Химия металлов.Вольфрам

Министерство образования  и науки Российской Федерации 

Уфимский Государственный  Авиационный Технический Университет

 

 

 

 

 

 

 

 

Кафедра Общей химии

 

 

 

 

 

Контролируемая самостоятельная  работа студента

 

Химия металлов

Вольфрам

 

 

 

                                                                          

 

 

 Выполнила:

студентка ИНЭК

гр.ЭУП-136

 Габидуллина Т.Р.,

                                                                                  Проверила: Саяпова В.В.

 

Уфа-2008

Содержание 

 

Введение……………………………………………………………………..3

История открытия элемента………………………….……………………..4

Нахождение в природе  ………………………………………………..........5

Получение……………………………………………………………………7

Физические свойства………………………………………………..............9

Химические свойства…………………………………………….………..10

Применение………………………………………………………...............14

Диаграммы состояния……………………………………………………..15

Список литературы………………………………………………………...17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Вольфрам отличается от всех остальных металлов особой тяжестью, твердостью и тугоплавкостью. Давно известно выражение: «Тяжелый, как свинец». Правильнее было бы говорить: «Тяжелый, как вольфрам». Плотность вольфрама почти вдвое больше, чем свинца, точнее – в 1,7 раза. При этом атомная масса его несколько ниже: 184 против 207.

По тугоплавкости и  твердости вольфрам и его сплавы занимают высшие места среди металлов. Технически чистый вольфрам плавится при 3410°C, а кипит лишь при 6690°C. Такая температура – на поверхности Солнца!

А выглядит «король тугоплавкости» довольно заурядно. Цвет вольфрама  в значительной мере зависит от способа получения. Сплавленный вольфрам – блестящий серый металл, больше всего напоминающий платину. Вольфрамовый порошок – серый, темно-серый и даже черный (чем мельче зернение, тем темнее).

Металлический вольфрам имеет светло-серый цвет. После углерода у него самая высокая температура плавления среди всех простых веществ. Ее значение определено в пределах 3387–3422° С. У вольфрама – превосходные механические качества при высоких температурах и наименьший коэффициент расширения среди всех металлов. Вольфрам – один из наиболее тяжелых металлов с плотностью 19250 кг/м3.Решетка кубическая объемно центрированная, а = 0,31589 нм. Электропроводность вольфрама при 0° C – величина порядка 28% от электропроводности серебра, являющегося наиболее электропроводящим металлом. Чистый вольфрам довольно легко поддается обработке, однако обычно он содержит примеси углерода и кислорода, что и придает металлу известную всем твердость.

Вольфрам обладает очень  высоким модулем растяжения и  сжатия, очень высоким сопротивлением температурной ползучести, высокой тепло- и электропроводностью, высоким коэффициентом электронной эмиссии, который может быть еще улучшен сплавлением вольфрама с некоторыми оксидами металлов.

Цвет вольфрама в  значительной мере зависит от способа  получения. Сплавленный вольфрам – блестящий серый металл, больше всего напоминающий платину. Вольфрамовый порошок – серый, темно-серый и даже черный (чем мельче зернение, тем темнее).

Природный вольфрам состоит  из пяти стабильных изотопов с массовыми  числами 180, 182, 183, 184 (самый распространенный, его доля 30,64%) и 186. Из довольно многочисленных искусственных радиоактивных изотопов элемента №74 практически важны только три: вольфрам-181 с периодом полураспада 145 дней, вольфрам-185 (74,5 дня) и вольфрам-187 (23,85 часа). Все три эти изотопа образуются в ядерных реакторах при обстреле нейтронами природной смеси изотопов. Зарекомендовал себя в качестве высокоэффективной защиты от коррозии.

 

История открытия вольфрама

 

В 1783 г. испанские химики братья Элюар сообщили об открытии нового элемента. Разлагая саксонский минерал «вольфрам» азотной кислотой, они получили «кислую землю» – желтый осадок окиси какого-то металла, растворимый в аммиаке. В исходный минерал эта окись входила вместе с окислами железа и марганца. Братья Элюар предложили назвать новый элемент вольфрамом, а сам минерал – вольфрамитом.

Итак, кто открыл вольфрам? Братья Элюар? И да, и нет. Да –  потому, что они первые сообщили об этом открытии в печати. Нет –  потому, что за два года до этого  – в 1781 г. – знаменитый шведский ученый Карл Вильгельм Шееле обнаружил такую же точно «желтую землю», обрабатывая азотной кислотой другой минерал. Его называли просто «tungsten», т.е. «тяжелый камень» (по-шведски tung – тяжелый, sten – камень). Шееле далее нашел, что эта «земля» отличается от аналогичной молибденовой по цвету и некоторым другим свойствам, а в минерале она связана с окисью кальция. В честь Шееле минерал тунгстен переименовали в «шеелит».

Остается добавить, что  один из братьев Элюар был учеником Шееле и в 1781 г. работал в его лаборатории...

Обе стороны проявили в этом вопросе должное благородство: Шееле никогда не претендовал  на открытие вольфрама, а братья Элюар  не настаивали на своем приоритете.

Слово «вольфрам» немецкого происхождения. Известно, что раньше оно относилось не к металлу, а к главному минералу вольфрама – вольфрамиту. Есть предположение, что это слово было чуть ли не бранным. В XVI...XVII вв. «вольфрам» считали минералом олова. (Он действительно часто сопутствует оловянным рудам.) Но из руд, содержащих вольфрамит, олова выплавлялось меньше, кто-то словно «пожирал» его.

Так и появилось название, отразившее «волчьи повадки» вольфрама, – по-немецки Wolf – волк, а древнегерманское Ramm – баран.

В известном химическом реферативном журнале США или в справочных изданиях по всем химическим элементам Меллора (Англия) и Паскаля (Франция) тщетно было бы искать металл под названием «вольфрам». Элемент №74 называется в них иначе – тунгстен. Даже символ W (начальная буква слова Wolfram) получил всеобщее распространение лишь в последние годы: еще недавно в Италии и Франции писали Tu (начальные буквы от слова tungstene).

Нередко приходится слышать  о вольфрамовых бронзах. Что это  за металлы? Внешне они очень красивы. Золотистая вольфрамовая бронза имеет состав Na₂O · WO₂ · WO₃, а синяя – Na₂O · WO₂ · 4WO₃; пурпурно-красная и фиолетовая занимают промежуточное положение – соотношение WO₃ к WO₂ в них меньше четырех, но больше единицы. Как видно из формул, эти вещества не содержат ни меди, ни цинка, ни олова, т.е., строго говоря, они вовсе не бронзы. Они вообще не сплавы, так как здесь нет чисто металлических соединений: и вольфрам, и натрий окислены. Бронзу они, однако, напоминают не только цветом и блеском, но и твердостью, устойчивостью к химическим реагентам и большой электропроводностью.

 

Нахождение  в природе

Вольфрам мало распространен в природе, содержание в земной коре 1,3·10^-4% по массе. Вольфрам встречается в природе главным образом в виде окисленных сложных соединений, образованных трехокисью вольфрама WO₃ и окислами железа и марганца или кальция, а иногда свинца, меди, тория и редкоземельных элементов. Наиболее распространенный минерал, вольфрамит, представляет собой твердый раствор вольфраматов (солей вольфрамовой кислоты) железа и марганца (mFeWO₄ · nMnWO₄). Этот раствор – тяжелые и твердые кристаллы коричневого или черного цвета, в зависимости от того, какое соединение преобладает в их составе. Если больше гюбнерита (соединения марганца), кристаллы черные, если же преобладает железосодержащий ферберит – коричневые. Вольфрамит парамагнитен и хорошо проводит электрический ток.

Из других минералов  вольфрама промышленное значение имеет  шеелит – вольфрамат кальция CaWO₄. Он образует блестящие, как стекло, кристаллы светло-желтого, иногда почти белого цвета. Шеелит немагнитен, но он обладает другой характерной особенностью – способностью к люминесценции. Если его осветить ультрафиолетовыми лучами, он флуоресцирует в темноте ярко-синим цветом. Примесь молибдена меняет окраску свечения шеелита: она становится бледно-синей, а иногда даже кремовой. Это свойство шеелита, используемое в геологической разведке, служит поисковым признаком, позволяющим обнаружить залежи минерала.

Как правило месторождения  вольфрамовых руд связаны с областями  распространения гранитов. Крупные кристаллы вольфрамита или шеелита – большая редкость. Обычно минералы лишь вкраплены в древние гранитные породы. Средняя концентрация вольфрама в них всего 1–2%, поэтому извлекать его довольно трудно. Всего известно около 15 собственных минералов вольфрама. Среди них расоит и штольцит, представляющие собой две различные кристаллические модификации вольфрамата свинца PbWO₄. Другие минералы являются продуктами разложения или вторичными формами обычных минералов – вольфрамита и шеелита, например, вольфрамовая охра и гидротунгстит, являющийся гидратированным оксидом вольфрама, образовавшимся из вольфрамита; русселит – минерал, содержащий оксиды висмута и вольфрама. Единственный неоксидный минерал вольфрама – тунгстенит WS₂, основные запасы которого сосредоточены в США. Обычно содержание вольфрама в разрабатываемых месторождениях лежит в пределах от 0,3 до 1,0% WO₃.

Все вольфрамовые месторождения  имеют магматическое или гидротермальное  происхождение. В процессе охлаждения магмы происходит дифференциальная кристаллизация, поэтому шеелит и вольфрамит часто обнаруживаются в виде жил, там, где магма проникала в трещины земной коры. Большая часть вольфрамовых месторождений сосредоточена в молодых горных цепях – Альпах, Гималаях и Тихоокеанском поясе.

Крупнейшие зарубежные месторождения вольфрамита и шеелита находятся в Китае, Бирме, США, Боливии и Португалии. Наша страна тоже располагает значительными запасами минералов вольфрама, главные их месторождения находятся на Урале, Кавказе и в Забайкалье.

Ежегодная мировая добыча вольфрамовых руд составляет 5,95·10⁴ тонн в пересчете на металл, из которых 4,95·10⁴ тонн (83%) извлекается в Китае. В России добывается 3400 тонн, в Канаде – 3000 тонн.

На Кинг-Айленде в  Австралии добывается 2000–2400 тонн вольфрамовой руды в год. В Австрии шеелит добывается в Альпах (провинции Зальцбург и Штайермарк). В северо-восточной Бразилии разрабатывается совместное месторождение вольфрама, золота и висмута (шахты Канунг и месторождение Кальзас в Юконе) с предполагаемым запасом золота 1 млн. унций и 30 000 т оксида вольфрама. Мировым лидером в разработке вольфрамового сырья является Китай (месторождения Жианьши (60% китайской добычи вольфрама), Хуньань (20%), Юннань (8%), Гуаньдонь (6%), Гуаньжи и Внутренняя Монголия (2% каждое) и другие). Объемы ежегодной добычи в Португалии (месторождение Панасхира) оцениваются в 720 т вольфрама в год. В России основные месторождения вольфрамовых руд расположены в двух регионах: на Дальнем Востоке (Лермонтовское месторождение, 1700 т концентрата в год) и на Северном Кавказе (Кабардино-Балкария, Тырныауз). Завод в Нальчике перерабатывает руду в оксид вольфрама и паравольфрамат аммония.

Крупнейшим потребителем вольфрама является Западная Европа – ее доля на мировом рынке составляет 30%. По 25% от общего потребления приходится на Северную Америку и Китай, а 12–13% на долю Японии. Спрос на вольфрам в странах СНГ оценивается в 3000 тонн металла в год.

Получение вольфрама

Первая стадия получения вольфрама – обогащение руды, отделение ценных компонентов от основной массы – пустой породы. Методы обогащения – обычные для тяжелых руд и металлов: измельчение и флотация с последующими операциями – магнитной сепарацией (для вольфрамитных руд) и окислительным обжигом.

Полученный концентрат чаще всего спекают с избытком соды, чтобы перевести вольфрам в растворимое соединение – вольфрамит натрия. Другой способ получения этого вещества – выщелачивание; вольфрам извлекают содовым раствором под давлением и при повышенной температуре (процесс идет в автоклаве) с последующей нейтрализацией и осаждением в виде искусственного шеелита, т.е. вольфрамата кальция. Стремление получить именно вольфрамат объясняется тем, что из него сравнительно просто, всего в две стадии:

CaWO₄ -> H₂WO₄ или (NH₄)₂WO₄ -> WO₃

можно выделить очищенную от большей части примесей окись вольфрама.

Есть еще один способ получения  окиси вольфрама – через хлориды. Вольфрамовый концентрат при повышенной температуре обрабатывают газообразным хлором. Образовавшиеся хлориды вольфрама  довольно легко отделить от хлоридов других металлов методом возгонки, используя разницу температур, при которых эти вещества переходят в парообразное состояние. Полученные хлориды вольфрама можно превратить в окисел, а можно пустить непосредственно на переработку в элементарный металл.

Превращение окислов  или хлоридов в металл – следующая  стадия производства вольфрама. Лучший восстановитель окиси вольфрама  – водород. При восстановлении водородом  получается наиболее чистый металлический  вольфрам. Процесс восстановления происходит в трубчатых печах, нагретых таким образом, что по мере продвижения по трубе «лодочка» с WO₃ проходит через несколько температурных зон. Навстречу ей идет поток сухого водорода. Восстановление происходит и в «холодных» (450...600°C) и в «горячих» (750...1100°C) зонах; в «холодных» – до низшего окисла WO₂, дальше – до элементарного металла. В зависимости от температуры и длительности реакции в «горячей» зоне меняются чистота и размеры зерен выделяющегося на стенках «лодочки» порошкообразного вольфрама.

Восстановление может  идти не только под действием водорода. На практике часто используется уголь. Применение твердого восстановителя несколько  упрощает производство, однако в этом случае требуется белее высокая  температура – до 1300...1400°C. Кроме того, уголь и примеси, которые он всегда содержит, вступают в реакции с вольфрамом, образуя карбиды и другие соединения. Это приводит к загрязнению металла. Между тем электротехнике нужен весьма чистый вольфрам. Всего 0,1% железа делает вольфрам хрупким и малопригодным для изготовления тончайшей проволоки.

Получение вольфрама  из хлоридов основано на процессе пиролиза. Вольфрам образует с хлором несколько  соединений. С помощью избытка  хлора все их можно перевести  в высший хлорид – WC1₆, который разлагается на вольфрам и хлор при 1600°C. В присутствии водорода этот процесс идет уже при 1000°C.

Так получают металлический  вольфрам, но не компактный, а в виде порошка, который затем прессуют в токе водорода при высокой температуре. На первой стадии прессования (при нагреве до 1100...1300°C) образуется пористый ломкий слиток. Прессование продолжается при еще более высокой температуре, едва не достигающей под конец температуры плавления вольфрама. В этих условиях металл постепенно становится сплошным, приобретает волокнистую структуру, а с ней – пластичность и ковкость.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Физические  свойства

 

 

Свойство	Значение
Атомный номер	74
Атомная масса, а.е.м	183,84
Радиус атома, пм	141
Плотность, г/см³	19,3
Удельная теплоемкость, Дж/(K·моль)	24,27
Теплопроводность, Вт/(м·K)	173
Температура плавления, °С	3410
Температура кипения, °С	6690
Теплота плавления, кДж/моль	35
Теплота испарения, кДж/моль	824
Цвет искры	Прерывистый пучок искр с нитями темно-красного цвета
Внешний вид простого вещества	Тугоплавкий прочный  металл, стального  цвета или белый
Электронная конфигурация	4f14 5d4 6s2
Степени окисления	6, 5, 4, 3, 2, 0
Структура решетки	кубическая  объемно-центрированная

Табл 1

 

 

 

Химические свойства

В обычных условиях вольфрам химически стоек. При 400-500°С компактный металл заметно окисляется на воздухе до WO₃. Пары воды интенсивно окисляют его выше 600°С до WO₃. Галогены, сера, углерод, кремний, бор взаимодействуют с вольфрамом при высоких температурах (фтор с порошкообразным вольфрамом - при комнатной). С водородом вольфрам не реагирует вплоть до температуры плавления; с азотом выше 1500°С образует нитрид. При обычных условиях вольфрам стоек к соляной, серной, азотной и плавиковой кислотам, а также к царской водке; при 100°С слабо взаимодействует с ними; быстро растворяется в смеси плавиковой и азотной кислот. В растворах щелочей при нагревании вольфрам растворяется слегка, а в расплавленных щелочах при доступе воздуха или в присутствии окислителей - быстро; при этом образуются вольфраматы. В соединениях вольфрам проявляет валентность от 2 до 6, наиболее устойчивы соединения высшей валентности.

Вольфрам образует четыре оксида: высший - WO₃ (вольфрамовый ангидрид), низший - WO₂ и два промежуточных W₁₀О₂₉ и W₄O₁₁. Вольфрамовый ангидрид - кристаллический порошок лимонно-желтого цвета, растворяющийся в растворах щелочей с образованием вольфраматов. При его восстановлении водородом последовательно образуются низшие оксиды и вольфрам. Вольфрамовому ангидриду соответствует вольфрамовая кислота H₂WO₄ - желтый порошок, практически не растворимый в воде и в кислотах. При ее взаимодействии с растворами щелочей и аммиака образуются растворы вольфраматов. При 188°С Н₂WО₄ отщепляет воду с образованием WO₃. С хлором вольфрам образует ряд хлоридов и оксихлоридов. Наиболее важные из них: WCl₆ (t_пл 275°С, t_кип 348°C) и WO₂Cl₂ (t_пл 266°С, выше 300°С сублимирует), получаются при действии хлора на вольфрамовый ангидрид в присутствии угля. С серой вольфрам образует два сульфида WS₂ и WS₃. Карбиды вольфрама WC (t_пл2900°C) и W₂C (t_пл 2750°С) - твердые тугоплавкие соединения; получаются при взаимодействии вольфрама с углеродом при 1000-1500°С.

Оксигалогениды WOHal 4 (Hal = F, Cl, Br) получают взаимодействием вольфрама с галогеном при нагревании в присутствии паров воды:

W + H₂O + 3Cl₂ = WOCl₄ + 2HCl

Реакция вольфрама с  кислородом идет при нагревании, особенно легко – в присутствии паров  воды. Если вольфрам нагревать на воздухе, то при 400...500°C на поверхности металла  образуется устойчивый низший окисел WO₂; вся поверхность затягивается коричневой пленкой. При более высокой температуре сначала получается промежуточный окисел W₄O₁₁ синего цвета, а затем лимонно-желтая трехокись вольфрама WO₃, которая возгоняется при 923°C.

W + O₂ 

WO₂

W + O₂ 

  W₄O₁₁

W + O₂ 

  WO₃

 

С серой вольфрам образует два сульфида WS₂ и WS₃

Нагревая вольфрам в присутствии азота при температуре 1400-1500°C получают нитрид вольфрама WN₂

Вольфрам образует два  фосфида: WP₂ и WP. Первый получается действием РН₃ на WCl, взаимодействием вольфрама с фосфором при 700—950°, реакцией между WO₃ и фосфором при 550° с последующей отмывкой полученного продукта спиртом и эфиром. WP получается диссоциацией или восстановлением дифосфида. Оба фосфида — кристаллические порошки: WP₂ — черный, WP — серый. WP более стоек, чем WP₂, не разлагается водой, растворами НСl и щелочей, но разлагается другими кислотами.

Дисилицид вольфрама WSi₂ получают взаимодействием паров Si с W в вакууме при 1150-1350 °С; восстановлением SiCl₄ водородом на нагретой до 1100-1800°С поверхности W; по реакции 4SiCl₂ + W = WSi₂ + 2SiCl₄.

Борид вольфрама (пентаборид дивольфрама) W₂B₅ получают взаимодействием WO₃ с В₄С и С в вакууме при 1150-1300 °С.

 

Взаимодействие вольфрама с неорганическими соединениями

 

Взаимодействие вольфрама с водой:

 

W + 6Н₂О = W(OH)₆ +  3Н_{2 (газ)}

W - 6ē → W⁶⁺                                            φ_восст = 0,11 В

6 

2H⁺OH^- + 2ē → Н₂ + 2OH^-                       φ_ок =  -0,413 В

 

ΔG° = – zF(φ_ок – φ_восст) = -6 ∙ 96500 ∙ (– 0,413 – 0,11) = 302,817 кДж/моль – реакция термодинамически невозможна.

 

 

 

Взаимодействие с водными растворами щелочей:

              W + 4NaOH +2Н₂О = Н₂ + W(OH)₆ + 4Na⁺

     W - 6ē → W²⁺                                            φ_восст = 0,11 В

6

     2H⁺OH^- + 2ē → Н₂ + 2OH^-                       φ_ок =  -0,59 В

 

ΔG° = – zF(φ_ок – φ_восст) = -6 ∙ 96500 ∙(-0,59 – 0,11) = 405,3 кДж/моль -

реакция термодинамически невозможна.

 

Взаимодействие  с соляной кислотой HCl:

W + 6HCl = WCl₆ + 3Н₂

W - 6ē → W⁶⁺                                            φ_восст = 0,11 В

6

                  2H⁺ + 2ē → Н₂                                            φ_ок =  -0,059 B

 

ΔG° = – zF(φ_ок – φ_восст) = -6 ∙ 96500 ∙(-0,059 – 0,11) = 97,851 кДж/моль - реакция термодинамически возможна.

 

Взаимодействие  с разбавленной серной кислотой H₂SO₄:

W + 3Н₂SO₄(разб.) = 3Н₂ + W(SO₄)₃

 W - 6ē → W⁶⁺                                            φ_восст = 0,11 В

6 

                  2H⁺ + 2ē → Н₂                                            φ_ок =  -0,059 B

 

ΔG° = – zF(φ_ок – φ_восст) = -6 ∙ 96500 ∙(-0,059 – 0,11) = 97,851 кДж/моль - реакция термодинамически возможна.

 

Взаимодействие  с концентрированной серной кислотой H₂SO₄ (вольфрам – среднеактивный металл):

 

W + 4Н₂SO₄ (конц.) = W(SO₄ )₃+ 4Н₂О + S

 W - 6ē → W⁶⁺                                            φ_восст = 0,11 В

6

             (S⁶⁺O₄₎^2- + 6ē + 8H⁺ → S° + 4Н₂О           φ_ок =  0,36 В

ΔG° = – zF(φ_ок – φ_восст) = -6 ∙ 96500 ∙ (0,36 – 0,11) = - 144,75 кДж/моль - реакция термодинамически возможна.

 

 

Взаимодействие  с концентрированной азотной  кислотой HNO₃:

W + 12HNO₃ (конц.) = W(NO₃)₆ + 6Н₂О + 6NO₂

 W - 6ē → W⁶⁺                                            φ_восст = 0,11 В

6

          (N ⁺⁵O₃)^- + 1 ē + 2H⁺→ NO₂+ Н₂О              φ_ок =  0,78 В

 

ΔG° = – zF(φ_ок – φ_восст) = -6 ∙ 96500 ∙ (0,78 – 0,11) = -387,93кДж/моль - реакция термодинамически возможна.

 

 

Взаимодействие  с разбавленной азотной кислотой HNO₃:

W + 12HNO₃ (разб.) = W(NO₃)₆ + 4Н₂О + 2NO

 W - 6ē → W⁶⁺                                            φ_восст = 0,11 В

6

             (N ⁺⁵O₃)^- + 3 ē + 4H⁺ → NO + 2Н₂О         φ_ок =  0,957 В

 

ΔG° = – zF(φ_ок – φ_восст) = -6 ∙ 96500 ∙ (0,957 – 0,11) = - 490,413 кДж/моль - реакция термодинамически возможна.

 

 

 

Применение

Мировое производство вольфрама – примерно 30 тыс. т в год. Из вольфрамовой стали и других сплавов, содержащих вольфрам или его карбиды, изготовляют танковую броню, оболочки торпед и снарядов, наиболее важные детали самолетов и двигателей.

Вольфрам – непременная  составная часть лучших марок инструментальной стали. В целом металлургия поглощает почти 95% всего добываемого вольфрама. (Характерно, что она широко использует не только чистый вольфрам, но главным образом более дешевый ферровольфрам – сплав, содержащий 80% W и около 20% Fe; получают его в электродуговых печах).

Вольфрамовые сплавы обладают многими замечательными качествами. Так называемый тяжелый металл (из вольфрама, никеля и меди) служит для  изготовления контейнеров, в которых  хранят радиоактивные вещества. Его  защитное действие на 40% выше, чем у свинца. Этот сплав применяют и при радиотерапии, так как он создает достаточную защиту при сравнительно небольшой толщине экрана.

Сплав карбида вольфрама  с 16% кобальта настолько тверд, что  может частично заменить алмаз при  бурении скважин. Псевдосплавы вольфрама с медью и серебром – превосходный материал для рубильников и выключателей электрического тока высокого напряжения: они служат в шесть раз дольше обычных медных контактов.

Применение чистого  металла и вольфрамсодержащих сплавов основано, главным образом, на их тугоплавкости, твердости и химической стойкости. Чистый вольфрам используется для изготовления нитей электрических ламп накаливания и электронно-лучевых трубок, в производстве тиглей для испарения металлов, в контактах автомобильных распределителей зажигания, в мишенях рентгеновских трубок; в качестве обмоток и нагревательных элементов электрических печей и как конструкционный материал для космических и других аппаратов, эксплуатируемых при высоких температурах. Быстрорежущие стали (17,5–18,5% вольфрама), стеллит (на основе кобальта с добавлением Cr, W, С), хасталлой (нержавеющая сталь на основе Ni) и многие другие сплавы содержат вольфрам. Основой при производстве инструментальных и жаропрочных сплавов является ферровольфрам (68–86% W, до 7% Mo и железо), легко получающийся прямым восстановлением вольфрамитового или шеелитового концентратов. «Победит» – очень твердый сплав, содержащий 80–87% вольфрама, 6–15% кобальта, 5–7% углерода, незаменим в обработке металлов, в горной и нефтедобывающей промышленности.

Вольфраматы кальция  и магния широко используются во флуоресцентных устройствах, другие соли вольфрама  используются в химической и дубильной  промышленности. Дисульфид вольфрама  представляет собой сухую высокотемпературную  смазку, стабильную до 500° С. Вольфрамовые бронзы и другие соединения элемента применяются в изготовлении красок. Многие соединения вольфрама являются отличными катализаторами.

Незаменимость вольфрама  в производстве электроламп объясняется  не только его тугоплавкостью, но и пластичностью. Из одного килограмма вольфрама вытягивается проволока длиной 3,5 км, т.е. этого килограмма достаточно для изготовления нитей накаливания 23 тыс. 60-ваттных лампочек. Именно благодаря этому свойству мировая электротехническая промышленность потребляет всего около 100 т вольфрама в год.

 

Диаграммы состояния

 

Вольфрам  – хром (W – Cr)

При кристаллизации хром образует с вольфрамом непрерывный  ряд твердых растворов, который  при температуре ниже 1677⁰С и содержаний 50% (ат.) W распадается на два твердых раствора (Cr) и (W). В системе предполагается образование промежуточной фазы при 75% (ат.) W, состав, область существования и характер образования которой еще окончательно не изучены.

Вольфрам  – железо (W – Fe)

Согласно диаграмме состояния растворимость вольфрама максимальная растворимость вольфрама в твердом растворе при 600° С = около 6% . При 1540⁰ С она равна 30% и снижается до ~5% при 20°С. Область замыкается при 4% (ат.) W.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  литературы

 

1.  Химия металлов, пер. с рум. к.х.н. Д.Г. Батыра и к.т.н. Х.Ш. Харитона, - М.: Мир, 1972.
2. Химия: Учеб. пособие / В.Н. Асадник, Е.Н. Зубович, А.П. Пугач. – Мн.: Книжный дом, 2006. – 416с.
3. Диаграммы состояния двойных металлических систем. Справочник: в 3-х томах: том 3, кн.1 / под общ. ред. Ляпишева – М.: машиностроение, 2001. – 448с.
4. http://specmetal.ru/
5. http://ru.science.wikia.com
6. http://www.xumuk.ru/bse/540.html