8 (800) 200-46-59
Войти вход в личный кабинет Cometal
-

Вольфрам - металл с самыми высокими температурами плавления

Прочный и красивый металл с твёрдостью алмаза

Чистый вольфрам немного похож на платину — серебристый, светлый, блестящий. Но в природе он встречается обычно в составе разнообразных и достаточно сложных соединений. Открытие его, как и большинство подобных находок, происходило одновременно в нескольких странах.

Первооткрывателями признаны испанские химики братья Д'Эльхуяр. Они получили чистый вольфрам из руды 250 лет назад. Серьёзный вклад внесли и другие учёные восемнадцатого столетия, в первую очередь Карл Вильгельм Шееле — тот самый, который открыл марганец и хлор.

Пик карьеры самого тугоплавкого металла начался с момента изобретения Александром Лодыгиным вольфрамовой нити накаливания. В новаторскую металлическую нить входили и другие химические элементы — палладий, осмий, иридий. Запатентовано изобретение было в 1890 году

Сейчас этот уникальный металл незаменим в самых различных сферах научной и хозяйственной деятельности. С его помощью создаются:

  • ювелирные украшения;
  • элементы осветительных приборов;
  • кинескопы;
  • сердечники снарядов;
  • электроды для сварки;
  • компоненты для рентгеновской установки;
  • режущие детали инструментов;
  • шатуны и коленвалы.

Другие задачи, которые выполняет этот тугоплавкий металл, менее уникальны, но более распространены: в качестве ингредиента красок, катализаторов, пигментов.

Есть у этого редкого металла и необычная «работа»: вольфрамовый порошок используется при подготовке клюшек для игры в гольф — такая обработка помогает увеличить силу удара, а следовательно, его дальность

Вольфрам

Металл под номером 74 — рекордсмен по тугоплавкости

Редкоземельный металл, занимающий в таблице Менделеева номер 74, выполняет разнообразные задачи не только благодаря необычайной твёрдости, но и рекордным параметрам тугоплавкости, а также устойчивости к деформации.

Важно: Можно назвать десяток тугоплавких металлов. Но для реального использования большинство из них не подходит:

одни слишком радиоактивны;

другие чрезвычайно хрупкие;

третьи — не могут противостоять коррозии.

Впрочем, не последнюю роль играет и финансовая сторона: работа с некоторыми металлами экономически нецелесообразна из-за сложности добычи и обработки.

Широкая сфера применения самого тугоплавкого металла (от космических ракет до текстильной промышленности) объясняется не только температурными характеристикам, но и высокой механической прочностью, а также химической инертностью.

Что означает «тугоплавкий»

Если коротко — то этот термин характеризует температуру плавления. Вольфрам плавится при 3422C, что сравнимо с температурой солнечной фотосферы. Точка кипения составляет 5555 градусов. Благодаря тугоплавкости открываются широкие возможности для использования, но это же свойство ограничивает способы работы с вольфрамом: при комнатной температуре он становится хрупким.

Высоконадёжные сплавы металлурги получают, используя порошковые технологии. После такой обработки сплавы с тугоплавким металлом приобретают универсальные качества:

  1. Жаропрочность.
  2. Износостойкость.
  3. Максимальная твёрдость.
  4. Невосприимчивость к воздействию кислот.
  5. Сопротивление истиранию.

Результат — такие сплавы позволяют производить детали для авиации, прочную танковую броню и хирургические инструменты высокой прочности.

Вольфрам входит в состав сплавов для производства оболочек снарядов и торпед, а также служит надёжным материалом при изготовлении герметичных контейнеров, предназначенных для хранения радиоактивных веществ. Благодаря тугоплавкости это один из основных компонентов жаростойкой смазки, которая сохраняет свои рабочие характеристики при Т до 500 градусов.

Как добывают вольфрам

В чистом виде добыча редкоземельных металлов практически невозможна. Поэтому работать приходится с рудой, в которой содержится целый набор примесей. Точный состав зависит от конкретного месторождения.

Основные способы добычи:

  1. Карьерный — руда после обвалки элементарно транспортируется на переработку.
  2. В шахте — основная часть работы проходит на глубине: обрушение горизонтальных слоёв, магазинирование (накопление в блоки), а только затем подъём на поверхность.

При добыче горняки работают с такими минералами, как шеелит и вольфрамит.

Где добывают руду

В одних государствах осуществляются все этапы производства от добычи до переработки. В других — только часть производственного цикла. В третьих сосредоточены большие запасы, работа с которыми ещё в будущем.

Несомненным лидером является Китай. Всего в мире 10 крупных разведанных месторождений, и в КНР находятся пять из них. Также солидные запасы в России и Вьетнаме, США и Руанде, Боливии, Казахстане и Канаде. А в Европе добычей и переработкой занимаются Австрия и Португалия. Разработка месторождений в Великобритании заморожена с 2018 года.

плавление металла

Получение тугоплавкого металла из руды

В большинстве случаев используется стандартный алгоритм:

  • обогащение добытой руды для получения ангидрида вольфрама;
  • восстановление в ходе реакций с участием углерода или водорода (этот метод позволяет получить высококачественный вольфрамовый порошок);
  • прессование и спекание — именно эти этапы механической и термической обработки необходимы для изготовления твёрдых слитков.

Производство прутков — это технологический процесс при Т 1500C и обработка на спецоборудовании. Для получения проволоки прутки проходят этап волочения, нагрев до 1000 градусов, после остывания — отжиг, полировку и электролитическое травление.

Основные виды изделий из этого универсального материала:

  • прутки;
  • проволока;
  • порошок;
  • электроды;
  • листы;
  • фольга;
  • полосы;
  • ленты;
  • пластины.

Самыми высокими, без преувеличения, уникальными параметрами жаростойкости обладает сплав с рением. Проволока, состоящая на 20% из рения и на 80% из вольфрама, используется при производстве высокотемпературных термопар. Они позволяют проводить измерения в широком диапазоне температур, верхняя граница превышает 2000 градусов.

Забавный факт: вольфрам успешно используется в мире фальсификаторов: благодаря плотности, близкой к характеристикам золота, он успешно применяется для подделки золотых слитков. Брусок может быть просто сверху позолочен. Но возможен и более хитрый вариант: слиток золота просверливается, и «начинкой» становятся вольфрамовые стержни.

Работа с твёрдым и одновременно хрупким металлом — процесс достаточно трудоёмкий, требующий высокую квалификацию специалистов и высокотехнологичное оборудование. Но сфера его применения расширяется с каждым годом. Начав карьеру с обычной осветительной лампочки, самый тугоплавкий металл стал незаменимым для авиакосмической промышленности (включая изготовление сопла ракет), для производства медицинских и бытовых приборов, а теперь участвует и в ядерной энергетике.

Комментарии

Здесь пока нет комментариев. Поделитесь первым мнением о статье!

смотрите также

01 00