การประยุกต์ใช้และการใช้ทังสเตน คุณสมบัติทางเคมีของทังสเตน

ทังสเตนเป็นโลหะที่ทนไฟได้มากที่สุด องค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะเท่านั้นที่มีจุดหลอมเหลวสูงกว่า - คาร์บอน แต่มีอยู่ในรูปของเหลวก็ต่อเมื่อ ความกดดันสูง. ภายใต้สภาวะมาตรฐาน ทังสเตนมีความคงตัวทางเคมี

ประวัติและที่มาของชื่อ

ชื่อ Wolframium ถูกย้ายไปยังองค์ประกอบจากแร่ wolframite ที่รู้จักกันในสมัยศตวรรษที่ 16 ภายใต้ชื่อ "หมาป่าโฟม" - lat. spuma lupi หรือเยอรมัน วูล์ฟ ราห์ม. ชื่อนี้เกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่าทังสเตนซึ่งประกอบกับแร่ดีบุกเข้าไปแทรกแซงการถลุงดีบุกแล้วถ่ายโอนไปยังโฟมตะกรัน ("มันกินดีบุกเหมือนหมาป่าแกะ")

คุณสมบัติทางกายภาพ

ทังสเตนเป็นโลหะสีเทาอ่อนเป็นมันเงา มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดที่พิสูจน์แล้วสูงสุด (สันนิษฐานว่าซีบอร์เจียมจะทนไฟได้มากกว่าเดิม แต่จนถึงขณะนี้ไม่สามารถระบุได้อย่างแน่ชัด - อายุการใช้งานของซีบอร์เจียมสั้นมาก) จุดหลอมเหลว - 3695 (3422 ° C) เดือดที่ 5828 (5555 ° C) ความหนาแน่นของทังสเตนบริสุทธิ์คือ 19.25 g/cm³ มีคุณสมบัติพาราแมกเนติก (ความไวแม่เหล็ก 0.32⋅10 −9) ความแข็งแบบบริเนล 488 กก./มม.² ความต้านทานไฟฟ้าที่ 20 °C - 55⋅10 −9 Ohm m ที่ 2700 °C - 904⋅10 −9 Ohm m. ความเร็วของเสียงในทังสเตนอบอ่อนคือ 4290 m/s

ทังสเตนเป็นโลหะหนักที่สุด แข็งที่สุด และทนไฟที่สุดชนิดหนึ่ง ในรูปแบบบริสุทธิ์ มันเป็นโลหะสีเงิน-ขาว คล้ายกับแพลตตินั่ม ที่อุณหภูมิประมาณ 1600 ° C มันยืมตัวเองได้ดีในการตีขึ้นรูป และสามารถดึงเป็นเกลียวบาง ๆ ได้ โลหะมีความทนทานสูงในสุญญากาศ

คุณสมบัติทางเคมี

2 W + 4 H NO 3 + 10 H F ⟶ W F 6 + W O F 4 + 4 N O + 7 H 2 O (\displaystyle (\mathsf (2W+4HNO_(3)+10HF\longrightarrow WF_(6)+WOF_(4)+ 4NO\uparrow +7H_(2)O)))

ทำปฏิกิริยากับด่างที่หลอมเหลวต่อหน้าตัวออกซิไดซ์:

2 W + 4 N a O H + 3 O 2 ⟶ 2 N a 2 W O 4 + 2 H 2 O (\displaystyle (\mathsf (2W+4NaOH+3O_(2)\longrightarrow 2Na_(2)WO_(4)+2H_ (2)โอ))) W + 2 N a O H + 3 N a N O 3 ⟶ N a 2 W O 4 + 3 N a N O 2 + H 2 O (\displaystyle (\mathsf (W+2NaOH+3NaNO_(3)\longrightarrow Na_(2)WO_ (4)+3NaNO_(2)+H_(2)O)))

ในตอนแรก ปฏิกิริยาเหล่านี้จะช้า แต่เมื่อไปถึง 400 °C (500 °C สำหรับปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับออกซิเจน) ทังสเตนจะเริ่มให้ความร้อนในตัวเอง และปฏิกิริยาดำเนินไปค่อนข้างเร็ว โดยจะเกิดความร้อนปริมาณมาก

ละลายในส่วนผสมของกรดไนตริกและกรดไฮโดรฟลูออริกทำให้เกิดกรดเฮกซาฟลูออโรทังสติก H 2 สารประกอบทังสเตนที่สำคัญที่สุดคือ: ทังสเตนไตรออกไซด์หรือทังสเตนแอนไฮไดรด์, ​​ทังสเตน, สารประกอบเปอร์ออกไซด์ที่มีสูตรทั่วไป Me 2 WO X เช่นเดียวกับสารประกอบที่มีฮาโลเจนกำมะถันและคาร์บอน ทังสเตตมีแนวโน้มที่จะก่อตัวเป็นแอนไอออนโพลีเมอร์ รวมทั้งสารประกอบเฮเทอโรโพลีที่มีการรวมโลหะทรานซิชันอื่นๆ

แอปพลิเคชัน

การใช้งานหลักของทังสเตนเป็นพื้นฐานของวัสดุทนไฟในโลหะวิทยา

ทังสเตนโลหะ

สารประกอบทังสเตน

• สำหรับการแปรรูปโลหะและวัสดุโครงสร้างที่ไม่ใช่โลหะในงานวิศวกรรมเครื่องกล (การกลึง การกัด การไส การกัดร่อง) การขุดเจาะบ่อน้ำ ในอุตสาหกรรมเหมืองแร่ โลหะผสมแข็งและวัสดุคอมโพสิตที่ใช้ทังสเตนคาร์ไบด์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย (เช่น วิน ประกอบด้วยผลึก WC ในโคบอลต์เมทริกซ์ เกรดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในรัสเซีย - VK2, VK4, VK6, VK8, VK15, VK25, T5K10, T15K6, T30K4) เช่นเดียวกับส่วนผสมของทังสเตนคาร์ไบด์, ไทเทเนียมคาร์ไบด์, แทนทาลัมคาร์ไบด์ (เกรด TT สำหรับสภาวะการประมวลผลที่ยากลำบากโดยเฉพาะ เช่น การสกัดและการตีขึ้นรูปจากเหล็กทนความร้อนและการเจาะกระแทกแบบหมุนของวัสดุที่แข็งแรง) มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นองค์ประกอบโลหะผสม (มักใช้ร่วมกับโมลิบดีนัม) ในเหล็กกล้าและโลหะผสมที่เป็นเหล็ก เหล็กกล้าโลหะผสมสูง จัดเป็น "ความเร็วสูง" โดยมีเครื่องหมายขึ้นต้นด้วยตัวอักษร P ซึ่งมักประกอบด้วยทังสเตน
• ทังสเตนซัลไฟด์ WS 2 ใช้เป็นสารหล่อลื่นที่มีอุณหภูมิสูง (สูงถึง 500 °C)

• สารประกอบทังสเตนบางชนิดถูกใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาและเม็ดสี

• ผลึกเดี่ยวของทังสเตท (tungstates of lead, แคดเมียม, แคลเซียม) ถูกใช้เป็นตัวตรวจจับการเรืองแสงวาบของรังสีเอกซ์และการแผ่รังสีไอออไนซ์อื่นๆ ในฟิสิกส์นิวเคลียร์และเวชศาสตร์นิวเคลียร์

• Tungsten ditelluride WTe 2 ใช้เพื่อแปลงพลังงานความร้อนเป็นพลังงานไฟฟ้า (thermo-EMF ประมาณ 57 μV/K)

แอปพลิเคชั่นอื่นๆ

ตลาดทังสเตน

ราคาทังสเตนโลหะ (องค์ประกอบประมาณ 99%) ณ สิ้นปี 2553 อยู่ที่ประมาณ 40-42 ดอลลาร์สหรัฐฯ ต่อกิโลกรัม ในเดือนพฤษภาคม 2554 อยู่ที่ 53-55 ดอลลาร์ต่อกิโลกรัม ผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปจาก 58 USD (บาร์) ถึง 168 (แถบบาง) ในปี 2014 ราคาทังสเตนอยู่ระหว่าง 55 ถึง 57 USD

บทบาททางชีวภาพ

ทังสเตนไม่มีบทบาททางชีววิทยาที่สำคัญ อาร์คีแบคทีเรียและแบคทีเรียบางชนิดมีเอ็นไซม์ที่รวมทังสเตนในบริเวณที่ทำงานอยู่ มีรูปแบบของอาร์คีแบคทีเรียที่มีอุณหภูมิสูงซึ่งขึ้นอยู่กับทังสเตนซึ่งอาศัยอยู่รอบปล่องไฮโดรเทอร์มอลใต้ทะเลลึก การปรากฏตัวของทังสเตนในองค์ประกอบของเอนไซม์ถือได้ว่าเป็นของที่ระลึกทางสรีรวิทยาของ Archaean ยุคแรก - มีข้อเสนอแนะว่าทังสเตนมีบทบาทในช่วงเริ่มต้นของการเกิดขึ้นของชีวิต

ทังสเตนธรรมชาติประกอบด้วยส่วนผสมของไอโซโทปห้าชนิด (180 W - 0.12 (1)%, 182 W - 26.50 (16)%, 183 W - 14.31 (4)%, 184 W - 30.64 (2) % และ 186 W - 28.43 (19) %. กัมมันตภาพรังสีที่อ่อนแออย่างยิ่งของทังสเตนธรรมชาติ (ประมาณสองครั้งสลายตัวต่อกรัมของธาตุต่อปี) ถูกค้นพบ เนื่องจากแอคติวิตี α ที่ 180 W ซึ่งมีครึ่งชีวิต 1.8⋅10 18 ปี

หมายเหตุ

1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, เกล็นดา โอคอนเนอร์, โธมัส วัลซิก, ชิเกะ โยเนดา, เซียง-คุน จูน้ำหนักอะตอมของธาตุ 2011 (รายงานทางเทคนิคของ IUPAC) // เคมีบริสุทธิ์และประยุกต์ - 2556. - ฉบับ. 85 ไม่ใช่ 5 . - หน้า 1047-1078 - DOI:10.1351/PAC-REP-13-03-02 .
2. ทังสเตน: คุณสมบัติทางกายภาพ(ภาษาอังกฤษ) . Webองค์ประกอบ สืบค้นเมื่อ 17 สิงหาคม 2556.

ทังสเตน(lat. Wolframium), W ซึ่งเป็นองค์ประกอบทางเคมีของกลุ่ม VI ของระบบธาตุ Mendeleev หมายเลขซีเรียล 74, มวลอะตอม 183.85; โลหะหนักทนไฟสีเทาอ่อน ทังสเตนธรรมชาติประกอบด้วยส่วนผสมของไอโซโทปเสถียรห้าชนิดที่มีมวล 180, 182, 183, 184 และ 186 ทังสเตนถูกค้นพบและแยกออกมาเป็นทังสเตนแอนไฮไดรด์ WO 3 ในปี ค.ศ. 1781 โดยนักเคมีชาวสวีเดน K. Scheele จากแร่ทังสเตน ภายหลังเรียกว่า scheelite . ในปี ค.ศ. 1783 พี่น้องนักเคมีชาวสเปน d "Eluyar แยก WO 3 ออกจากแร่ wolframite และลด WO 3 ด้วยคาร์บอน เป็นครั้งแรกที่ได้รับโลหะซึ่งพวกเขาเรียกว่า Wolfram แร่ wolframite เป็นที่รู้จักของ Agricola (16) ศตวรรษ) และถูกเรียกโดยเขาว่า "Spuma lupi" - หมาป่าโฟม (เยอรมัน: Wolf - wolf, Rahm - โฟม) เนื่องจากทังสเตนซึ่งมักจะมาพร้อมกับแร่ดีบุกรบกวนการถลุงดีบุกเปลี่ยนเป็นโฟมตะกรัน ( "ดีบุกกินเหมือนหมาป่าแกะ") ในสหรัฐอเมริกาและบางประเทศอื่น ๆ ธาตุนี้เรียกว่า "ทังสเตน" (ในภาษาสวีเดน - หินหนัก) ทังสเตนไม่พบการใช้ในอุตสาหกรรมเป็นเวลานานเฉพาะใน ช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 19 เริ่มศึกษาผลของสารเติมแต่งทังสเตนต่อคุณสมบัติของเหล็ก

ทังสเตนไม่ได้มีการกระจายอย่างกว้างขวางในธรรมชาติ เนื้อหาในเปลือกโลกคือ 1·10 -4% โดยน้ำหนัก มันไม่ได้เกิดขึ้นในสถานะอิสระ แต่สร้างแร่ธาตุของตัวเองซึ่งส่วนใหญ่เป็น tungstate ซึ่ง wolframite (Fe, Mn)WO 4 และ scheelite CaWO 4 มีความสำคัญทางอุตสาหกรรม

คุณสมบัติทางกายภาพของทังสเตนทังสเตนตกผลึกในตาข่ายลูกบาศก์ที่มีร่างกายเป็นศูนย์กลางโดยมีระยะเวลา a = 3.1647Å; ความหนาแน่น 19.3 g/cm 3 , t pl 34100°C, t bp 59000°C ค่าการนำความร้อน (cal/cm วินาที °C) 0.31 (20 °C); 0.26 (1300 องศาเซลเซียส) ความต้านทานไฟฟ้า (โอห์ม ซม. 10 -6) 5.5 (20 องศาเซลเซียส); 90.4 (2700 องศาเซลเซียส) ฟังก์ชันการทำงานของอิเล็กตรอน 7.21·10 -19 j (4.55 eV), พลังงานรังสีที่อุณหภูมิสูง (W/cm2): 18.0 (1000 °C); 64.0 (2200 องศาเซลเซียส); 153.0 (2700 องศาเซลเซียส); 255.0 (3030 องศาเซลเซียส) คุณสมบัติทางกลของทังสเตนขึ้นอยู่กับการประมวลผลก่อนหน้านี้ ความต้านทานแรงดึง (kgf / mm 2) สำหรับแท่งเผา 11 สำหรับการรับแรงดันตั้งแต่ 100 ถึง 430; โมดูลัสความยืดหยุ่น (kgf / mm 1) 35000-38000 สำหรับลวดและ 39000-41000 สำหรับเกลียวเดี่ยว ความแข็งแบบบริเนล (kgf / mm 2) สำหรับแท่งเผา 200-230 สำหรับแท่งหลอม 350-400 (1 kgf / mm 2 \u003d 10 MN / m 2) ที่อุณหภูมิห้องทังสเตนมีความเป็นพลาสติกต่ำ

คุณสมบัติทางเคมีของทังสเตนภายใต้สภาวะปกติ ทังสเตนจะมีความเสถียรทางเคมี ที่อุณหภูมิ 400-500 องศาเซลเซียส โลหะที่มีขนาดกะทัดรัดจะถูกออกซิไดซ์ในอากาศเป็น WO 3 อย่างเห็นได้ชัด ไอน้ำออกซิไดซ์อย่างเข้มข้นที่อุณหภูมิสูงกว่า 600 °C ถึง WO 3 ฮาโลเจน, กำมะถัน, คาร์บอน, ซิลิกอน, โบรอนโต้ตอบกับทังสเตนที่อุณหภูมิสูง (ฟลูออรีนกับผงทังสเตน - ที่อุณหภูมิห้อง) ทังสเตนไม่ทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนจนถึงจุดหลอมเหลว ที่มีไนโตรเจนสูงกว่า 15000°C จะเกิดเป็นไนไตรด์ ภายใต้สภาวะปกติ ทังสเตนสามารถทนต่อกรดไฮโดรคลอริก ซัลฟิวริก ไนตริกและไฮโดรฟลูออริก รวมทั้งกรดกัดทอง ที่ 100 ° C โต้ตอบกับพวกเขาเล็กน้อย ละลายอย่างรวดเร็วในส่วนผสมของกรดไฮโดรฟลูออริกและกรดไนตริก ในสารละลายอัลคาไลเมื่อถูกความร้อนทังสเตนจะละลายเล็กน้อยและในด่างที่หลอมละลายที่สามารถเข้าถึงอากาศหรือในที่ที่มีสารออกซิไดซ์ได้อย่างรวดเร็ว ในกรณีนี้ tungstates จะเกิดขึ้น ในสารประกอบ ทังสเตนมีความจุ 2 ถึง 6 สารประกอบที่มีความจุสูงกว่าจะมีความเสถียรมากที่สุด

ทังสเตนสร้างออกไซด์สี่ตัว: สูงสุด - WO 3 (ทังสเตนแอนไฮไดรด์) ต่ำสุด - WO 2 และสองระดับกลาง W 10 O 29 และ W 4 O 11 ทังสเตนแอนไฮไดรด์เป็นผงผลึกสีเหลืองมะนาวที่ละลายในสารละลายอัลคาไลเพื่อสร้างทังสเตต เมื่อไฮโดรเจนลดลง ออกไซด์และทังสเตนที่ต่ำกว่าจะก่อตัวขึ้นตามลำดับ ทังสเตนแอนไฮไดรด์สอดคล้องกับกรดทังสติก H 2 WO 4 - ผงสีเหลืองซึ่งไม่ละลายในน้ำและกรด เมื่อมันโต้ตอบกับสารละลายของด่างและแอมโมเนีย สารละลายของทังสเตนจะเกิดขึ้น ที่อุณหภูมิ 188°C H 2 WO 4 จะแยกน้ำออกเป็น WO 3 เมื่อใช้คลอรีน ทังสเตนจะก่อตัวเป็นชุดของคลอไรด์และออกซีคลอไรด์ ที่สำคัญที่สุด: WCl 6 (t pl 275 ° C, t bp 348 ° C) และ WO 2 Cl 2 (t pl 266 ° C, ระเหิดที่สูงกว่า 300 ° C) ได้มาจากการกระทำของคลอรีนบนทังสเตนแอนไฮไดรด์ ต่อหน้าถ่านหิน ด้วยกำมะถัน ทังสเตนสร้างสองซัลไฟด์ WS 2 และ WS 3 . ทังสเตนคาร์ไบด์ WC (t pl 2900 ° C) และ W 2 C (t pl 2750 ° C) - สารประกอบทนไฟที่เป็นของแข็ง ได้จากปฏิกิริยาระหว่างทังสเตนกับคาร์บอนที่อุณหภูมิ 1,000-1500 องศาเซลเซียส

รับวุลแฟรม Wolframite และ scheelite เข้มข้น (50-60% WO 3) ทำหน้าที่เป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิตทังสเตน Ferrotungsten (โลหะผสมของเหล็กที่มีทังสเตน 65-80%) ถูกถลุงโดยตรงจากสารเข้มข้นซึ่งใช้ในการผลิตเหล็ก เพื่อให้ได้ทังสเตน โลหะผสมและสารประกอบ ทังสเตนแอนไฮไดรด์ถูกแยกออกจากสมาธิ ในอุตสาหกรรม มีการใช้หลายวิธีเพื่อให้ได้ WO 3 สารเข้มข้นของ Scheelite ถูกย่อยสลายในหม้อนึ่งความดันด้วยสารละลายโซดาที่อุณหภูมิ 180-200 ° C (ได้สารละลายทางเทคนิคของโซเดียม tungstate) หรือ กรดไฮโดรคลอริก(รับกรดทังสติกทางเทคนิค):

1. CaWO 4 ทีวี + นา 2 CO 3 w = นา 2 WO 4 w + CaCO 3 ทีวี

2. CaWO 4 ทีวี + 2HCl w = H 2 WO 4 ทีวี + CaCl 2 โซล

สารเข้มข้นของ Wolframite จะถูกย่อยสลายโดยการเผาด้วยโซดาที่อุณหภูมิ 800-900 องศาเซลเซียส ตามด้วยการชะล้าง Na 2 WO 4 ด้วยน้ำ หรือโดยการบำบัดด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เมื่อถูกความร้อน เมื่อย่อยสลายโดยสารอัลคาไลน์ (โซดาหรือโซดาไฟ) จะเกิดสารละลายของ Na 2 WO 4 ซึ่งปนเปื้อนด้วยสิ่งสกปรก หลังจากแยกจากสารละลายปล่อย H 2 WO 4 . เพื่อให้ได้ตะกอนที่หยาบกว่า กรองได้ง่าย และล้างทำความสะอาดได้ CaWO 4 จะถูกตกตะกอนครั้งแรกจากสารละลาย Na 2 WO 4 ซึ่งจะถูกย่อยสลายด้วยกรดไฮโดรคลอริก) H 2 WO 4 ที่แห้งประกอบด้วยสิ่งสกปรก 0.2 - 0.3% โดยการเผา H 2 WO 4 ที่ 700-800 ° C จะได้รับ WO 3 และจากนั้นจะได้โลหะผสมแข็ง สำหรับการผลิตโลหะทังสเตน H 2 WO 4 ถูกทำให้บริสุทธิ์เพิ่มเติมโดยวิธีแอมโมเนีย - โดยการละลายในแอมโมเนียและตกผลึกแอมโมเนียม paratungstate 5(NH 4) 2 O 12WO 3 nH 2 O การเผาเกลือนี้จะให้ WO บริสุทธิ์ 3 ผงทังสเตนได้มาจากการลด WO 3 ด้วยไฮโดรเจน (และในการผลิตโลหะผสมแข็ง - รวมทั้งคาร์บอนด้วย) ในเตาไฟฟ้าแบบท่อที่อุณหภูมิ 700-850 องศาเซลเซียส โลหะอัดได้มาจากผงโดยวิธีเซอร์เม็ทนั่นคือโดยการกดในแม่พิมพ์เหล็กภายใต้แรงดัน 3000-5000 kgf / cm 2 และโดยการอบชุบด้วยความร้อนของชิ้นงานที่กด - แท่ง ขั้นตอนสุดท้ายการรักษาความร้อน - การให้ความร้อนสูงถึงประมาณ 3000 ° C ดำเนินการในอุปกรณ์พิเศษโดยตรงโดยผ่าน กระแสไฟฟ้าผ่านแท่งในบรรยากาศไฮโดรเจน เป็นผลให้ได้รับทังสเตนซึ่งยืมตัวเองได้ดีกับการบำบัดด้วยแรงดัน (การตีขึ้นรูปการกลิ้ง ฯลฯ ) เมื่อถูกความร้อน ผลึกเดี่ยวของทังสเตนได้มาจากแท่งโดยการหลอมโซนลำแสงอิเล็กตรอนแบบไม่มีเบ้าหลอม

การประยุกต์ใช้วุลแฟรมทังสเตนมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีสมัยใหม่ในรูปแบบของโลหะบริสุทธิ์และในโลหะผสมหลายชนิด ที่สำคัญที่สุดคือโลหะผสมเหล็ก โลหะผสมแข็งจากทังสเตนคาร์ไบด์ โลหะผสมที่ทนต่อการสึกหรอและทนความร้อน ทังสเตนเป็นส่วนหนึ่งของโลหะผสมที่ทนต่อการสึกหรอซึ่งใช้เคลือบพื้นผิวของชิ้นส่วนเครื่องจักร (วาล์วเครื่องยนต์อากาศยาน ใบพัดกังหัน และอื่นๆ) ในเทคโนโลยีการบินและจรวดนั้นใช้โลหะผสมทังสเตนทนความร้อนกับโลหะทนไฟอื่น ๆ การหักเหของแสงและความดันไอต่ำที่อุณหภูมิสูงทำให้ทังสเตนเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้สำหรับเส้นใยของหลอดไฟฟ้า เช่นเดียวกับการผลิตชิ้นส่วนสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์วิทยุและวิศวกรรมเอ็กซ์เรย์ ในสาขาเทคโนโลยีต่างๆ มีการใช้สารประกอบเคมีบางชนิดของทังสเตน เช่น Na 2 WO 4 (ในอุตสาหกรรมสีและสารเคลือบเงาและสิ่งทอ), WS 2 (ตัวเร่งปฏิกิริยาในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ สารหล่อลื่นแข็งที่มีประสิทธิภาพสำหรับชิ้นส่วนที่มีแรงเสียดทาน)

ที่อุณหภูมิห้อง ทังสเตนสามารถทนต่อการกัดกร่อนของบรรยากาศ แต่เมื่อให้ความร้อนสูงถึง 750 K มันก็จะออกซิไดซ์เป็น WO 3 ทำปฏิกิริยากับฮาโลเจน: กับฟลูออรีนที่อุณหภูมิห้องและไอโอดีนที่อุณหภูมิประมาณ 900 K

เมื่อถูกความร้อนที่อุณหภูมิสูงจะทำปฏิกิริยากับคาร์บอน ซิลิกอน และโบรอน ทำให้เกิดคาร์ไบด์ ซิลิไซด์ และบอไรด์ตามลำดับ กำมะถันและฟอสฟอรัสไม่ทำปฏิกิริยากับทังสเตนภายใต้สภาวะปกติ ในอากาศจะละลายในสารละลายด่างที่เป็นน้ำร้อน แต่คล้อยตามการกระทำของกรดได้เล็กน้อย ยกเว้นกรดไฮโดรฟลูออริกและกรดไนตริกเมื่อถูกความร้อน

ไฮโดรเจนและไนโตรเจนไม่ให้สารประกอบทางเคมีกับทังสเตน มากถึง

3000 0 C แม้ว่าบางแหล่งจะระบุถึงความเป็นไปได้ของการก่อตัวของ WH 2 ไฮไดรด์

ด้วยออกซิเจน ทังสเตนจะสร้างออกไซด์ที่เสถียรสามชนิด:

WO 2 - สีน้ำตาล;

WO 3 - สีเหลือง;

W 2 O 5 - สีน้ำเงิน

ออกไซด์ทั้งหมดเหล่านี้ก่อตัวขึ้นที่อุณหภูมิประมาณ 800 K ในอากาศหรือในออกซิเจน และทั้งหมดนี้มีความผันผวนสูงและมีจุดหลอมเหลวต่ำ ตัวอย่างเช่น WO 3 ละลายที่ 1645 K.

ในทางปฏิบัติเพื่อแยกแยะลวดทังสเตนจากลวดโมลิบดีนัมใช้เคล็ดลับง่ายๆ: ปลายลวดติดไฟด้วยไม้ขีด หากสังเกตเห็นควันสีเหลืองหรือสีน้ำตาลในเวลาเดียวกันแสดงว่าเป็นลวดทังสเตนถ้าเป็นสีขาว - โมลิบดีนัม

คาร์บอนลดออกไซด์ W:

ที่อุณหภูมิ 825 K;

ที่อุณหภูมิ 1325 K;

ที่อุณหภูมิ 1425 K.

ด้วยไนโตรเจน ทังสเตนจะก่อตัวเป็นไนไตรด์ที่อุณหภูมิสูงกว่า 1600 K แต่สูงกว่า 2275 K พวกมันจะสลายตัว

เมื่อทำปฏิกิริยากับคาร์บอนและอุณหภูมิสูงกว่า 1800 K ทังสเตนจะก่อตัวเป็น W 2 C และ WC คาร์ไบด์ ความหนาแน่น W 2 C - 16000 kg / m 3, WC - 9000 kg / m 3 ความแข็งประมาณ 9 Mohs หน่วย ที่อุณหภูมิ 2875 K WC คาร์ไบด์สลายตัวโดยปฏิกิริยา

รูปที่ 73 แสดงไดอะแกรมสถานะ W–C

ดังที่เห็นได้จากแผนภาพ ทังสเตนคาร์ไบด์มีจุดหลอมเหลวต่ำกว่าตัวโลหะเอง ดังนั้น WC ละลายที่อุณหภูมิประมาณ 2875 K, W 2 C - 3065 K นอกจากนี้ คาร์ไบด์ยังสามารถสร้างโลหะผสมยูเทคติกด้วยทังสเตนที่มีจุดหลอมเหลวต่ำกว่าโลหะที่ละลายที่ 3683 K ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จรวด ต้องให้ความสนใจกับอันตรายของการเกิดปฏิกิริยาของคาร์ไบด์ที่ส่วนต่อประสานกราไฟท์ - ทังสเตนซึ่งเกิดขึ้นเมื่อได้รับความร้อนสูงกว่า 2675 เค คำเตือนเกิดจากความจริงที่ว่าการออกแบบซับของส่วนสำคัญของหัวฉีดของ เครื่องยนต์เชื้อเพลิงแข็งผสมผสานการบุด้านในของทังสเตนกับคลิปหนีบกราไฟท์

เพื่อหลีกเลี่ยงปฏิกิริยานี้ระหว่างซับในทังสเตนและกราไฟต์ของปลอกหุ้ม จึงใช้ชั้นแทนทาลัมหรือไททาเนียมคาร์ไบด์ (TaC, TiC) ที่เรียกว่า "สิ่งกีดขวาง"

เนื่องจากทังสเตนมีความหนาแน่นสูงและขาดแคลน นักออกแบบและนักเทคโนโลยีจึงพยายามแทนที่ด้วยวัสดุที่เบากว่าและหายากน้อยกว่า ซึ่งจะกล่าวถึงด้านล่าง

ข้าว. 73. แผนภาพ รัฐ W-C

ข้าว. 74. แผนการถ่ายโอนมวลในตะเกียง

หลอดไส้: 1 - ผนังของขวดที่มี WJ 2 เกิดขึ้น; 2 - เกลียวโดยที่ WJ 2 สลายตัวเป็น W และ J

แม้ว่าปฏิกิริยาของทังสเตนกับไอโอดีนจะไม่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีจรวด แต่ฉันก็ยังอยากจะพูดถึงเรื่องนี้โดยสังเขป

ที่อุณหภูมิสูงกว่า 850 K ทังสเตนที่มีไอโอดีนจะสร้างไอโอไดด์ ซึ่งเป็นเกลือที่ระเหยได้ง่ายของกรดไอโอไดด์:

ที่อุณหภูมิ 2475 K ไอโอไดด์สลายตัว:

ปฏิกิริยาทั้งสองนี้ใช้เพื่อถ่ายโอนทังสเตน ตัวอย่างเช่น ในหลอดไส้: แม้จะมีความดันไอต่ำในตัว ทังสเตนก็ยังระเหยในสุญญากาศ ไอระเหยของมันนั่งอยู่บนผนังของหลอดแก้วของโคมไฟและความโปร่งใสจะลดลง หากขวดเต็มไปด้วยไอไอโอดีน ขวดหลังจะทำปฏิกิริยากับทังสเตนบนผนังร้อนของโคมไฟและก่อตัวเป็น WJ 2 ซึ่งเนื่องจากการแพร่เข้าสู่เกลียวทังสเตนที่ร้อนและสลายตัว ไอโอดีนอิสระจะเคลื่อนไปที่ผนังอีกครั้ง และทังสเตนจะยังคงอยู่บนเกลียวและต่อเนื่องไปเรื่อยๆ โดยไม่สิ้นสุด ผลลัพธ์ที่ได้คือความส่องสว่างและความทนทานที่เพิ่มขึ้นของหลอดที่เติมไอโอดีน

ปฏิกิริยาเดียวกันนี้ใช้ในเทคโนโลยีเพื่อให้ได้โลหะทนไฟบริสุทธิ์: ทังสเตน แทนทาลัม โมลิบดีนัม แฮฟเนียม ฯลฯ

ปฏิกิริยานี้ยังสามารถใช้เพื่อให้ได้เปลือกทังสเตนบาง ๆ นอกจากวิธีไอโอไดด์แล้ว คาร์บอนิลยังสามารถใช้เพื่อจุดประสงค์นี้ได้ เช่น การสลายตัวของ WCO 2 ในเครื่องยนต์เชื้อเพลิงเจ็ททังสเตนในรูปแบบบริสุทธิ์ตามกฎแล้วไม่ได้ใช้เนื่องจากความเสถียรทางความร้อนต่ำ แต่ใช้ในรูปแบบของโลหะผสมเทียมที่เรียกว่าทองแดง นี้จะกล่าวถึงด้านล่าง

ในเทคโนโลยีนิวเคลียร์ ทังสเตนสามารถใช้เป็นชั้นหุ้มสำหรับแท่งเชื้อเพลิงที่มี UC–ZrC เพื่อเพิ่มความแข็งแรง ลดการระเหยและการบวม สามารถเป็นส่วนหนึ่งขององค์ประกอบเซรามิกโลหะประเภท

W - UC หรือ W - UO 2 เป็นต้น องค์ประกอบของเชื้อเพลิงดังกล่าวสามารถทำงานที่อุณหภูมิสูงถึง 2,000 K เนื่องจากทังสเตน แม้จะมีข้อบกพร่องมากมาย แต่เป็นโลหะที่ทนความร้อน ระเหยอย่างช้าๆ และป้องกันเศษฟิชชันและการแผ่รังสี ในส่วน "วัสดุคาร์บอน" ทังสเตนถือเป็นวัสดุเสริมแรงในพลาสติกคาร์บอน-โลหะ-พลาสติก ซึ่งใช้ในการผลิตส่วนประกอบและชิ้นส่วนของเครื่องยนต์จรวดเชื้อเพลิงแข็งที่ทำงานในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยของอุณหภูมิสูงและการไหลของก๊าซด้วยความเร็วสูง

คุณสมบัติทางกายภาพวุลแฟรม

ทังสเตน.

ทังสเตน(Wolframium) W - องค์ประกอบของกลุ่ม VI, ช่วงเวลาที่ 6 ของระบบธาตุของ D. I. Mendeleev, p. 74 มวลอะตอม 183.85 เปิดเมื่อปี พ.ศ. 2324 โดยคุณ ชีเล่ ทังสเตนไม่ได้มีการกระจายอย่างกว้างขวางในธรรมชาติ สร้างแร่ธาตุของตัวเอง - วุลแฟรมและ schelite; เป็นสารเจือปนในแร่ธาตุของดีบุก โมลิบดีนัม ไททาเนียม ทังสเตนเป็นโลหะสีเทาอ่อน ทนต่อสารเคมีภายใต้สภาวะปกติ ที่อุณหภูมิสูงขึ้น จะทำปฏิกิริยากับออกซิเจน คาร์บอน และธาตุอื่นๆ ทำปฏิกิริยากับฟลูออรีนที่ 20°C กับฮาโลเจนอื่นๆ เมื่อถูกความร้อน กรด ยกเว้นกรดไฮโดรฟลูออริกและกรดไนตริก ไม่ส่งผลต่อทังสเตน ในสารประกอบจะแสดงความจุที่แปรผันได้ สารประกอบของทังสเตน 6 วาเลนต์มีความคงตัวมากที่สุด ทังสเตนใช้สำหรับโลหะผสมเหล็ก สำหรับการผลิตโลหะผสมแข็งสำหรับหลอดไฟฟ้า, เครื่องทำความร้อนในเตาไฟฟ้า, อิเล็กโทรดเชื่อม, แคโทดหลอดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและวงจรเรียงกระแสไฟฟ้าแรงสูง

ทังสเตนตกผลึกในตาข่ายลูกบาศก์ที่มีร่างกายเป็นศูนย์กลางโดยมีระยะเวลา a = 3.1647Å; ความหนาแน่น 19.3 g/cm3, mp 34100°C, tbp 59000°C ค่าการนำความร้อน (cal/cm วินาที °C) 0.31 (20 °C); 0.26 (1300 องศาเซลเซียส) ความต้านทานไฟฟ้า (โอห์ม ซม. 10-6) 5.5 (20 องศาเซลเซียส); 90.4 (2700 องศาเซลเซียส) ฟังก์ชันการทำงานของอิเล็กตรอน 7.21 10-19 J (4.55 eV) พลังงานรังสีที่อุณหภูมิสูง (W/cm2): 18.0 (1000 °C); 64.0 (2200 องศาเซลเซียส); 153.0 (2700 องศาเซลเซียส); 255.0 (3030 องศาเซลเซียส) คุณสมบัติทางกลของทังสเตนขึ้นอยู่กับการประมวลผลก่อนหน้านี้ ความต้านแรงดึง (kgf/mm2) สำหรับหลอมซินเตอร์ 11 สำหรับแรงดันตั้งแต่ 100 ถึง 430; โมดูลัสความยืดหยุ่น (kgf/mm1) 35000-38000 สำหรับลวดและ 39000-41000 สำหรับเกลียวเดี่ยว ความแข็งแบบบริเนล (kgf/mm2) สำหรับแท่งซินเตอร์ 200-230 สำหรับแท่งหลอม 350-400 (1 kgf/mm2 = 10 MN/m2) ที่อุณหภูมิห้องทังสเตนมีความเป็นพลาสติกต่ำ

ภายใต้สภาวะปกติ ทังสเตนจะมีความเสถียรทางเคมี ที่อุณหภูมิ 400–5000°C โลหะขนาดกะทัดรัดจะถูกออกซิไดซ์ในอากาศเป็น WO3 อย่างเห็นได้ชัด ไอน้ำออกซิไดซ์อย่างเข้มข้นที่อุณหภูมิสูงกว่า 600 °C ถึง WO3 ฮาโลเจน, กำมะถัน, คาร์บอน, ซิลิกอน, โบรอนโต้ตอบกับทังสเตนที่อุณหภูมิสูง (ฟลูออรีนกับผงทังสเตน - ที่อุณหภูมิห้อง) ทังสเตนไม่ทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนจนถึงจุดหลอมเหลว ที่มีไนโตรเจนสูงกว่า 15000°C จะเกิดเป็นไนไตรด์ ภายใต้สภาวะปกติ ทังสเตนสามารถทนต่อกรดไฮโดรคลอริก ซัลฟิวริก ไนตริกและไฮโดรฟลูออริก รวมทั้งกรดกัดทอง ที่ 100 ° C โต้ตอบกับพวกเขาเล็กน้อย ละลายอย่างรวดเร็วในส่วนผสมของกรดไฮโดรฟลูออริกและกรดไนตริก ในสารละลายอัลคาไลเมื่อถูกความร้อนทังสเตนจะละลายเล็กน้อยและในอัลคาไลหลอมเหลวที่สามารถเข้าถึงอากาศหรือในที่ที่มีสารออกซิไดซ์ได้อย่างรวดเร็ว ในกรณีนี้ tungstates จะเกิดขึ้น ในสารประกอบ ทังสเตนมีความจุ 2 ถึง 6 สารประกอบที่มีความจุสูงกว่าจะมีความเสถียรมากที่สุด

ทังสเตนสร้างออกไซด์สี่ตัว: สูงสุด - WO3 (ทังสเตนแอนไฮไดรด์) ต่ำสุด - WO2 และตัวกลางสองตัว W10O29 และ W4O11 ทังสเตนแอนไฮไดรด์เป็นผงผลึกสีเหลืองมะนาวที่ละลายในสารละลายอัลคาไลเพื่อสร้างทังสเตต เมื่อไฮโดรเจนลดลง ออกไซด์และทังสเตนที่ต่ำกว่าจะก่อตัวขึ้นตามลำดับ ทังสเตนแอนไฮไดรด์สอดคล้องกับกรดทังสติก H2WO4 ซึ่งเป็นผงสีเหลืองซึ่งไม่ละลายในน้ำและกรด เมื่อมันโต้ตอบกับสารละลายของด่างและแอมโมเนีย สารละลายของทังสเตนจะเกิดขึ้น ที่อุณหภูมิ 188 องศาเซลเซียส H2WO4 จะแยกน้ำออกเป็น WO3 เมื่อใช้คลอรีน ทังสเตนจะก่อตัวเป็นชุดของคลอไรด์และออกซีคลอไรด์ สิ่งที่สำคัญที่สุดคือ WCl6 (mp 275 ° C, bp 348 ° C) และ WO2Cl2 (mp 266 ° C, ระเหิดที่สูงกว่า 300 ° C) ได้มาจากการกระทำของคลอรีนในทังสเตนแอนไฮไดรด์ต่อหน้าถ่านหิน ด้วยกำมะถัน ทังสเตนจะสร้างซัลไฟด์ WS2 และ WS3 สองตัว ทังสเตนคาร์ไบด์ WC (tmelt 2900 ° C) และ W2C (tmelt 2750 ° C) เป็นสารประกอบทนไฟแข็ง ได้จากปฏิกิริยาระหว่างทังสเตนกับคาร์บอนที่อุณหภูมิ 1,000-1500 องศาเซลเซียส

ที่พบบ่อยที่สุด องค์ประกอบทางเคมีเป็นทังสเตน มันถูกแทนด้วยสัญลักษณ์ W และมีเลขอะตอม 74 ทังสเตนอยู่ในกลุ่มของโลหะที่มีความต้านทานการสึกหรอสูงและจุดหลอมเหลว ในระบบธาตุ Mendeleev อยู่ในกลุ่มที่ 6 มีคุณสมบัติคล้ายกับ "เพื่อนบ้าน" - โมลิบดีนัมโครเมียม

การค้นพบและประวัติศาสตร์

เร็วเท่าที่ศตวรรษที่ 16 แร่เช่น wolframite เป็นที่รู้จัก เป็นเรื่องที่น่าสนใจเพราะเมื่อถลุงแร่ดีบุก โฟมของดีบุกก็กลายเป็นตะกรัน และแน่นอนว่าสิ่งนี้ขัดขวางการผลิต ตั้งแต่นั้นมา วูลฟราไมต์จึงถูกเรียกว่า "โฟมหมาป่า" (จาก German Wolf Rahm) ชื่อของแร่ถูกโอนไปยังตัวโลหะเอง

นักเคมีชาวสวีเดน Scheele ในปี ค.ศ. 1781 ได้ทำการบำบัดโลหะชีไลต์ด้วยกรดไนตริก ในระหว่างการทดลอง เขาได้หินหนักสีเหลือง - ทังสเตนออกไซด์ (VI) สองปีต่อมา พี่น้อง Eluard (นักเคมีชาวสเปน) ได้รับทังสเตนบริสุทธิ์จากแร่แซกซอน

ธาตุนี้และแร่มีการขุดในโปรตุเกส โบลิเวีย เกาหลีใต้ รัสเซีย อุซเบกิสถาน และแร่สำรองที่ใหญ่ที่สุดพบในแคนาดา สหรัฐอเมริกา คาซัคสถาน และจีน มีการขุดองค์ประกอบนี้เพียง 50 ตันต่อปี ดังนั้นจึงมีราคาแพง ให้เราพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติมว่าทังสเตนโลหะเป็นอย่างไร

คุณสมบัติองค์ประกอบ

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ทังสเตนเป็นโลหะที่ทนไฟได้มากที่สุดชนิดหนึ่ง มีสีเทาอ่อนเป็นประกาย จุดหลอมเหลวของมันคือ 3422 ° C และจุดเดือดคือ 5555 ° C ความหนาแน่นในรูปบริสุทธิ์คือ 19.25 g / cm 3 และความแข็ง 488 kg / mm² เป็นโลหะหนักชนิดหนึ่งที่มีความต้านทานการกัดกร่อนสูง แทบไม่ละลายในกรดซัลฟิวริก ไฮโดรคลอริก และกรดไฮโดรฟลูออริก แต่ทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ได้อย่างรวดเร็ว โลหะชนิดใดที่เป็นทังสเตนหากไม่ทำปฏิกิริยากับด่างหลอมเหลว การทำปฏิกิริยากับโซเดียมไฮดรอกไซด์และออกซิเจนทำให้เกิดสารประกอบสองชนิด ได้แก่ โซเดียมทังสเตทและน้ำธรรมดา H 2 O ที่น่าสนใจเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นทังสเตนจะร้อนขึ้นเอง กระบวนการนี้มีความกระตือรือร้นมากขึ้น

รับทังสเตน

เมื่อถูกถามว่าทังสเตนอยู่ในกลุ่มของโลหะอะไร ตอบได้ว่ารวมอยู่ในหมวดหมู่ของธาตุหายาก เช่น รูบิเดียมและโมลิบดีนัม และในทางกลับกันก็หมายความว่ามันมีลักษณะเฉพาะด้วยการผลิตเพียงเล็กน้อย นอกจากนี้โลหะดังกล่าวไม่ได้มาจากการลดวัตถุดิบ แต่จะถูกแปรรูปเป็นสารประกอบทางเคมีในขั้นแรก โลหะหายากได้มาอย่างไร?

1. องค์ประกอบที่จำเป็นถูกแยกออกจากวัสดุแร่และเข้มข้นในสารละลายหรือตะกอน
2. ขั้นตอนต่อไปคือการได้รับสารประกอบทางเคมีบริสุทธิ์โดยการทำให้บริสุทธิ์
3. โลหะหายากบริสุทธิ์ ทังสเตน ถูกแยกออกจากสารที่เกิดขึ้น

ใช้การแยกแรงโน้มถ่วง การลอยตัว แม่เหล็กหรือไฟฟ้าสถิตเพื่อเพิ่มแร่ ผลที่ได้คือสารเข้มข้นที่มีทังสเตนแอนไฮไดรด์ 55-65% WO 3 เพื่อให้ได้ผง จะลดลงด้วยไฮโดรเจนหรือคาร์บอน สำหรับผลิตภัณฑ์บางอย่าง กระบวนการรับองค์ประกอบจะเสร็จสมบูรณ์ ดังนั้นผงทังสเตนจึงถูกนำมาใช้ในการเตรียมโลหะผสมแข็ง

การผลิตแท่ง

เราได้ค้นพบแล้วว่าทังสเตนโลหะเป็นอย่างไรและตอนนี้เราจะหาสิ่งที่ทำขึ้นในประเภทใด แท่งอัดแน่น - แท่งทำจากสารประกอบผง ด้วยเหตุนี้จึงใช้เฉพาะผงที่ลดปริมาณไฮโดรเจนเท่านั้น พวกเขาทำโดยการกดและเผา ปรากฎว่าค่อนข้างแข็งแกร่ง แต่เป็นแท่งที่เปราะบาง กล่าวอีกนัยหนึ่งคือยากที่จะปลอมแปลง เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางเทคโนโลยีนี้ แท่งจะต้องผ่านการประมวลผลที่อุณหภูมิสูง ผลิตภัณฑ์นี้มีหลากหลายประเภท

แท่งทังสเตน

แน่นอนว่านี่เป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ประเภททั่วไปที่ทำจากโลหะนี้ ทังสเตนชนิดใดที่ใช้ทำ? เหล่านี้เป็นแท่งที่อธิบายข้างต้นซึ่งถูกปลอมแปลงบนเครื่องตีขึ้นรูปโรตารี่ สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่ากระบวนการนี้เกิดขึ้นในสภาวะที่ร้อน (1450-1500 °C) แท่งที่ได้ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ตัวอย่างเช่น สำหรับการผลิตอิเล็กโทรดเชื่อม นอกจากนี้ยังพบแท่งทังสเตน ประยุกต์กว้างในเครื่องทำความร้อน ทำงานในเตาเผาที่อุณหภูมิสูงถึง 3000 °C ในสุญญากาศ ก๊าซเฉื่อย หรือไฮโดรเจน แท่งยังสามารถใช้เป็นแคโทดสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์จ่ายแก๊ส, หลอดวิทยุ

ที่น่าสนใจคือ อิเล็กโทรดเองไม่สิ้นเปลือง ดังนั้นในระหว่างการเชื่อม จำเป็นต้องมีการจัดหาวัสดุตัวเติม (ลวด, แกน) เมื่อหลอมรวมกับวัสดุที่จะเชื่อม จะเกิดเป็นบ่อเชื่อม อิเล็กโทรดเหล่านี้มักจะใช้สำหรับการเชื่อมโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก

ทังสเตนและลวด

นี่ก็เป็นสินค้าที่แพร่หลายอีกประเภทหนึ่ง ลวดทังสเตนทำมาจากแท่งหลอมที่เรากล่าวถึงก่อนหน้านี้ การวาดภาพจะดำเนินการโดยมีอุณหภูมิลดลงทีละน้อยจาก 1,000 °C ถึง 400 °C จากนั้นผลิตภัณฑ์จะถูกทำความสะอาดโดยการอบอ่อน การขัดด้วยไฟฟ้าหรือการกัดด้วยไฟฟ้า เนื่องจากทังสเตนเป็นโลหะทนไฟ ลวดจึงถูกใช้ในองค์ประกอบความต้านทานในเตาเผาความร้อนที่อุณหภูมิสูงถึง 3000 °C เทอร์โมอิเล็กทริกคอนเวอร์เตอร์ทำมาจากมันเช่นเดียวกับคอยล์หลอดไส้เครื่องทำความร้อนแบบวนซ้ำและอีกมากมาย

สารประกอบของทังสเตนกับคาร์บอน

ทังสเตนคาร์ไบถือว่าสำคัญมากจากมุมมองเชิงปฏิบัติ ใช้สำหรับการผลิตโลหะผสมแข็ง สารประกอบที่มีคาร์บอนมีค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานไฟฟ้าที่เป็นบวกและการนำโลหะได้ดี ทังสเตนคาร์ไบด์เกิดขึ้นได้ในสองประเภท: WC และ W 2 C พวกมันมีพฤติกรรมต่างกันในกรดเช่นเดียวกับความสามารถในการละลายในสารประกอบอื่นที่มีคาร์บอน

โลหะผสมแข็งสองประเภทถูกสร้างขึ้นจากทังสเตนคาร์ไบด์: เผาและหล่อ หลังได้มาจากสารประกอบที่เป็นผงและคาร์ไบด์ที่ไม่มี C (น้อยกว่า 3%) โดยการหล่อ ประเภทที่สองทำจากทังสเตนโมโนคาร์ไบด์ WC และโลหะยึดประสานซึ่งสามารถเป็นนิกเกิลหรือโคบอลต์ โลหะผสมเผาได้มาจากผงโลหะเท่านั้น ผงโลหะประสานและทังสเตนคาร์ไบด์ผสมกันอัดและเผา โลหะผสมดังกล่าวมีความแข็งแรงสูง ความแข็ง และความต้านทานการสึกหรอ

ในอุตสาหกรรมโลหะวิทยาสมัยใหม่ ใช้สำหรับการตัดโลหะและสำหรับการผลิตเครื่องมือเจาะ โลหะผสมที่พบมากที่สุดชนิดหนึ่งคือ VK6 และ VK8 ใช้สำหรับการผลิตใบมีด คัตเตอร์ ดอกสว่าน และเครื่องมือตัดอื่นๆ

ขอบเขตของทังสเตนคาร์ไบด์ค่อนข้างใหญ่ ดังนั้นจึงใช้ทำ:

• เสบียงเจาะเกราะ;
• ส่วนประกอบของเครื่องยนต์ เครื่องบิน ยานอวกาศ และจรวด
• อุปกรณ์ในอุตสาหกรรมนิวเคลียร์
• เครื่องมือผ่าตัด.

ในทางตะวันตก ทังสเตนคาร์ไบด์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องประดับ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตแหวนแต่งงาน โลหะมีลักษณะสวยงาม สวยงาม ง่ายต่อการแปรรูป

เนื่องจากมีความคงทนอย่างเหลือเชื่อ ในการขีดข่วนผลิตภัณฑ์ดังกล่าว คุณจะต้องใช้ความพยายามอย่างมาก แม้จะผ่านไปไม่กี่ปี แหวนก็จะดูเหมือนใหม่ มันจะไม่จางหาย ลวดลายนูนจะไม่เสียหาย และส่วนที่ขัดเงาจะไม่สูญเสียความมันวาว

ทังสเตนและรีเนียม

โลหะผสมขององค์ประกอบทั้งสองนี้ค่อนข้างใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการผลิตเทอร์โมคัปเปิลอุณหภูมิสูง ทังสเตน - โลหะอะไร? เช่นเดียวกับรีเนียม มันเป็นโลหะทนความร้อน และองค์ประกอบที่เป็นโลหะผสมจะลดคุณสมบัตินี้ แต่ถ้าเราใช้สารที่เหมือนกันจริงสองชนิดล่ะ จากนั้นจุดหลอมเหลวของมันจะไม่ลดลง

หากใช้รีเนียมเป็นสารเติมแต่ง ความต้านทานความร้อนและความเหนียวของทังสเตนจะเพิ่มขึ้น โลหะผสมนี้ได้มาจากการหลอมโลหะผง เทอร์โมคัปเปิลที่ทำจากวัสดุเหล่านี้ทนความร้อนและสามารถวัดอุณหภูมิที่สูงกว่า 2000 องศาเซลเซียส แต่ในบรรยากาศเฉื่อยเท่านั้น แน่นอนว่าผลิตภัณฑ์ดังกล่าวมีราคาแพงเพราะในหนึ่งปีมีการขุดรีเนียมเพียง 40 ตันและทังสเตน 51 ตันเท่านั้น