu wake ni 488 HB, nguvu ya mvutano ni 1130-1375 MPa. Wakati wa baridi, sio plastiki. Kwa joto la 1600 ˚С, plastiki huongezeka hadi hali ya uwezekano kabisa wa matibabu ya shinikizo: kughushi, kusonga, kuchora. Inajulikana kuwa kilo 1 ya chuma hiki hufanya iwezekane kutengeneza uzi wenye urefu wa hadi kilomita 3.

Uchimbaji ni mgumu kutokana na ugumu wa kupindukia naudhaifu. Kwa kuchimba visima, kugeuza, kusaga, vifaa vya carbide tungsten-cob alt hutumiwa, vinavyotengenezwa na madini ya poda. Chini mara nyingi, kwa kasi ya chini na hali maalum, zana zilizofanywa kwa chuma cha alloyed tungsten ya kasi hutumiwa. Kanuni za kawaida za kukata hazitumiki, kwani vifaa huchakaa haraka sana, na tungsten iliyochakatwa hupasuka. Teknolojia zifuatazo zinatumika:

1. Matibabu ya kemikali na uwekaji wa tabaka la uso, ikiwa ni pamoja na matumizi ya fedha kwa madhumuni haya.
2. Kupasha uso kwa usaidizi wa tanuu, mwali wa gesi, mkondo wa umeme wa 0.2 A. Joto linaloruhusiwa ambalo kuna ongezeko kidogo la plastiki na, ipasavyo, kukata kunaboresha, ni 300-450 ˚С.
3. Tungsten kukata kwa nyenzo za fusible.

Kunoa na kusaga kunapaswa kutekelezwa kwa kutumia zana za almasi na elbor, mara chache sana corundum.

Kulehemu kwa chuma hiki cha kinzani hufanywa hasa chini ya utendishaji wa arc ya umeme, tungsten au elektrodi za kaboni katika gesi isiyo na hewa au ngao ya kioevu. Uchomeleaji wa mawasiliano pia inawezekana.

Kipengele hiki mahususi cha kemikali kina sifa zinazoifanya ionekane tofauti na umati. Kwa hivyo, kwa mfano, inayojulikana na upinzani wa juu wa joto na upinzani wa kuvaa, inaboresha ubora na sifa za kukata za vyuma vilivyo na tungsten vilivyo na aloi, na kiwango chake cha juu cha kuyeyuka hufanya iwezekanavyo kutoa nyuzi za balbu za mwanga na elektroni za kulehemu.

Maombi

Nadra, hali isiyo ya kawaida na umuhimu huamua matumizi mengi katika teknolojia ya kisasa ya chuma kiitwacho Tungsten - tungsten. Mali na matumizi huhalalisha gharama kubwa na mahitaji. Kiwango cha juu cha myeyuko, ugumu, nguvu, upinzani wa joto na upinzani wa mashambulizi ya kemikali na kutu, upinzani wa kuvaa na vipengele vya kukata ni kadi zake kuu za tarumbeta. Tumia visa:

1. Filaments.
2. Aloi za vyuma ili kupata aloi za kaboni za chuma zenye kasi ya juu, zinazostahimili uchakavu, zinazostahimili joto na zinazostahimili joto, ambazo hutumika kutengeneza visima na zana zingine, ngumi, chemchemi na chemichemi; reli.
3. Utengenezaji wa aloi ngumu za "unga", ambazo hutumika zaidi kama zana zinazostahimili kuvaa, kukata, kuchimba au kubofya.
4. Elektroni za TIG na uchomeleaji upinzani.
5. Utengenezaji wa sehemu za uhandisi wa X-ray na redio, taa mbalimbali za kiufundi.
6. Rangi maalum za kung'aa.
7. Waya na sehemu za tasnia ya kemikali.
8. Vitu mbalimbali vidogo vidogo, kwa mfano, jigi za uvuvi.

Aloi mbalimbali zenye tungsten zinapata umaarufu. Upeo wa nyenzo kama hizo wakati mwingine ni ya kushangaza - kutoka kwa uhandisi mzito hadi tasnia nyepesi, ambapo vitambaa vyenye mali maalum (kwa mfano, sugu ya moto) hufanywa.

Hakuna nyenzo za ulimwengu wote. Kila kipengele kinachojulikana na aloi zilizoundwa zinajulikana kwa pekee na umuhimu wao kwa maeneo fulani ya maisha na sekta. Walakini, baadhi yao wana mali maalum ambayo hufanya michakato isiyowezekana hapo awali iwezekanavyo. Moja ya chuma kama hicho ni tungsten. Utumiaji wake si pana vya kutosha, kama chuma, lakini kila chaguo ni muhimu sana na ni muhimu kwa wanadamu.