Tất tật các thông tin cơ bản về Volfram

Vonfram là một kim loại màu bạc xỉn với điểm nóng chảy cao nhất của bất kỳ kim loại nguyên chất nào.

Còn được gọi là Wolfram, từ đó nguyên tố lấy biểu tượng của nó, W, vonfram có khả năng chống vỡ hơn kim cương và cứng hơn thép rất nhiều. Đó là đặc tính độc đáo của kim loại chịu lửa – sức mạnh và khả năng chịu được nhiệt độ cao – khiến nó trở nên lý tưởng cho nhiều ứng dụng thương mại và công nghiệp.

Tính chất

• Biểu tượng nguyên tử: W
• Số nguyên tử: 74
• Loại nguyên tố: Kim loại chuyển tiếp
• Mật độ: 19,24 g / cm3
• Điểm nóng chảy: 3422 ° C
• Điểm sôi: 5555 ° C
• Độ cứng của Moh: 7.5

Sản xuất volfram

Vonfram chủ yếu được chiết xuất từ ​​hai loại khoáng sản, wolframite và scheelite. Tuy nhiên, tái chế vonfram cũng chiếm khoảng 30% nguồn cung toàn cầu. Trung Quốc là nhà sản xuất kim loại lớn nhất thế giới, cung cấp hơn 80% nguồn cung của thế giới.

Khi quặng vonfram đã được xử lý và tách ra, dạng hóa học, ammonium paratungstate (APT), được sản xuất. APT có thể được nung nóng bằng hydro để tạo thành oxit vonfram hoặc sẽ phản ứng với carbon ở nhiệt độ trên 1050 °C để tạo ra kim loại vonfram.

Các ứng dụng của volfram

Ứng dụng chính của vonfram trong hơn 100 năm là dây tóc trong bóng đèn sợi đốt. Được pha tạp với một lượng nhỏ silicat kali-nhôm, bột vonfram được thiêu kết ở nhiệt độ cao để tạo ra dây tóc nằm ở trung tâm của bóng đèn chiếu sáng hàng triệu ngôi nhà trên khắp thế giới.

Do khả năng giữ hình dạng của vonfram ở nhiệt độ cao, các sợi vonfram hiện cũng được sử dụng trong nhiều ứng dụng gia đình, bao gồm đèn, đèn pha, bộ phận làm nóng trong lò điện, lò vi sóng, ống tia X và ống tia âm cực (CRTs ) trong màn hình máy tính và tivi. Khả năng chịu nhiệt của kim loại cũng khiến nó trở nên lý tưởng cho các cặp nhiệt điện và tiếp xúc điện trong lò hồ quang điện và thiết bị hàn. Các ứng dụng đòi hỏi một khối lượng tập trung hoặc trọng lượng, chẳng hạn như đối trọng, tàu đánh cá và phi tiêu thường sử dụng vonfram vì sức nặng của nó.

Cacbua vonfram

Cacbua vonfram được sản xuất bằng cách liên kết một nguyên tử vonfram với một nguyên tử carbon duy nhất (được biểu thị bằng ký hiệu hóa học WC) hoặc hai nguyên tử vonfram với một nguyên tử carbon (W2C). Nó được thực hiện bằng cách nung bột vonfram với carbon ở nhiệt độ 1400 ° C đến 1600 ° C trong dòng khí hydro.

Theo thang độ cứng của Moh (thước đo khả năng trầy xước của một vật liệu khác), cacbua vonfram có độ cứng 9,5  chỉ thấp hơn kim cương một chút. Vì lý do này, hợp chất cứng này được thiêu kết, một quá trình đòi hỏi phải ép và nung nóng dạng bột ở nhiệt độ cao, để tạo ra các sản phẩm được sử dụng trong gia công và cắt. Kết quả là các vật liệu có thể hoạt động trong điều kiện nhiệt độ và áp lực cao, chẳng hạn như mũi khoan, dụng cụ máy tiện, dao phay và đạn xuyên giáp.

Cacbua xi măng được sản xuất bằng cách sử dụng kết hợp cacbua vonfram và bột coban, và được sử dụng để sản xuất các công cụ chống mài mòn, như các công cụ được sử dụng trong ngành khai thác mỏ. Trên thực tế, cỗ máy khoan hầm được sử dụng để đào Đường hầm Kênh nối Anh với Châu Âu, trên thực tế, được trang bị gần 100 mũi cacbua xi măng.

Hợp kim vonfram

Kim loại vonfram có thể được kết hợp với các kim loại khác để tăng sức mạnh và khả năng chống mài mòn và ăn mòn. Hợp kim thép thường chứa vonfram cho các đặc tính có lợi này. Nhiều loại thép tốc độ cao – được sử dụng trong các công cụ cắt và gia công như lưỡi cưa – chứa khoảng 18% vonfram.

Hợp kim thép vonfram cũng được sử dụng trong sản xuất vòi phun động cơ tên lửa, phải có đặc tính chịu nhiệt cao. Các hợp kim vonfram khác bao gồm Stellite (coban, crom và vonfram), được sử dụng trong ổ trục và pít-tông do độ bền và khả năng chống mòn, và Hevimet, được chế tạo bằng cách thiêu kết bột hợp kim vonfram và được sử dụng trong đạn, thùng phi tiêu và câu lạc bộ golf. Superalloys làm bằng coban, sắt hoặc niken, cùng với vonfram, có thể được sử dụng để sản xuất lưỡi tuabin cho máy bay.