)钢铁工业。很多特种钢中都包含钨。高速钢中含有9%以上的钨,其特点是直到650℃的高温仍能够保持高的硬度和耐磨性★◁□…。合金工具钢中含有最多可接近10%
1781年,Scheler发表了在瑞典发现的矿石tunsten的报告◁△□,有该矿石经过反应得到白色沉淀物,其中还有一种金属的氧化物,并不是钼的氧化物★=■。
李国钦(1892-1961),湖南人,1911年▲☆,在湖南省五岭山脉上除冈仙方◁▪……,发现了一种国内还未见到的黑色矿砂,被他命名为▪■★▪=“钨”。这是中国首次发现的钨矿☆▲●□,在我国矿冶工业史上具有重要的地位。
仲钨酸铵,英文缩写为APT,是白色结晶,主要用于制造三氧化钨或蓝色氧化钨制金属钨粉。仲钨酸铵加热至600℃以上失去全部氨和结晶水,会转化为黄色的三氧化钨=▽•★◁。
6)密封与屏蔽。由于钨的热胀性与硅酸硼玻璃类似,所以可用来做玻璃/金属密封pg电子网站△=。在放射性医学中钨被用作屏蔽物质,由于氟脱氧葡萄糖中的高能氟-18铅容器无法使用,所以运输氟脱氧葡萄糖一般用钨容器。7
钨能够以纯金属状态使用,还可以合金状态使用◇…◇•。合金状态主要包括合金钢(特别是钨钢)、硬质合金、强热合金、耐磨合金等。
)具有高的硬度、耐磨性★★。硬质合金中的钴是作为粘结剂金属,能够提高合金的强度。硬质合金都是用粉末冶金法制造的。即使是加热到1000℃以上□•◇•▼…,硬质合金仍具有高的硬度和良好的耐磨性=▷•。硬质合金刀具的切削加工速度能够远远地超过工具钢刀具。硬质合金主要的应用领域包括切削工具=▷、拉丝模○▲、矿山工具等◇☆△…-。关于硬质合金▪▪•,可参考本刊2011年的文章《工业的牙齿——硬质合金》。
而含有铁与锰的氧化物。图2),从这种矿石中分离出一种金属氧化物,中国国土资源报。
这就成了钨的拉丁名称,图3),蓝色氧化物(WO2.90◆◇,但这种矿石不含有石灰,紫色氧化物(WO2.72)和棕褐色氧化物(WO2)?
全世界钨矿中白钨矿约占70%,其余是黑钨矿。按照目前的消耗速度,钨的矿藏仅够使用约140年。所以现在也采用回收的方法来获得钨。回收的钨比钨矿含量还要高,是可行的□■△○。
钨矿主要有黑钨矿、白钨矿、钨铁矿等。钨矿主要分布在中国、美国▪●◆●•、俄罗斯、玻利维亚、葡萄牙以及韩国。中国是生产与使用钨的大国■■▽●□▼,钨的资源储量接近世界总储量的三分之二•★,产量与出口量也都居世界第一。全国钨资源储量主要分布于湖南、江西与河南。湖南是以白钨矿为主,江西则是以黑钨矿为主。
钨粉是以氧化钨为原料用氢气还原而得到。采用氢还原法制取钨粉的工艺过程一般分为两个阶段:第一阶段在500~700℃温度下☆▪,三氧化钨还原成二氧化钨;第二阶段在700~900℃温度下◇▼▲,二氧化钨还原成钨粉。还原的化学反应方程式如图4所示。还原反应常在管式电炉或回转式炉中进行•-▼▽□。钨粉的制取除了氢还原法外,早期还有采用碳还原法的◇▲◆○,但是用这种方法得到的钨粉纯度较低□-,现在已基本上不用。
旋锻温度也逐渐降至1150~1250℃。2008-12-24简介:《金属世界》依托于中国金属学会◆◇□•△、中国有色金属学会,元素符号定为W。12▪=.李桂芬,就称它为wolfram。建立钨战略储备正当时☆◁◁,1783年▲●,与Scheler勒从tungsten中分离出的金属氧化物非常相似,在瑞典跟从Scheler工作的人员研究德国出产的一种棕黑色矿石●■○•▼▼,称之为wolframite★☆。
俗话说“真金不怕火炼◁◇▽▽”▼▲,是由于金的熔点较高◆=,有1063℃,并且金不能燃烧◇▪▷,在加热的情况下会被空气中的氧气氧化而变质,高温条件下性质稳定◇◁▽▪●,所以一般情况下=○-,金不会熔掉。现在往往用来比喻人的品质好、意志坚强,经得起任何考验▼▽。这当然没错。但是▲…○☆-◆,如果仅仅是从材料的熔点来看★★▲▪,就应该是“真钨不怕火炼”了,这是因为钨具有最高的熔点▪•。
5.2%~6.2%○•■•,具有高的磁化强度和矫顽磁力•□▼•▪。在军事领域▼◁•▼▼,例如枪、炮、坦克等装备中的耐压、耐热等部件,大都是采用钨钢而制作。这样的炮筒★◁◆=☆◆、枪筒▪▼•☆○,即使是连续射击使得筒身发热滚烫,也能够保持良好的性能,包括强度□…•、韧性与弹性等●◆▪…。图10.是超耐磨钨钢手表•=◆◇☆,图11是钨钢锯片•☆。
3000℃。在此情况下,熔点最高的钨质喷管也不能胜任=…★=…▷。为了解决这一问题○□•▲□▪,科学家制造了一种新型钨合金——•▷…“自冷却渗银(铜)钨合金”,在多孔的钨骨架中渗入低熔点的银(或铜)。当火箭在空中高速飞行时,用这种新合金制造的高温高压喷管内的银(铜)在高温下首先蒸发,就如同人或动物出汗一样◆-▼★…,吸收大量的热-▲△。这样▼●,就能够自动冷却=▪,并防止温升过高,即使是遭受3000℃高温••△◁◁…,喷管仍能够保持原有性质与功能。图16
20世纪20年代以WC为主要成分的硬质合金被成功研制开发,这可以说是钨的发展史中的一个重要里程碑▲◆。硬质合金各方面的性能都超过了最好的工具钢,逐渐得到了广泛的使用◇★▽。
早在18世纪50年代就发现了钨能够提高钢的性能。但直到19世纪末□◆…△◇、20世纪初,钨钢才开始生产与广泛应用。
和W-Ag合金,兼有钨的耐磨性△★…、高温性能与铜(银)的良好的导热性、导电性。是非常好的触头材料△★▼◁,可以用来制造断路器、闸刀开关、点焊电极等部件。成分为W(90%~95%)-Ni-Cu或W-Ni-Fe的高比重合金,可用于制造飞行器控制舵的平衡锤、陀螺仪转子、放射性同位素的放射护罩等。用高比重钨合金制成穿甲弹头◆▷▼▲◇☆,能提高炮弹性能,用高比重钨合金制成的陀螺仪的惯性元件,能提高仪器的稳定性与控制精度。图
1900年,俄国科学家建议应用钨丝作为照明灯泡中的发热丝,其性能远远高于碳丝▷…。1909年俄国采用粉末冶金法的工艺方法制备钨,使钨这种金属逐渐在电真空技术领域得到了广泛应用。
、直径只有0.01mm的细丝。这种细丝在高达3000℃的环境中,仍具有一定强度,而且发光率高□▽○-,使用寿命长,是制造各种灯泡灯丝的上选材料★•★。白炽灯、碘钨灯◁◁,以及世界上最新颖的灯泡、灯管,都在使用钨丝▲▽▷。钨丝、钨带等还用于电子管生产、无线电电子学和X射技术中☆=。高的发光效率能够由高的工作温度来保证★★◆▼,而丝的长寿命则可以由小的蒸发速度来保证。钨丝还可以用于制造电子振荡管的部件(例如阴极与栅极),高压整流器的阴极,各种电子仪器中的旁热阴极加热器等。钨还可以做X光管和气体放电管的阴极,无线电设备的触头★•□、原子氢焊枪的电极等。作为高温炉(
3)热强和耐磨合金。热强合金都含有最难熔的金属钨,在要求强烈耐磨的零部件中,大多使用热强和耐磨合金,例如航空发动机的一些部件、涡轮机的叶轮○•、挖掘机的零部件等●☆▪☆★•。在航空和航天领域,以及要求高热强度的机器零件,发动机、仪表仪器等部门中,采用钨及其合金用作热强材料。图12是发电的海上涡轮机●☆,图13是水平尾翼,垂直尾翼及控制舵。
后来的研究证明,被称作tungsten的白钨矿,其化学成分是钨酸钙CaWO4◁●▼;而黑钨矿(wolfram)的化学成分是钨酸铁锰(Fe,Mn)WO4。
内容导读:钨的熔点3410±20℃,是熔点最高的金属。钨是稀有金属■▽▼▷,也是重要的战略物资☆●。钨具有一系列优异的性能。钨的蒸气压很低,蒸发速度也较小pg电子网站,非常耐高温;化学性质也十分稳定,防腐性能非常好,在盐酸、硫酸和硝酸等强酸中都不溶解☆•▽◆◆▷;密度在非贵金属中最高;硬度在金属中名列前茅;可塑性强•◁;杨氏模量与强度高。钨及其合金基本上是采用粉末冶金的方法所制备。钨在许多领域以纯金属状态与合金状态而得到广泛应用。钨主要应用的工业领域有钢铁工业(高速钢、钨钢■-◁…□、钨磁钢等)□△□◆、硬质合金、热强和耐磨合金、触头与高比重合金▲▪▲、电真空照明材料、密封与屏蔽pg电子网站、发汗材料等。
三氧化钨是柠檬黄色的晶体粉末,密度为7.2~7•▷◆◇◁.4g/cm3,熔点约为1470℃,沸点在1700~2000℃之间,在700~900℃时,三氧化钨很容易被氢、一氧化碳和碳还原成金属钨。二氧化钨是一种巧克力色的粉末,密度为10…-△□.9~11.1g/cm3,沸点约为1700℃,在1020℃,二氧化钨可被还原成金属钨••◆。
钨,元素符号W=●,灰黑色金属,有延展性,密度19•☆▽.35g/cm3,熔点3410±20℃,是金属中熔点最高的,沸点5660℃◁★○●。钨的英文名称是tunsten•▷-△,瑞士文中△☆•◇▷●“tung”的意思是“重○-◇●…”;“sten” 的意思是△•△★△▼“石头△▪”,因此钨早期曾被译成△●▽▷•“重石●•○-…■”☆◇…▲◁☆。
垂熔是直接通电于粉末压坯,通过自身的电阻发热,从而进行烧结的方法△■□。主要用于钨、钼等难熔金属的高温烧结。垂熔一般在水冷钟罩式垂熔炉内进行。
钨具有一系列优异的性能。熔点最高,蒸气压很低,蒸发速度也较小▽◆•,极耐高温,只有加热到很高温度,才能进行压力加工◇…;化学性质稳定◁▲△-△,防腐性能非常好•-◁◇▽,在室温下与空气和水都不发生作用=◆■▽,在盐酸□◁…■▪•、硫酸和硝酸中都不溶解■▽;密度在非贵金属中最高;莫氏硬度7.5,维氏硬度3430 MPa,在金属中名列前茅●▷…★☆◁;可塑性强,能够拔成直径仅有0△-.01mm的细丝;杨氏模量高达411GPa。
1900年在巴黎世界展览会上首次展出了高速切削工具钢(高速钢),性能优异-▽,其切削速度是普通工具钢的数倍。高速钢的出现是金属切削加工领域的重大技术进步。此后,钨的制备工业得到了迅猛的发展。钨也就成为了最重要的合金元素之一。
贾成厂,男,日本TOHOKU大学博士,日本神奈川科技园博士后△◇★,北京科技大学教授、博士生导师…▲●☆★☆,,★▼○☆,主要社会兼职有中国复合材料学会理事、中国金属学会粉末冶金分会副理事长兼秘书长-☆▲,《复合材料学报》、《粉末冶金技术》、《粉末冶金工业》等期刊的编委。主编、参译学术专着12本,获国家发明专利20余项,获教育部科技进步二等奖等多项奖励,发表学术论文190余篇,其中被SCI检索70余篇,被EI检索130余篇,单篇他引次数超过100次。
以钨丝为例,其制备工艺如图1所示。包括由钨精矿分解○•◆■、净化、结晶制备仲钨酸铵;焙烧仲钨酸铵得到氧化钨;用氢气还原氧化钨得到钨粉•▪●;研制钨粉得到压坯;对压坯进行预烧结提高其强度●••=▼-;对预烧结坯体直接通电烧结◇□▲○◁,即垂熔;对垂熔后的烧结体实施旋锻☆◆●…,得到钨棒;多道拔丝。
垂熔后经连续在大、中、小型号的旋锻机上逐渐加工成φ3▼△○•▷.0mm左右的锻杆。以报道中国冶金、有色金属及金属加工工业发◇◁■■...钨有四种稳定的氧化物:黄色氧化物(WO3…○,并且他们从这一金属氧化物中分离出金属△●☆=•◇,
周武平△◇▷◇,男-○…=★☆,钢铁研究总院教授级高级工程师,安泰科技股份有限公司副总裁○=■,研究领域为难熔金属材料及粉末冶金材料,获国家级○=▽、省部级奖等多项奖励•▽▼,发表学术论文的他引次数325次。
对于金属材料(例如钢铁、铜☆■▷□▲▼、铝等),一般是采用熔炼•☆-、凝固(铸造)的方法来制备。但是对于金属钨…△…,由于其熔点非常高,所以使其熔化所需要的能量就高,难度很大,成本也高◁▲。虽然说也可以采用电子束熔炼的方法将钨熔化,但却不能像一般的金属那样在炉(坩埚)中熔炼◁△△☆★•,在铸模中凝固◇▼◁◆。这是由于现在所能够使用的所有耐火材料(氧化铝○•、氧化镁等)的熔点都远低于钨的熔点□△■△◇▲。因此,现在人们所使用的钨及其合金,几乎都是用粉末冶金的方法所制备的。
当前,在我国,不仅需要加大力度来控制钨开采总量,还应该制定与完善产业政策,建立四位一体的国家钨储备机制◇☆▼◆◇□,包括钨资源的战略储备、钨产品的商业储备、行业的自律与行业监管…•…•。还应尽快建立相关的法律体系,确保国家储备机制的有效运行。这样做,对保护钨的资源•□,稳定钨的市场,保障国家经济安全和战备安全都都具有重要的意义▽☆◇。