الخصائص الكيميائية للالتنغستن. خصائص وتطبيقات التنغستن

التنغستن - هو عنصر كيميائي في الجدول الدوري، الذي ينتمي إلى المجموعة السادسة. في الطبيعة يحدث التنغستن على شكل مزيج من خمسة نظائر. بطريقة تقليدية وفي ظل الظروف التقليدية، بل هو معدن بلون الرمادي الفضي. كما أنه هو الأكثر الحرارية من جميع المعادن.

الخصائص الأساسية لالتنغستن

التنغستن - معدن وجود الخواص الفيزيائية والكيميائية لافتة. في جميع فروع تقريبا من الانتاج الحديثة يستخدم التنغستن. عادة ما يتم التعبير عن الصيغة أنها التسميات أكسيد المعادن - WO _3. التنغستن هو أكثر المعادن الحرارية. ومن المفترض أن السيبورجيوم فقط يمكن أن يكون أكثر حتى tugoplavok. ولكن فقط طالما أنه لا يمكن الجزم، كما السيبورجيوم لها عمر قصير جدا.

هذا المعدن لديه الخصائص الفيزيائية والكيميائية محددة. التنغستن لديها كثافة من 19300 كجم / م ^{3، ودرجة} الحرارة انصهاره هي 3410 درجة مئوية. بواسطة هذه المعلمة هو الثاني فقط للكربون - الجرافيت أو الماس. في الطبيعة يحدث التنغستن إلى خمسة نظائر مستقرة. من الأرقام الجماعية في نطاق من 180 إلى 186. التنغستن لديه التكافؤ من 6 دقائق، والمركبات قد يكون من 0، 2، 3، 4 و 5. ديه المعدن أيضا على مستوى عال بما فيه الكفاية من التوصيل الحراري. لالتنغستن، وهذا الرقم هو 163 W / (م * درجة). ووفقا لهذه الخاصية، حتى تجاوز المركبات مثل سبائك الألومنيوم. التنغستن الشامل نظرا لكثافته والتي تساوي 19KG / م ^3. درجة أكسدة التنغستن تتراوح 2-6. المعدن له خصائص حمضية، وأقل من ذلك في أعلى درجة من الأكسدة - الأساسية.

وهكذا تعتبر سبائك التنغستن أقل مركبات غير مستقرة. الأكثر مقاومة هي مركبات وجود درجة من ستة. كما أنهم يظهرون خصائص الأكثر تميزا والكيميائية للمعادن. التنغستن يميل إلى تشكيل بسهولة المجمعات. ولكن التنغستن المعادن عادة ما يكون مقاوما جدا. أن تبدأ في التفاعل مع الأكسجين فقط عند درجة حرارة +400 درجة مئوية. الكريستال المشبك من التنغستن تتعلق نوع مكعب محورها الجسم.

التفاعل مع غيرها من المواد الكيميائية

إذا يتم خلط التنغستن مع الفلور الجاف، ومجمع يمكن الحصول عليها تحت اسم "سادس فلوريد"، الذي يذوب عند درجة حرارة 2،5 درجة مئوية، ويغلي عند 19،5 درجة مئوية. يتم الحصول على مواد مشابهة عندما مجمع التنغستن مع الكلور. ولكن لهذا التفاعل يتطلب درجة حرارة عالية إلى حد ما - حوالي 600 درجة مئوية. ومع ذلك، فإن المادة تقاوم بسهولة عمل مدمر للمياه وعمليا لا تخضع للتغيير في البرد. التنغستن - المعادن، والتي لا تخلو من رد فعل الأكسجين تنتج حل في القلويات. ومع ذلك، فإنه يذوب بسهولة في خليط من HNO ₃ و HF. معظم المركبات الكيميائية الرئيسية لالتنغستن - هو ثالث أكسيد لها WO _3، H ₂ WO ₄ - حمض تنجستن ومشتقاته - أملاح تنغستنات.

يمكن للمرء النظر في بعض الخصائص الكيميائية للالتنغستن من معادلات التفاعل. على سبيل المثال، الصيغة WO ₃ + 3H ₂ = W + 3H ₂ يتم استرداد O. ومن أكسيد المعادن التنغستن يظهر ممتلكاتها للتفاعل مع الهيدروجين. وتعكس هذه المعادلة عملية الحصول عليها من ثالث أكسيد التنغستن. المعادلة التالية يدل على مثل هذه الممتلكات والصلابة العملي التنغستن في الأحماض: W + 2HNO3 + 6HF = WF6 + 2NO + 4H2O. واحدة من أكثر المواد الرائعة التي تحتوي على الكربونيل التنغستن النظر فيها. منها، والحصول على طلاء سامسونج كثيفة من التنغستن النقي.

تاريخ الاكتشاف

التنغستن - معدن الذي يحصل اسمها من اللغة اللاتينية. ترجمته تعني "زبد الذئب". ظهر هذا الاسم غير عادي بسبب سلوك المعدن. المصاحب المستخرج القصدير خام، التنغستن، تدخلت القصدير الاختيار. بسبب ذلك في عملية صهر الخبث شكلت فقط. وقال هذا المعدن انه "يأكل القصدير مثل الذئب يأكل الغنم". يتساءل الكثيرون الذين اكتشفوا التنغستن عنصر كيميائي؟

وجاء هذا الاكتشاف العلمي في وقت واحد في مكانين من قبل العلماء مختلفة، بشكل مستقل عن بعضها البعض. في عام 1781 حصل على الصيدلي سكيل السويد ما يسمى ب "الحجر الثقيل"، وإجراء التجارب مع حمض النيتريك وscheelite. في عام 1783، أفاد الإخوة الكيميائيين من اسم أسبانيا، إلوارد أيضا اكتشاف عنصر جديد. بتعبير أدق، فقد تم فتح أكسيد التنغستن يذوب في الأمونيا.

سبائك مع معادن أخرى

التمييز حاليا على مرحلة واحدة ومتعددة المراحل سبائك التنغستن. أنها تحتوي على واحد أو أكثر من العناصر الأجنبية. مجمع الأكثر شهرة - هو سبيكة التنغستن والموليبدينوم. إضافة الموليبدينوم التنغستن يضفي قوة تحت التوتر. أيضا في الفئة من سبائك التنغستن على مرحلة واحدة تنتمي المركبات مع التيتانيوم، الهافنيوم والزركونيوم. أكبر اللدونة من التنغستن المرفقة الرنيوم. ومع ذلك، من الناحية العملية تطبيق سبيكة - عملية إلى حد ما تستغرق وقتا طويلا، كما الرينيوم من الصعب جدا الحصول عليها.

منذ التنغستن هو واحد من أكثر المواد المقاومة للحرارة، وتلقي سبائك التنغستن - ليست مهمة سهلة. عندما يكون هذا المعدن هو مجرد بداية لتغلي، والبعض الآخر تتحرك بالفعل في حالة سائلة أو الغاز. ولكن العلماء في العصر الحديث هي قادرة على الحصول على سبائك عن طريق التحليل الكهربائي. السبائك التي تحتوي على التنغستن والنيكل والكوبالت، وتستخدم لتطبيق طبقة واقية على المواد الهشة.

في صناعة المعادن الحديثة على استعداد أيضا السبائك باستخدام مسحوق التنغستن. لتهيئة الظروف الخاصة اللازمة، بما في ذلك إنشاء بيئة فراغ. لأن بعض ملامح التفاعل التنغستن مع العناصر الأخرى صناعة الصلب تفضل سبائك لا تخلق الخصائص على مرحلتين، واستخدام 3 أو 4 أو أكثر من مكونات. هذه السبائك هي دائمة خاصة، ولكن مع الصيغ الامتثال واضحة. في أدنى نسبة الانحراف مكونات سبيكة يمكن أن تتحول هشة وغير صالحة للاستعمال.

التنغستن - العنصر الذي يستخدم في فن

من هذا المعدن جعل المصابيح العادية خيوط. أيضا، جهاز أنبوب الأشعة السينية التي تضم فرن فراغ لاستخدامها في درجات حرارة عالية للغاية. الصلب الذي يحتوي التنغستن لديه مستوى عال جدا من قوة. وتستخدم هذه السبائك لتصنيع الأدوات في مختلف المجالات: الحفر، والطب، والهندسة.

والميزة الرئيسية لهذه المركبات، والصلب التنغستن - ارتداء مقاومة الضرر المستبعد. ويطلق على المبنى الأكثر شهرة في سبائك التنغستن "الفوز". وأيضا يستخدم هذا العنصر على نطاق واسع في الصناعات الكيميائية. مع اضافة خلق أصباغ الطلاء لها. وتستخدم خصوصا على نطاق واسع في هذا المجال حصلت أكسيد التنغستن 6. فهو يستخدم لإنتاج كربيد التنغستن وهاليدات. اسم آخر لهذه المواد - ثالث أكسيد التنغستن. يستخدم 6 أكسيد التنجستن كما الصباغ الأصفر في الدهانات والسيراميك والزجاج.

ما هي المعادن الثقيلة؟

جميع سبائك التنغستن القائم التي لديها ارتفاع مؤشر كثافة، ودعا الثقيلة. يتم إنتاجها فقط من خلال أساليب مسحوق المعادن. التنغستن هو دائما أساسا لسبائك الثقيلة، حيث محتوى يمكن أن تصل إلى 98٪. كما يضاف هذا المعدن إلى المعادن الثقيلة النيكل والنحاس والحديد. ومع ذلك، فإنها يمكن أن تدخل والكروم والفضة والكوبالت والموليبدينوم. اكتسبت أعظم شعبية سبائك مؤقتة الإقامة (التنغستن - النيكل - الحديد) وXIP (التنغستن - النيكل - النحاس). وهناك مستوى عال من كثافة هذه السبائك يسمح لهم لامتصاص أشعة جاما خطير. هذه الحذافات مصنوعة من العجلات، والاتصالات الكهربائية، والدوارات لجيروسكوب.

كربيد التنغستن

ما يقرب من نصف التنغستن المستخدمة في إنتاج المعادن دائمة، كربيد التنغستن بشكل خاص، والتي لديها درجة حرارة انصهار 2770 C. كربيد التنجستن هو مركب كيميائي، والذي يحتوي على عدد متساو من ذرات الكربون والتنغستن. هذه السبائك له خصائص كيميائية محددة. التنغستن يعطيها قوة بحيث يتجاوز تضاعف هذا المؤشر الصلب.

ويستخدم كربيد التنجستن على نطاق واسع في الصناعة. لأن يتم تصنيعها من الأجسام القطع لتكون مقاومة جدا لدرجات الحرارة العالية والتآكل. أيضا بسبب هذا العنصر يرصد:

• قطع غيار الطائرات ومحركات السيارات.
• تفاصيل لسفن الفضاء.
• الأدوات الطبية والجراحية، والتي تستخدم في عملية جراحية في البطن. هذه الأدوات هي أكثر تكلفة من الصلب الطبي التقليدي، لكنها أكثر إنتاجية.
• مجوهرات، خصوصا خواتم الخطبة. هذا التنغستن شعبية مرتبطة قوتها، للزوجين الذي يرمز علاقات القوة، فضلا عن المظهر. مصقول الميزات التنغستن في شكل بحيث لفترة طويلة جدا يحافظ على المرآة، مظهر لامع.
• كرات لكرة نقطة الأقلام الفاخرة.

فوز - سبائك التنغستن

تقريبا في النصف الثاني من 1920s، وقد بدأت العديد من الدول المنتجة للسبائك الأدوات، والتي هي على استعداد من كربيد التنغستن والكوبالت قطع المعادن. في ألمانيا، مثل سبيكة تسمى فيديا، في الولايات المتحدة - Karbolit. في الاتحاد السوفياتي، ويسمى مثل هذا سبيكة "الفوز". هذه السبائك كانت ممتازة لعلاج منتجات الحديد الزهر. الفوز هو سبائك السيراميك والمعادن مع مستوى عال جدا من السلامة. وهي مصنوعة في شكل لوحات من مختلف الأشكال والأحجام.

Pobedita عملية التصنيع هي كما يلي: اتخاذ مسحوق كربيد التنغستن، مسحوق ناعم من النيكل أو الكوبالت، وكل شيء مختلطة والضغط في قوالب خاصة. وبالتالي لوحة ضغط تعرض لمزيد من المعالجة الحرارية. وهذا يعطي سبائك الصلب جدا. لا يتم استخدام هذه اللوحات فقط لقطع الحديد الزهر، ولكن أيضا لتصنيع أدوات الحفر. لوحات من pobedita ملحوم على معدات الحفر باستخدام النحاس.

انتشار التنغستن في الطبيعة

هذا المعدن هو انتشار القليل جدا في البيئة. بعد كل عناصر 57 حدوثه وغير بوصفها كلارك التنغستن. أيضا، هذا المعدن هو المعادن - scheelite والولفراميت. التنغستن يهاجر إلى المياه الجوفية أو أيون من الملاك أو في شكل مركبات مختلفة. ولكن أكبر تجمع لا يكاد يذكر في المياه الجوفية. ويبعد بضع المئات من ملغم / لتر وعمليا لا تغيير خصائص الكيميائية. ويمكن أيضا أن يتم الافراج التنغستن في المسطحات المائية الطبيعية من محطات معالجة المياه العادمة والمصانع.

تأثير على جسم الإنسان

التنغستن يكاد يلامس الماء أو الطعام. قد يكون هناك خطر استنشاق جزيئات التنغستن جنبا إلى جنب مع الهواء في مكان العمل. ومع ذلك، على الرغم تنتمي إلى فئة من المعادن الثقيلة، التنغستن غير سامة. تسمم التنغستن يحدث فقط في أولئك الذين ترتبط مع إنتاج التنغستن. درجة تأثير المعادن في الجسم يمكن أن تكون مختلفة. على سبيل المثال، ومسحوق التنغستن، كربيد التنغستن، ومثل مادة باسم حمض تنجستن الأنهيدريت، يمكن أن يسبب تلف الرئة. في الأعراض الرئيسية - الشعور بالضيق، وحمى. أكثر شدة الأعراض تنشأ عندما تسمم سبائك التنغستن. يحدث هذا عن طريق استنشاق الغبار سبائك ويؤدي إلى التهاب الشعب الهوائية، والتليف الرئوي.

التنغستن المعدني، والتي تقع داخل جسم الإنسان، لا يتم امتصاصها في الأمعاء وعرضها تدريجيا. قد تمثل كبيرة على المركبات خطر التنغستن ينتمون إلى القابلة للذوبان. وإيداعها في الطحال والعظام والجلد. التعرض لفترات طويلة من المركبات التنغستن يمكن أن تحدث أعراض مثل الأظافر هشة، تقشير البشرة، وأنواع مختلفة من التهاب الجلد.

مخزونات التنغستن في مختلف البلدان

أكبر موارد التنغستن هي في روسيا وكندا والصين. ويتوقع العلماء أن في الأراضي الداخلية تقع على بعد حوالي 943،000 طن من هذا المعدن. إذا كنا نعتقد أن هذه التقديرات، فإن الغالبية العظمى من الاحتياطيات تقع في جنوب سيبيريا والشرق الأقصى. القليل جدا هو معروف جزء الموارد - أنها ليست سوى حوالي 7٪.

من قبل عدد من الودائع ثبت من التنغستن روسيا تحتل المرتبة الثانية بعد الصين. وتقع معظمها في مناطق قبردينو بلقاريا وبورياتيا. ولكن في هذه المجالات لا تنتج التنغستن النقي ومادته الخام أيضا تحتوي على الموليبدينوم والذهب والبزموت والتيلوريوم، سكانديوم، وغيرها من المواد. بحثت ثلثي حجم التنغستن الناتجة مصادر المغطى في الخامات الحرارية، حيث المعدنية volframosoderzhaschim الرئيسي هو scheelite. حسابات خام حصة legkoobogatimyh فقط ثلث الإنتاج. خصائص التنغستن تنتج في روسيا أقل من الخارج. خامات تحتوي على نسبة كبيرة من أكسيد التنغستن. في روسيا، عدد قليل جدا من الودائع الرسوبية المعدنية. رمال التنغستن هي أيضا سوء نوعية مع الكثير من أكاسيد.

التنغستن في الاقتصاد

بدأ الإنتاج التنغستن العالمي أن ينمو من حوالي عام 2009، عندما بدأت لاسترداد الصناعة الآسيوية. أكبر منتج للالتنغستن هو الصين. على سبيل المثال، في عام 2013 بلغت حصة التصنيع في هذا البلد ل81٪ من إمدادات العالم. حوالي 12٪ من الطلب على التنغستن المرتبطة بإنتاج تركيبات الإضاءة. وفقا للخبراء، سيتم تخفيض استخدام التنغستن في هذا المجال خلال فترة العلاج مع مصابيح LED والفلورية في البيئة المحلية وأماكن العمل.

ومن المعتقد أنه سيكون هناك طلب متزايد على التنغستن في إنتاج المعدات الإلكترونية. ارتفاع ارتداء المقاومة من التنغستن وقدرتها على المحافظة على الكهرباء تجعل من هذا المعدن الأكثر ملاءمة لإنتاج منظمات الفولت. ومع ذلك، من حيث الطلب لا تزال صغيرة جدا، ويقدر أنه بحلول 2018 انها سوف تنمو بنسبة 2٪ فقط. ومع ذلك، وفقا للعلماء التنبؤ أنه في المستقبل القريب يجب أن يحدث زيادة الطلب على كربيد الأسمنتي. ويرجع ذلك إلى نمو إنتاج السيارات في الولايات المتحدة والصين وأوروبا، وزيادة في صناعة التعدين هذا. ويعتقد أن بحلول عام 2018، فإن الطلب على التنغستن سيزيد بنسبة 3.6٪.