خواص شیمیایی تنگستن. ویژگی های و برنامه های کاربردی از تنگستن

تنگستن - یکی از عناصر شیمیایی در جدول تناوبی، که متعلق به گروه VI است. در طبیعت تنگستن به عنوان ترکیبی از پنج ایزوتوپ رخ می دهد. به شیوه ای متعارف و تحت شرایط معمولی، آن را یک فلز رنگ نقره ای خاکستری جامد است. همچنین این جرم و نسوز بیشتر از همه فلزات است.

خواص عمومی تنگستن

تنگستن - یک فلز داشتن خواص فیزیکی و شیمیایی قابل توجه است. تقریبا در تمام شاخه های تولید مدرن است تنگستن استفاده می شود. WO ₃ - فرمول معمولا آن را به عنوان نامگذاریهای اکسید فلزی بیان شده _است. تنگستن فلز دیر گداز است. فرض بر این است که تنها می تواند بورگیم tugoplavok و حتی بیشتر. اما فقط تا زمانی که آن را نمی توان ادعا شود، به عنوان بورگیم دارای طول عمر بسیار کوتاه است.

این فلز دارای خواص فیزیکی و شیمیایی خاص. تنگستن دارای چگالی 19300 کیلوگرم / متر ^3، دمای ذوب آن 3410 درجه سانتی گراد است گرافیت یا الماس - با این پارامتر آن را تنها به کربن دوم است. در طبیعت تنگستن به عنوان پنج ایزوتوپ پایدار رخ می دهد. عدد جرمی آنها در محدوده 180 تا 186. تنگستن دارای ظرفیت 6 دقیقه، و ترکیبات ممکن است 0، 2، 3، 4 و 5. این فلز همچنین دارای یک سطح به اندازه کافی بالا هدایت حرارتی. برای تنگستن، این رقم 163 W / (متر * درجه) است. با توجه به این ویژگی، حتی آن را بیش از ترکیبات مانند آلیاژهای آلومینیوم. تنگستن توده با توجه به چگالی آن به 19kg / متر ³ برابر ^است. درجه اکسیداسیون تنگستن محدوده 2-6. فلز دارای خواص اسیدی، و در بالاترین درجه از اکسیداسیون آن پایین تر - پایه.

بنابراین آلیاژهای ترکیبات تنگستن پایین تر ناپایدار در نظر گرفته. مقاوم ترین ترکیبات داشتن مدرک شش هستند. آنها خواص مشخصه و شیمیایی فلز نشان می دهند. تنگستن تمایل به آسانی مجتمع های فرم. اما تنگستن است که معمولا بسیار مقاوم است. شروع به تعامل با اکسیژن تنها در دمای 400 درجه سانتی گراد شبکه بلوری تنگستن مربوط به نوع مکعبی body-centered.

تعامل با دیگر مواد شیمیایی

اگر تنگستن با فلوئور خشک مخلوط، مرکب را می توان تحت نام "هگزا فلوراید"، که در دمای 2،5 ° C ذوب می شود و جوش در 19،5 درجه سانتی گراد به دست آمده مواد شبیه به دست آمده است که ترکیب تنگستن با کلر. اما برای این واکنش نیاز به درجه حرارت نسبتا بالا - در حدود 600 درجه سانتی گراد با این حال، ماده به راحتی در برابر عمل مخرب آب و عملا موضوع به تغییر در سرما. تنگستن - فلز است که بدون واکنش اکسیژن تولید انحلال در مواد قلیایی. با این حال، آن را به راحتی در یک مخلوط HNO ₃ و HF حل می شود. بسیاری از ترکیبات شیمیایی عمده تنگستن - اسید تنگستنی و مشتقات آن - - نمک تنجستتس تری اکسید آن WO _3، H ₂ WO ₄ است.

می توان برخی از خواص شیمیایی تنگستن از معادلات واکنش در نظر بگیرید. به عنوان مثال، فرمول WO ₃ + 3H ₂ = W + 3H ₂ O این است که از اکسید تنگستن فلزی بازیافت آشکار اموال خود را به تعامل با هیدروژن است. این معادله نشان می روند به دست آوردن آن را از تری اکسید تنگستن. فرمول نشان دهنده چنین ملک تنگستن نامحلولی و ماندگاری عملی در اسیدهای: W + 2HNO3 + 6HF = WF6 + 2NO + 4H2O. یکی از مواد قابل توجه ترین حاوی کربونیل تنگستن در نظر گرفته. ان و دریافت پوشش نازک متراکم از تنگستن خالص.

تاریخچه کشف

تنگستن - فلزی است که به نام خود را از زبان لاتین. ترجمه آن را به معنی "کف گرگ". این نام غیر معمول به نظر می رسد با توجه به رفتار این فلز است. همراه استخراج سنگ معدن قلع، تنگستن، قلع انتخاب تداخل ایجاد کند. آنجا که از آن در روند سرباره ذوب تنها تشکیل شده است. این فلز گفته شده است که او "قلع می خورد مثل گرگ خوردن گوسفند." تعجب بسیاری که تنگستن عنصر شیمیایی را کشف کرد؟

این کشف علمی به طور همزمان در دو مکان توسط دانشمندان مختلف، مستقل از یکدیگر ساخته شده است. در سال 1781 شیمیدان Scheele سوئد دریافت یک به اصطلاح "سنگ سنگین"، انجام آزمایش های با اسید نیتریک و شیلیت. در سال 1783، برادران شیمیدانان از نام اسپانیا، الوار همچنین از کشف یک عنصر جدید گزارش شده است. دقیق تر، باز شده اند اکسید تنگستن محلول در آمونیاک.

آلیاژهای با دیگر فلزات

در حال حاضر تشخیص تک فاز و آلیاژهای تنگستن چند مرحله. آنها حاوی یک یا چند عنصر خارجی است. ترکیب شناخته شده ترین - آلیاژ تنگستن و مولیبدن است. اضافه کردن تنگستن مولیبدن گویا قدرت تحت تنش است. همچنین در این رده از آلیاژهای تنگستن تک فاز ترکیبات با تیتانیوم، هافنیم، زیرکونیوم تعلق دارند. بزرگترین پذیری تنگستن رنیوم متصل شده است. با این حال، در عمل یک آلیاژ - یک فرایند نسبتا وقت گیر، به عنوان رنیوم بسیار سخت برای به دست آوردن است.

کار آسان نیست - از آنجا که تنگستن یکی از مواد نسوز ترین، دریافت آلیاژهای تنگستن است. هنگامی که این فلز تازه شروع به جوش، دیگر در حال حاضر در حالت مایع یا گاز در حال حرکت. اما دانشمندان مدرن قادر به دست آوردن آلیاژهای با استفاده از الکترولیز. آلیاژهای حاوی تنگستن، نیکل و کبالت، برای استفاده از لایه محافظ بر روی مواد شکننده استفاده می شود.

در صنعت متالورژی مدرن نیز آلیاژهای با استفاده از پودر تنگستن آماده شده است. برای ایجاد شرایط خاص لازم، از جمله ایجاد یک محیط خلاء. از آنجا که برخی از ویژگی های تعامل تنگستن با عناصر دیگر فولادسازان ترجیح می دهند آلیاژهای یک ویژگی دو فاز ایجاد کنید، و با استفاده از 3، 4 یا بیشتر قطعات. این آلیاژها به ویژه با دوام، اما با فرمول انطباق روشن است. در کوچکترین درصد انحراف اجزای آلیاژ می توانید شکننده و غیر قابل استفاده تبدیل شود.

تنگستن - عنصر است، که در هنر مورد استفاده قرار

از این فلز ساخته شده رشته لامپ های معمولی. همچنین، اشعه ایکس دستگاه لوله شامل کوره خلاء به در دمای بسیار بالا استفاده می شود. فولاد، که شامل تنگستن دارای یک سطح بسیار بالایی از قدرت است. حفاری، پزشکی، مهندسی: آلیاژهای برای ساخت ابزار در زمینه های مختلف استفاده می شود.

مزیت اصلی این ترکیبات، و فولاد تنگستن - مقاومت در برابر سایش آسیب ناجوری. این ساختمان معروف ترین در آلیاژ تنگستن است به نام "برنده شوید." همچنین این عنصر به طور گسترده ای در صنایع شیمیایی استفاده می شود. با علاوه بر ایجاد رنگدانه های رنگ آن است. به خصوص به طور گسترده ای در این زمینه به دست آمده اکسید تنگستن 6. این است که برای تولید کاربیدهای تنگستن و هالیدهای استفاده می شود. نام دیگر این مواد - تری اکسید تنگستن. 6 اکسید تنگستن به عنوان یک رنگدانه زرد در رنگ برای سرامیک و محصولات شیشه ای استفاده می شود.

فلزات سنگین چیست؟

همه آلیاژهای تنگستن مبتنی بر که دارای ضریب تراکم بالا، سنگین نامیده می شود. آنها تنها با روش های متالورژی پودر تولید. تنگستن است که همیشه پایه و اساس آلیاژ سنگین، که در آن محتوا می تا 98٪ باشد. همچنین این فلز به فلزات سنگین نیکل، مس و آهن اضافه شده است. با این حال، آنها می توانند وارد کنید و کروم، نقره، کبالت، مولیبدن. (- نیکل - آهن تنگستن) و XIP (تنگستن - نیکل - مس) از بیشترین محبوبیت آلیاژهای اقامت موقت به دست آورد. سطح بالایی از تراکم از این آلیاژها اجازه می دهد تا آنها را به جذب اشعه گاما خطرناک است. از این چرخ لنگرها از چرخ، اتصالات الکتریکی، روتور برای ژیروسکوپ ساخته شده است.

کاربید تنگستن

تقریبا نیمی از تنگستن مورد استفاده برای تولید فلزات با دوام، کاربید تنگستن به خصوص، که دارای دمای ذوب 2770 کاربید تنگستن C. یک ترکیب شیمیایی، که شامل تعداد مساوی از اتمهای کربن و تنگستن است. این آلیاژ دارای خواص شیمیایی خاص. تنگستن آن را می دهد به طوری که قدرت آن را بیش از این فولاد شاخص دو برابر شد.

کاربید تنگستن به طور گسترده در صنعت استفاده می شود. دلیل آن است که تولید اشیاء برش به دمای بالا و سایش بسیار مقاوم. همچنین به دلیل این عنصر ساخته شده است:

• قطعات هواپیما، موتورهای خودرو.
• اطلاعات بیشتر برای سفینه های فضایی.
• ابزار پزشکی و جراحی، که در عمل جراحی شکم استفاده می شود. این ابزار گران تر از فولاد قراردادی پزشکی می باشند، اما آنها کارآیی بیشتری دارند.
• طلا و جواهر، به خصوص حلقه نامزدی. چنین تنگستن محبوبیت مربوط به قدرت خود، برای زن و شوهر که نماد روابط قدرت، و همچنین ظاهر. ویژگی های تنگستن در قالب جلا به طوری که آن را برای زمان بسیار طولانی حفظ آینه، ظاهر براق است.
• توپ برای توپ نقطه قلم لوکس.

پیروزی - آلیاژ تنگستن

تقریبا در نیمه دوم از 1920s، بسیاری از کشورها آلیاژهای تولید برای ابزار، که تهیه شده از کاربید تنگستن و فلز کبالت برش را آغاز کرده اند. در آلمان، مانند آلیاژ به نام ویدیا، در ایالات متحده - Karbolit. در اتحاد جماهیر شوروی، چنین آلیاژ است به نام "برنده شوید." این آلیاژها عالی برای درمان از محصولات چدن بودند. پیروز شدن در یک آلیاژ فلزی با سطح بسیار بالایی از ایمنی است. این است که در فرم از صفحات از اشکال و اندازه های مختلف ساخته شده است.

فرآیند تولید Pobedita به شرح زیر است: یک کاربید تنگستن پودر، پودر خوب از نیکل یا کبالت، و همه چیز مخلوط و فشرده در قالب خاص است. بنابراین صفحه فشرده به عملیات حرارتی بیشتر در معرض. این را می دهد یک آلیاژ بسیار سخت است. این صفحات نه تنها برای برش چدن استفاده می شود، بلکه همچنین برای ساخت ابزار مته. تخته های pobedita لحیم در تجهیزات حفاری با استفاده از مس.

شیوع تنگستن در طبیعت

این فلز گسترش بسیار کمی در محیط زیست است. پس از همه عناصر 57 آن را می گیرد و در حال حاضر به عنوان تنگستن کلارک است. شیلیت و ولف رامیت - همچنین، این فلز مواد معدنی است. تنگستن مهاجرت به آبهای زیرزمینی و یا به عنوان یون خود و یا در قالب ترکیبات مختلف. اما بزرگترین غلظت ناچیز در آب های زیرزمینی است. این چند صدم mg / l است و عملا خواص شیمیایی آنها را تغییر دهید. تنگستن همچنین می توانید به بدن آب های طبیعی از گیاهان فاضلاب و کارخانه منتشر خواهد شد.

اثر بر روی بدن انسان

تنگستن به سختی در تماس با آب یا مواد غذایی می آید. ممکن است یک خطر استنشاق ذرات تنگستن همراه با هوا در محل کار وجود دارد. حال، با وجود متعلق به گروه های فلزات سنگین، تنگستن غیر سمی است. مسمومیت تنگستن تنها در کسانی که با تولید تنگستن متصل رخ می دهد. میزان اثر فلز در بدنه می تواند متفاوت باشد. به عنوان مثال، پودر تنگستن، کاربید تنگستن، و مانند یک ماده به عنوان اسید تنگستنی انیدریت، می تواند باعث آسیب ریه می شوند. علائم اصلی آن - ضعف، تب. علائم شدیدتر بوجود می آیند که آلیاژهای تنگستن مسموم شده است. این اتفاق می افتد از طریق استنشاق گرد و غبار و آلیاژهای منجر به برونشیت، فیبروز ریوی.

تنگستن فلزی، سقوط در داخل بدن انسان، در روده جذب نمی شود و به تدریج نمایش داده شود. ممکن است یک بزرگ ترکیبات خطر تنگستن متعلق به محلول را نمایندگی کند. آنها در طحال، استخوان و پوست سپرده خواهد شد. قرار گرفتن در معرض طولانی مدت از ترکیبات تنگستن می تواند علائمی مانند شکنندگی ناخن ها، لایه برداری پوست، انواع درماتیت.

سهام تنگستن در کشورهای مختلف

بزرگترین منابع تنگستن در روسیه، کانادا و چین هستند. دانشمندان پیش بینی است که در قلمرو داخلی واقع در 943000 تن از این فلز هستند. اگر ما معتقدیم که این برآوردها، اکثریت قریب به اتفاق از ذخایر واقع در جنوب سیبری و شرق دور. بسیار کمی شناخته شده است کسری منابع - آن تنها حدود 7 درصد است.

شده توسط تعدادی از سپرده ثابت از تنگستن روسیه فقط به چین دوم است. بسیاری از آنها در مناطق کاباردینو-بالکاریا و بوریاتیا واقع شده است. اما در این زمینه تنگستن خالص و سنگ معدن آن نیز حاوی مولیبدن، طلا، بیسموت، تلوریم، اسکاندیم، و مواد دیگر تولید نمی شود. دو سوم از حجم تنگستن نتیجه منابع روکشی در سنگ معدن نسوز، که در آن مواد معدنی volframosoderzhaschim اصلی شیلیت است پرداخته شده است. حساب سنگ سهم legkoobogatimyh برای تنها یک سوم از تولید می باشد. ویژگی های تنگستن تولید شده در روسیه کمتر از خارج از کشور است. سنگ معدن حاوی درصد زیادی از تری اکسید تنگستن. در روسیه، تعداد بسیار کمی از رسوبات آبرفتی فلز. شن و ماسه همچنین تنگستن کیفیت پایین با بسیاری از اکسیدهای هستند.

تنگستن در اقتصاد

تولید تنگستن جهانی شروع به از حدود 2009 رشد می کنند، زمانی که من شروع به بهبود می یابند صنعت آسیایی. بزرگترین تولید کننده تنگستن چین است. به عنوان مثال، در سال 2013 سهم تولید در این کشور برای 81 درصد از عرضه جهان است. حدود 12 درصد از تقاضا برای تنگستن مرتبط با تولید از وسایل روشنایی. به گفته کارشناسان، استفاده از تنگستن در این منطقه خواهد شد در طول درمان با لامپ های LED و فلورسنت در محیط داخلی و محل کار کاهش می یابد.

اعتقاد بر این است که وجود خواهد داشت به رشد تقاضا برای تنگستن در تولید تجهیزات الکترونیکی. مقاومت در برابر سایش بالا از تنگستن و توانایی آن برای حفظ برق این فلز مناسب برای تولید تنظیم کننده های ولتاژ. با این حال، از نظر تقاضا هنوز هم بسیار کوچک، و تخمین زده می شود که تا سال 2018 آن را فقط 2 درصد رشد می کنند. با این حال، به گفته دانشمندان پیش بینی است که در آینده ای نزدیک باید افزایش تقاضا برای کاربید سیمانی است. این است با توجه به رشد تولید خودرو در ایالات متحده، چین، اروپا، و افزایش در صنعت معدن. اعتقاد بر این است که تا سال 2018، تقاضا برای تنگستن خواهد 3.6٪ افزایش می دهد.