Wolfram ist ein mattes silberfarbenes Metall mit dem höchsten Schmelzpunkt aller reinen Metalle. Wolfram, auch Wolfram genannt, von dem das Element sein Symbol W bezieht, ist bruchsicherer als Diamant und viel härter als Stahl.
Die einzigartigen Eigenschaften dieses feuerfesten Metalls - seine Festigkeit und Fähigkeit, hohen Temperaturen standzuhalten - machen es ideal für viele gewerbliche und industrielle Anwendungen.
Wolfram-Eigenschaften
- Atomsymbol: W.
- Ordnungszahl: 74
- Elementkategorie: Übergangsmetall
- Dichte: 19,24 Gramm / Zentimeter3
- Schmelzpunkt: 3422 ° C (6192 ° F)
- Siedepunkt: 5531 ° C (10031 ° F)
- Mohs Härte: 7.5
Produktion
Wolfram wird hauptsächlich aus zwei Arten von Mineralien gewonnen, Wolframit und Scheelit. Das Wolframrecycling macht jedoch auch etwa 30% des weltweiten Angebots aus. China ist der weltweit größte Metallproduzent und liefert über 80% des weltweiten Angebots.
Sobald Wolframerz verarbeitet und abgetrennt wurde, wird die chemische Form Ammoniumparatungstate (APT) hergestellt. APT kann mit Wasserstoff unter Bildung von Wolframoxid erhitzt werden oder reagiert mit Kohlenstoff bei Temperaturen über 1050 ° C (1925 ° F) unter Bildung von Wolframmetall.
Anwendungen
Wolframs Hauptanwendung seit über 100 Jahren ist das Filament in Glühlampen. Mit kleinen Mengen Kalium-Aluminiumsilikat dotiert, wird Wolframpulver bei hoher Temperatur gesintert um den Drahtfaden zu produzieren, der sich in der Mitte von Glühbirnen befindet, die Millionen von Haushalten in der Umgebung beleuchten Welt.
Aufgrund der Fähigkeit von Wolfram, seine Form bei hohen Temperaturen zu halten, werden Wolframfilamente jetzt auch in einer Vielzahl von verwendet Haushaltsanwendungen, einschließlich Lampen, Scheinwerfer, Heizelemente in Elektroöfen, Mikrowellen und Röntgen Röhren.
Die Toleranz des Metalls gegenüber starker Hitze macht es auch ideal für Thermoelemente und elektrische Kontakte in Lichtbogenöfen und Schweißgeräten. Anwendungen, die eine konzentrierte Masse oder ein konzentriertes Gewicht erfordern, wie Gegengewichte, Angelplatinen und Pfeile, verwenden aufgrund ihrer Dichte häufig Wolfram.
Wolframcarbid
Wolframcarbid wird entweder durch Verbinden eines Wolframatoms mit einem einzelnen Kohlenstoffatom (dargestellt durch das chemische Symbol WC) oder zweier Wolframatome mit einem einzelnen Kohlenstoffatom (W2C) hergestellt. Dies erfolgt durch Erhitzen von Wolframpulver mit Kohlenstoff bei Temperaturen von 2500 ° F bis 2900 ° F (1400 ° C bis 1600 ° C) in einem Wasserstoffgasstrom.
Nach Mohs Härteskala (ein Maß für die Fähigkeit eines Materials, ein anderes zu zerkratzen) hat Wolframcarbid eine Härte von 9,5, die nur geringfügig unter der von Diamant liegt. Aus diesem Grund wird Wolfram gesintert (ein Prozess, bei dem die Pulverform auf hohe Temperaturen gepresst und erhitzt werden muss), um Produkte herzustellen, die für die Bearbeitung und das Schneiden verwendet werden.
Das Ergebnis sind Materialien, die unter hohen Temperatur- und Belastungsbedingungen arbeiten können, wie Bohrer, Drehwerkzeuge, Fräser und Panzerungsmunition.
Zementcarbid wird unter Verwendung einer Kombination aus Wolframcarbid und hergestellt Kobalt Pulver. Es wird auch zur Herstellung verschleißfester Werkzeuge verwendet, wie sie beispielsweise im Bergbau verwendet werden. Die Tunnelbohrmaschine, mit der der Kanaltunnel zwischen Großbritannien und Europa gegraben wurde, war mit fast 100 Hartmetallspitzen ausgestattet.
Wolframlegierungen
Wolframmetall kann mit anderen Metallen kombiniert werden, um deren Festigkeit und Verschleißfestigkeit zu erhöhen Korrosion. StahlLegierungen enthalten oft Wolfram für diese vorteilhaften Eigenschaften. Stell, das in Hochgeschwindigkeitsanwendungen verwendet wird - solche, die in Schneid- und Bearbeitungswerkzeugen wie Sägeblättern verwendet werden -, enthalten etwa 18% Wolfram.
Wolfram-Stahl-Legierungen werden auch zur Herstellung von Raketentriebwerksdüsen verwendet, die hohe hitzebeständige Eigenschaften aufweisen müssen. Andere Wolframlegierungen umfassen Stellit (Kobalt, Chrom und Wolfram), das aufgrund seiner Haltbarkeit und Lagerfähigkeit in Lagern und Kolben verwendet wird Verschleißfestigkeit und Hevimet, das durch Sintern eines Wolframlegierungspulvers hergestellt wird und in Munition, Dartfässern und Golf verwendet wird Vereine.
Superlegierungen aus Kobalt, Eisen oder Nickelkann zusammen mit Wolfram zur Herstellung von Turbinenschaufeln für Flugzeuge verwendet werden.