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钨元素的用途(钨金属元素)

钨元素的用途(钨金属元素) 钨——现代工业的基本元素

钨是化学周期表中第六副族的元素,原子序数为74。自从爱迪生在1879年发明了灯泡,钨就显示了它的神奇力量。白炽灯、碘钨灯和真空管里的灯丝都是钨丝。钨是熔点最高的金属,熔点高达3410℃。白炽灯点燃时,灯丝温度高达3000℃以上,故有“火金刚”之称。

钨最初是在当时瑞典出产的一种叫做“重石”的白色矿石中发现的。781年,瑞典化学家舍勒分析了矿石,证明它不含锡和铁,只含有石灰和另一种特殊的固体物质。舍勒把这种物质称为“钨酸”(钨酸),认为通过还原钨酸有可能获得一种新的金属。当时称为“重石”的矿物,现在已知其主要成分是钨酸钙,是含钨的重要矿石,称为白钨矿。

783年,两位西班牙化学家Drouillard兄弟从瑞典的一种深棕色矿石中获得了舍勒发现的钨酸。于是他们把钨酸和木炭粉的混合物放在一个密封的粘土坩埚里,高温燃烧。燃烧后,当坩埚冷却时,移开盖子,在坩埚中发现一种深棕色的金属颗粒。当你用手指磨它的时候,它就变成了粉末。用放大镜看,有一些金属光泽的颗粒,是金属钨。现在,Drouillard brothers研究的深褐色矿石是黑钨矿,又称黑钨矿,是钨的另一种主要矿物。舍勒将这种新金属命名为“钨”(钨),意为“沉重的石头”。拉丁名来自“Woulfe ”,符号为w。

从19世纪末到20世纪初,钨在冶金工业中被用作钢的添加剂,然后钨被用作灯泡的灯丝。一种制备韧性钨材料的新方法的诞生和碳化钨的使用扩大了它的应用范围,特别是在20世纪60年代航空空和航天等先进科学技术的发展中,它变得尤为重要。

钨最重要的用途之一是制备具有超硬性能的硬质合金,其用量占总产量的50%。硬质合金的例子在当今工业中随处可见,比如合金刀头,在切削工件时可以成倍甚至上百倍的提高使用寿命。在量具易磨损工件表面镀碳化钨,可提高其精度,延长使用寿命20 ~ 150倍。硬质合金也是一种重要的模具材料,可用作热压模具和冷拔模具。硬质合金还广泛应用于耐磨件,如矿业用采矿设备、石油勘探用钻头、冷轧箔用轧辊等。没有钨基硬质合金,很难想象今天的现代工业。

钨的第二个重要用途是作为钢和有色金属合金的添加剂。当钢中含有钨时,可大大提高钢的回火稳定性、红硬性和耐腐蚀性。现在,钨已被添加到合金工具钢、高速工具钢、热锻模具钢、结构钢、弹簧钢、耐热钢、磁钢等性能优异的材料中。据统计,超过20%的钨产量用于此目的。

钨的另一个重要用途是在火箭、导弹、可回收航天器、原子反应堆等尖端科学中的重要应用。这是由于钨具有优异的物理、机械、耐腐蚀和核性能。比如在1900℃的高温下,钨合金的强度还是44 kg/mm,在这么高的温度下,无论是钢还是耐热的超合金,都是熔化成液态的。钨主要用于制造不需要冷却的各类火箭发动机的喉衬。渗银钨喷管可承受3100℃以上的高温,用于多种型号的导弹和飞机。用钨纤维复合材料制成的火箭喷管可承受3500℃或更高的温度,可用作化学工业中的耐腐蚀设备和部件,润滑剂,颜料和各种反应的催化剂。

钨在地球上很稀有,但中国的钨储量极其丰富,居世界第一,其中以江西大康山脉最为丰富。除此之外,广西、广东、湖南等地也盛产钨。

关键词TAG: 有色金属 
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