一、钨的特性
钨的熔点为3410℃，沸点约为5900℃，10 ~ 100℃时导热系数为174 W/m·k，高温时蒸发速度较慢，0 ~ 100℃时热膨胀系数较小，为4.5× 10-6 k-1。
钨的电阻率大约是铜的三倍。在20℃时电阻率为10-8欧姆-米。
钨具有高硬度、高密度(密度为19.25g/cm3)、良好的高温强度和优异的电子发射性能。
钨的机械性能主要取决于其压制工作状态和热处理工艺。钨在冷态是压不出来的。锻造、轧制和拉丝必须在热态下进行。
在室温下，钨在空气体中是稳定的。在400-500℃时，钨开始明显氧化，形成致密的蓝黑色W03表面保护膜。
钨在常温下不易被酸、碱和王水侵蚀，但溶于氢氟酸和王水的混合溶液中。
二、钨的主要用途
钨及其合金广泛应用于电子和电光源行业。用于制造各种灯泡，电子管灯丝为掺杂钨丝，抗下垂。
铼被添加到掺杂钨丝中。用低铼含量的钨铼合金丝和高铼含量的钨铼合金丝制成的热电偶测温范围宽(0 ~ 2500℃)，温度与热电动势线性关系好，测温反应速度快(3秒)，价格相对低廉，是氢气气氛下测量的理想热电偶。
钨丝不仅引发了照明行业的一场革命，还因其高熔点成为电子的热离子发射体而不失其机械完整性，如扫描电子显微镜和透射电子显微镜的电子源。它也用作X射线管的灯丝。在X射线管中，钨丝产生的电子被加速，使其与钨和钨铼合金的阳极碰撞，然后从阳极发射出X射线。为了产生X射线，钨丝产生的电子束能量很高，所以电子束打在表面上的斑点很热，所以大多数X射线管都采用旋转阳极。
此外，大钨丝也用作真空空炉的加热元件。
钨的密度为19.25g/cm3，约为铁(7.87g/cm3)的2.5倍，是元素周期表中最重的金属元素之一。基于钨的这一特性，高密度钨合金(即高比重钨合金)成为钨的一个重要应用领域。通过液相烧结工艺，在钨粉中添加镍、铁、铜及少量其他元素，可制得高密度钨合金。根据成分的不同，高密度钨合金可分为钨-镍-铁和钨-镍-铜两种合金体系。通过液相烧结，其密度可达17 ~ 18.6g/cm3。所谓液相烧结，是指在烧结温度下，混合生坯与一定量液相的烧结过程。其优点是液相润湿固体颗粒，溶解少量固体物质，大大加快了致密化和晶粒长大的过程，达到极高的相对密度。例如，对于通常用于液相烧结的镍铁粉末，当进行烧结时，镍铁粉末熔化。虽然液态镍铁在固态钨(95%体积)中的溶解度极小，但固态钨很容易溶解在液态镍铁中。一旦液态镍铁润湿了钨颗粒，溶解了一部分钨粉，钨颗粒就改变了形状，当液体流动进入时，其内部的孔隙立即消失。如果继续这样的过程，钨颗粒会不断粗化长大，最终产生微观结构最好、密度接近100%的最终产品。
液相烧结制成的高密度钨合金除了具有高密度外，还具有比纯钨更好的冲击性能，其主要用途是制造高穿透力的军用穿甲弹。
碳化钨在1000℃以上的高温下仍能保持良好的硬度，是切割和磨削的理想工具。1923年，Rothel利用WC的这一特性发明了WC-Co硬质合金。由于WC-Co硬质合金作为切削工具和拉延冲压模具带来了巨大的商机，它在1926 ~ 1927年实现了工业化。简单来说，就是将钨粉(或W03)和炭黑的混合物在氢气或[/k0/]中，在一定温度下碳化，即制成碳化钨(WC)。然后将WC和金属粘结剂钴按一定比例混合，通过制粉、成型、烧结工艺制成刀具、模具、轧辊、冲击钻头等硬质合金制品。
目前碳化钨基硬质合金可分为四大类:碳化钨-钴、碳化钨-碳化钛-钴、碳化钨-碳化钛-碳化钽(铌)-钴和钢结硬质合金。在目前全球每年约5万吨的钨消费量中，碳化钨基硬质合金约占63%。据最新消息，世界硬质合金总产量约为3.3万吨/年，消耗了钨供应总量的50% ~ 55%。
钨是高速工具钢、合金结构钢、弹簧钢、耐热钢、不锈钢的主要合金元素，生产特殊钢用钨量很大。
钨可以通过固溶强化、沉淀强化和弥散强化进行合金化，以提高钨的高温强度和塑性。通过合金化，钨形成了多种有色金属合金，对当代人类文明产生了重大影响。
在钨中添加3% ~ 26%的铼可以显著提高延展性(塑性)和再结晶温度。某些钨稀土合金经适当的高温退火后，延伸率可达5%，远高于纯钨或掺杂钨1% ~ 3%的延伸率。
在钨中加入0.4% ~ 4.2%的氧化钍(ThO2)形成的钨钍合金具有很高的热电子发射能力，可用作电子管的热阴极、氩弧焊电极等。，但ThO2的放射性长期未能解决。
我国研制的W-CeO2合金和用La2O3和Y203作分散剂(氧化物含量一般在2.2%以下)代替W-Th02合金的La-W和Y-W合金已广泛用作各种高温电极，如氩弧焊、等离子焊接和切割以及非自耗电弧炉。
铜钨银合金是一种粉末冶金复合材料，其组成元素之间不发生反应，因此不会形成新相。银和钨铜合金其实都不是合金，所以被当成假合金。钨合金通常被称为渗银钨。这种合金含有20% ~ 70%的铜或银，既具有铜和银优异的导电性和导热性，又具有钨的高熔点和耐烧蚀性。主要用作火箭喷管、电触头和半导体支架。国外一种北极星A-3导弹的喷管是用渗有10% ~ 15%银的钨管制成的，重达数百公斤的阿波罗飞船的火箭喷管也是用钨制成的。
钨钼合金比纯钨具有更高的电阻率和更好的韧性，已被用作电子管的热丝和玻璃封接的引线。钨作为合金元素，也是有色合金中的高温合金。20世纪40年代，为了满足航空空涡轮发动机对高温材料的需求，高温合金在隆隆的炮火声中诞生了。高温合金由具有特殊结构的镍基、钴基和铁基合金组成。它们在高温(500 ~ 1050℃)下工作时仍能保持极高的强度、抗蠕变性、抗氧化性和耐腐蚀性。此外，它们可以使用几年而不断裂，即耐高周疲劳和低周疲劳。这种性能对航空空航天工业非常重要。
目前在用的知名高温合金品牌有35 ~ 40个，其中相当一部分的主要成分之一是钨(见表)。
某些超级合金的成分(重量)%百分比
钨的主要问题是资源短缺。为此，欧洲等一些钨资源短缺地区开展了以钼代钨的研究。另外，从节约材料的角度出发，国外出现了高效涂层硬质合金。估计硬度、化学稳定性、耐磨性、摩擦系数(要求低)、导热系数、防止钴和碳从基体材料(衬底)扩散的有效性已经很大程度上解决了。
在电子工业尤其是集成电路制造中，利用化学气相沉积(CVD)在衬底上形成薄膜的技术，是一项与粉冶技术生产钨的体材料(块材)产品完全不同的工艺。最常见的是用六氟化钨作CVD沉积过程的钨源。室温下的WF6是液体，但通过待涂覆的零件时WE6因本身极高的蒸气压而与氢气合流，在大约300℃通过WF6+3H2→W+6HF反应而有选择地涂在工件表面上。如沉积在集成电路上形成的钨通道(vias)作为小的金属插头可连接到电路板的另一条水平导线上。这种小插头的直径为0.4毫米，长径比为2.5，以后还可以把直径缩小到0.1毫米，使长径比达到5。由于钨具有优异的导电性，且不与周围的材料反应等条件，因此CVD法是填充通道、净化不需要钨的表面的唯一方法。 关键词TAG： 有色金属
