텅스텐 금속. 텅스텐: 응용, 특성 및 화학적 특성

대자연은 유용한 화학 원소로 인류를 풍요롭게 했습니다. 그 중 일부는 내장에 숨겨져 있고 상대적으로 적은 양으로 포함되어 있지만 그 의미는 매우 큽니다. 그 중 하나가 텅스텐입니다. 그것의 사용은 특별한 속성 때문입니다.

기원 이야기

주기율표 발견의 세기인 18세기는 이 금속의 역사에서 기본이 되었습니다.

이전에는 광물 암석의 일부인 특정 물질의 존재가 인정되어 필요한 금속의 제련을 방지했습니다. 예를 들어, 광석에 그러한 원소가 포함되어 있으면 주석을 얻기가 어려웠습니다. 용융 온도와 화학 반응의 차이로 인해 슬래그 폼이 형성되어 주석 생산량이 감소했습니다.

8세기에 스웨덴 과학자 Scheele와 스페인 Eluard 형제에 의해 금속이 연속적으로 발견되었습니다. 이것은 회중석과 볼프 라마이트와 같은 광물 암석의 산화에 대한 화학 실험의 결과로 발생했습니다.

원자 번호 74에 따라 원소 주기율표에 등록되었습니다. 원자량 183.84의 희귀 내화 금속은 텅스텐입니다. 그 사용은 20세기에 이미 발견된 특이한 특성 때문입니다.

어디를 찾을까요?

지구의 창자에 있는 숫자로 따지면 "인구가 희박"하며 28위를 차지합니다. 그것은 약 22개의 다른 광물의 구성 요소이지만 그 중 4개만이 추출에 필수적입니다: 회중석(삼산화 약 80% 함유), 볼프람철광, 페베라이트 및 허브너라이트(각각 75-77% 함유). 광석의 구성은 대부분 불순물을 포함하며 경우에 따라 몰리브덴, 주석, 탄탈륨 등과 같은 금속의 병렬 "추출"이 수행됩니다. 가장 큰 매장량은 중국, 카자흐스탄, 캐나다, 미국에 있으며 러시아, 포르투갈, 우즈베키스탄에도 있습니다.

그들은 어떻게 받습니까?

암석의 낮은 함량뿐만 아니라 특별한 특성으로 인해 순수한 텅스텐을 얻는 기술은 다소 복잡합니다.

1. 50-60% 농도로 광석을 농축하기 위한 자기 분리, 정전기 분리 또는 부유선광
2. 알칼리성 또는 산성 시약과의 화학 반응 및 생성된 침전물의 단계적 정제에 의한 99% 산화물의 분리.
3. 탄소 또는 수소에 의한 금속의 환원, 해당 금속 분말의 수율.
4. 잉곳 또는 분말 소결 연탄의 생산.

야금 제품 생산의 중요한 단계 중 하나는 분말 야금입니다. 그것은 분말 내화 금속의 혼합, 압축 및 후속 소결을 기반으로합니다. 이러한 방식으로, 주로 다음과 같은 용도로 사용되는 것을 포함하여 기술적으로 중요한 많은 합금을 얻을 수 있습니다. 산업 생산품향상된 힘과 내구성의 절단 도구.

물리화학적 성질

텅스텐은 체심 결정 격자가 있는 내화성 중은 금속입니다.

• 융점 - 3422 ˚С.
• 끓는점 - 5555 ˚С.
• 밀도 - 19.25g / cm 3.

그것은 좋은 전기 전도체입니다. 자화하지 않습니다. 일부 광물(예: 회중석)은 발광합니다.

산, 고온에서의 공격적인 물질, 부식 및 노화에 강합니다. 텅스텐은 또한 강철의 부정적인 불순물의 영향을 비활성화하고 내열성, 내식성 및 신뢰성을 향상시키는 데 기여합니다. 이러한 철-탄소 합금의 사용은 제조 가능성 및 내마모성으로 인해 정당화됩니다.

기계적 및 기술적 특성

텅스텐 - 단단한, 튼튼한 금속. 경도는 488 HB, 인장 강도는 1130-1375 MPa입니다. 차가우면 플라스틱이 아닙니다. 1600 ˚С의 온도에서 가소성은 단조, 압연, 드로잉과 같은 압력 처리에 대한 절대적인 민감성의 상태로 증가합니다. 이 금속 1kg으로 전체 길이가 최대 3km인 실을 생산할 수 있는 것으로 알려져 있습니다.

과도한 경도와 취성으로 인해 가공이 어렵습니다. 드릴링, 터닝, 밀링에는 분말 야금으로 만든 초경 텅스텐 - 코발트 재료가 사용됩니다. 덜 자주, 저속 및 특수 조건에서는 고속 합금 텅스텐강으로 만든 도구가 사용됩니다. 장비가 매우 빨리 마모되고 가공된 텅스텐에 균열이 생기기 때문에 표준 절단 원칙은 적용할 수 없습니다. 다음 기술이 적용됩니다.

1. 이 목적을 위한 은의 사용을 포함하여 표면층의 화학적 처리 및 함침.
2. 용광로, 가스 화염, 전류 0.2A의 도움으로 표면 가열. 가소성이 약간 증가하여 절단이 개선되는 허용 온도는 300-450 ˚С입니다.
3. 저융점 물질을 사용하여 텅스텐 절단.

연마 및 연삭은 다이아몬드와 덜 자주 커런덤을 사용하여 수행해야합니다.

이 내화 금속의 용접은 주로 불활성 가스 또는 액체 차폐에서 전기 아크, 텅스텐 또는 탄소 전극의 작용하에 수행됩니다. 접촉 용접도 가능합니다.

이 특정 화학 원소는 질량과 구별되는 특성을 가지고 있습니다. 따라서 예를 들어 높은 내열성과 내마모성을 특징으로 하여 텅스텐 함유 합금강의 품질 및 절단 특성을 향상시키고 높은 융점으로 인해 전구용 필라멘트 및 용접용 전극 제조가 가능합니다.

신청

희소성, 특이성 및 중요성은 텅스텐 - 텅스텐이라는 금속의 현대 기술에서의 광범위한 사용을 결정합니다. 속성 및 응용 프로그램은 높은 비용과 수요를 정당화합니다. 높은 융점, 경도, 강도, 내열성 및 내화학성 및 내식성, 내마모성 및 절단 기능이 주요 비장의 카드입니다. 사용 사례:

1. 백열 필라멘트.
2. 드릴 및 기타 도구, 펀치, 스프링 및 스프링, 레일 생산에 사용되는 고속, 내마모성, 내열성 및 내열성 철-탄소 합금을 얻기 위해.
3. 주로 내마모성이 높은 절단, 드릴링 또는 프레스 도구로 사용되는 "분말화된" 경질 합금 제조.
4. 아르곤-아크 및 저항 용접용 전극.
5. X-ray 및 라디오 엔지니어링, 각종 테크니컬 램프용 부품 제조.
6. 특수 발광 페인트.
7. 와이어 및 부품 화학 산업.
8. 낚시를위한 mormyshki와 같은 다양한 실용적인 작은 것들.

텅스텐을 비롯한 다양한 합금이 인기를 얻고 있습니다. 중공업에서 경공업에 이르기까지 특수 특성(예: 내화성)을 가진 직물이 만들어지는 경공업에 이르기까지 이러한 재료의 범위는 때때로 놀랍습니다.

보편적인 재료는 존재하지 않습니다. 알려진 각 원소와 생성된 합금은 삶과 산업의 특정 영역에 대한 고유성과 필요성으로 구별됩니다. 그러나 그들 중 일부는 이전에는 불가능했던 프로세스를 가능하게 하는 특별한 속성을 가지고 있습니다. 그러한 금속 중 하나는 텅스텐입니다. 그 적용은 강철처럼 충분히 넓지 않지만 각 옵션은 인류에게 매우 유용하고 필요합니다.

텅스텐은 W(Wolframium)로 지정된 드미트리 이바노비치 멘델레예프의 주기율표에서 원자 번호 74를 갖는 4족 화학 원소입니다. 금속은 1783년 두 명의 스페인 화학자 d "Eluyar"에 의해 발견 및 분리되었습니다. "Wolframium"이라는 이름 자체는 16세기에 알려진 이전에 알려진 광물인 wolframite의 원소로 옮겨졌으며, 당시에는 "wolf"라고 불렸습니다. 거품", 또는 라틴어로 "Spumalupi", 독일 사람이 문구는 "WolfRahm"(텅스텐)처럼 들립니다. 현재 미국, 프랑스, ​​영국 및 기타 일부 국가에서는 "텅스텐"(스웨덴 텅스텐, "무거운 돌"으로 번역됨)이라는 이름이 텅스텐을 명명하는 데 사용됩니다.

텅스텐은 회색의 단단한 전이 금속입니다. 텅스텐의 주요 응용 프로그램은 야금에서 내화 재료의 기본 역할입니다. 텅스텐은 내화성이 매우 높으며 정상적인 조건에서 금속은 내화학성이 있습니다.

텅스텐은 특이한 경도, 무거움 및 불용성에서 다른 모든 금속과 다릅니다. 이 금속의 밀도는 납의 거의 2배, 정확히는 1.7배입니다. 이 모든 것을 통해 텅스텐의 원자 질량은 더 낮고 납의 경우 207에 비해 184의 값을 갖습니다.

텅스텐은 밝은 회색 금속이며, 이 금속의 녹는점과 끓는점이 가장 높습니다. 텅스텐의 가소성과 불용성으로 인해 조명 장치, 키네스코프 및 기타 진공관의 필라멘트로 사용할 수 있습니다.

20가지 텅스텐 광물이 알려져 있습니다. 가장 흔한 것: 산업적으로 중요한 볼프러마이트 회중석 그룹의 광물. 덜 일반적으로 볼프람마이트 황화물, 즉 텅스텐 사이트(WS2) 및 산화물 유사 화합물 - 페로 - 및 구리 텅스텐, 텅스텐, 하이드로 텅스텐. 텅스텐 함량이 높은 실로멜란인 Vads가 널리 분포되어 있습니다.

텅스텐 필라멘트 항공기 동체

발생 조건에 따라 형태 및 텅스텐 퇴적물의 유형, 개방, 지하 및 결합 방법이 개발에 사용됩니다.

현재, 정광에서 직접 텅스텐을 얻는 방법은 없습니다. 이와 관련하여 중간 화합물은 먼저 농축 물에서 분리 된 다음 금속 텅스텐을 얻습니다. 텅스텐의 분리에는 다음이 포함됩니다. 텅스텐산의 분리, 즉. 순수한 화학 화합물 텅스텐, 금속 형태의 텅스텐의 후속 생산을 계속합니다.

텅스텐은 금속 가공, 건설 및 광업, 램프 및 램프 제조, 운송 및 전자 산업, 화학 산업 및 기타 분야.

텅스텐 강철로 만들어진 이 도구는 금속 가공에서 가장 집약적인 공정의 엄청난 속도를 견딜 수 있습니다. 이러한 도구를 사용한 절단 속도는 일반적으로 초당 수십 미터로 측정됩니다.

텅스텐은 자연에서 다소 잘 분포되지 않습니다. 지각의 금속 함량은 질량 기준으로 약 1.3·10~4%이다. 텅스텐을 함유한 주요 광물은 천연 텅스텐(원래 텅스텐이라고 불린 회중석과 볼프라마이트)입니다.

텅스텐 생산

텅스텐 생산의 첫 번째 단계는 광석의 농축입니다. 주요 광석 덩어리, 폐석에서 귀중한 구성 요소의 분리. 다른 중금속 광석의 경우와 동일한 농축 방법이 사용됩니다. 분쇄 및 부유선광에 이어 자기 분리(울프람마이트 광석) 및 산화 로스팅이 수행됩니다. 이 방법으로 얻은 농축액은 일반적으로 과량의 소다로 연소되어 텅스텐을 가용성 상태로 만듭니다. 나트륨 Wolframite에.

이 물질을 얻는 또 다른 방법은 침출입니다. 텅스텐은 고온 및 고압에서 소다 용액으로 추출한 다음 중화 및 텅스텐산 칼슘 침전, 즉 텅스텐을 침전시킵니다. 회중석. Scheelite는 정제 된 텅스텐 산화물을 추출하기가 매우 쉽기 때문에 얻습니다.

CaWO 4 > H 2 WO 4 또는 (NH 4) 2 WO 4 > WO 3

텅스텐 산화물은 염화물을 통해서도 얻습니다. 텅스텐 정광은 고온에서 염소 가스로 처리됩니다. 이 경우 텅스텐 염화물이 형성되며 승화에 의해 다른 염화물과 쉽게 분리됩니다. 생성된 염화물을 사용하여 산화물을 얻거나 즉시 금속을 추출할 수 있습니다.

다음 단계에서 산화물과 염화물은 금속 텅스텐으로 변환됩니다. 텅스텐 산화물을 줄이려면 수소를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 이 감소로 금속이 가장 순수합니다. 산화물의 환원은 WO 3가 포함된 "보트"가 여러 온도 영역을 통과하는 특수 관로에서 발생합니다. 건조 수소는 "보트" 쪽으로 들어갑니다. 산화물 환원은 고온(450-600°C) 및 저온(750-1100°C)에서 발생합니다. 추운 지역에서는 WO 2로 환원된 다음 금속으로 환원됩니다. 시간이 지남에 따라 분말 텅스텐 입자의 크기가 변경됩니다.

복구는 수소 공급 하에서만 일어날 수 있는 것이 아닙니다. 석탄이 자주 사용됩니다. 고체 환원제로 인해 생산이 간단하지만 이 경우 온도는 1300°C에 도달해야 합니다. 석탄 자체와 항상 포함하는 불순물은 텅스텐과 반응하여 다른 화합물의 탄화물을 형성합니다. 결과적으로 금속이 오염됩니다. 그러나 전기 산업에서는 고품질 텅스텐만 사용됩니다. 0.1%의 철 불순물이라도 텅스텐을 만들어 가장 가는 와이어를 만들기 때문입니다. 훨씬 더 약해집니다.

염화물에서 텅스텐을 분리하는 것은 열분해를 기반으로 합니다. 텅스텐과 염소는 일부 화합물을 형성합니다. 과량의 염소는 이들 모두가 WCl6으로 전환되도록 하며, 차례로 1600°C의 온도에서 염소와 텅스텐으로 분해됩니다. 수소가 존재하는 경우 공정은 1000°C에서 시작됩니다.

이것은 텅스텐이 분말 형태로 얻어지는 방법이며, 수소 기류에서 고온에서 압축됩니다. 압축의 첫 번째 단계(약 1100-1300°C로 가열)는 취성 다공성 잉곳을 생성합니다. 그런 다음 압축이 계속되고 온도가 거의 텅스텐의 융점까지 상승하기 시작합니다. 이러한 환경에서 금속은 단단해지기 시작하여 점차 품질과 특성을 획득합니다.

평균적으로 산업에서 생산되는 텅스텐의 30%가 재활용 텅스텐입니다. 텅스텐 스크랩, 톱밥, 부스러기 및 분말은 산화되어 파라텅스텐산암모늄으로 전환됩니다. 일반적으로 절삭강 스크랩은 동일한 강재를 생산하는 기업에서 폐기합니다. 전극, 백열 램프 및 화학 물질의 스크랩은 거의 재활용되지 않습니다.

텅스텐은 W(Wolframium)로 지정된 드미트리 이바노비치 멘델레예프의 주기율표에서 원자 번호 74를 갖는 4족 화학 원소입니다. 금속은 1783년 두 명의 스페인 화학자 d'Eluyar 형제에 의해 발견되고 분리되었습니다. "Wolframium"이라는 이름 자체는 16세기에 알려진 이전에 알려진 광물인 wolframite의 원소로 옮겨졌으며, 그 다음에는 라틴어로 "wolf foam" 또는 "Spuma lupi"라고 불렸습니다. 독일어로 이 문구는 다음과 같이 들립니다. "늑대 람"(텅스텐). 이름은 텅스텐이 주석 광석을 동반하면서 주석 제련을 크게 방해한다는 사실과 관련이 있습니다. 주석을 슬래그 폼으로 번역했습니다(그들은 이 과정에 대해 말하기 시작했습니다: "주석은 늑대처럼 삼켜 버립니다!"). 현재 미국, 프랑스, ​​영국 및 기타 일부 국가에서는 "텅스텐"("무거운 돌"로 번역되는 스웨덴 텅스텐)이라는 이름이 텅스텐을 명명하는 데 사용됩니다.

텅스텐은 회색의 단단한 전이 금속입니다. 텅스텐의 주요 응용 프로그램은 야금에서 내화 재료의 기본 역할입니다. 텅스텐은 내화성이 매우 높으며 정상적인 조건에서 금속은 내화학성이 있습니다.

텅스텐은 특이한 경도, 무거움 및 불용성에서 다른 모든 금속과 다릅니다. 고대부터 사람들 사이에 “납처럼 무겁다” 또는 “납보다 무겁다”, “납 눈꺼풀” 등의 표현이 있었습니다. 그러나 이러한 비유에서 "텅스텐"이라는 단어를 사용하는 것이 더 정확할 것입니다. 이 금속의 밀도는 납의 거의 2배, 정확히는 1.7배입니다. 이 모든 것을 통해 텅스텐의 원자 질량은 더 낮고 납의 경우 207에 비해 184의 값을 갖습니다.

텅스텐은 밝은 회색 금속이며, 이 금속의 녹는점과 끓는점이 가장 높습니다. 텅스텐의 가소성과 불용성으로 인해 조명 장치, 키네스코프 및 기타 진공관의 필라멘트로 사용할 수 있습니다.

20가지 텅스텐 광물이 알려져 있습니다. 가장 흔한 것: 산업적으로 중요한 볼프러마이트 회중석 그룹의 광물. 덜 일반적으로 볼프람마이트 황화물, 즉 텅스텐 사이트(WS2) 및 산화물 유사 화합물 - 페로 - 및 구리 텅스텐, 텅스텐, 하이드로 텅스텐. 텅스텐 함량이 높은 실로멜란인 Vads가 널리 분포되어 있습니다.

발생 조건에 따라 형태 및 텅스텐 퇴적물의 유형, 개방, 지하 및 결합 방법이 개발에 사용됩니다.

현재, 정광에서 직접 텅스텐을 얻는 방법은 없습니다. 이와 관련하여 중간 화합물은 먼저 농축 물에서 분리 된 다음 금속 텅스텐을 얻습니다. 텅스텐의 분리에는 다음이 포함됩니다. 텅스텐산의 분리, 즉. 순수한 화학 화합물 텅스텐, 금속 형태의 텅스텐의 후속 생산을 계속합니다.

텅스텐은 금속 가공, 건설 및 광업 산업, 램프 및 램프 제조, 운송 및 전자 산업, 화학 산업 및 기타 분야의 기계 및 장비 제조에 사용됩니다.

텅스텐 강철로 만들어진 이 도구는 금속 가공에서 가장 집약적인 공정의 엄청난 속도를 견딜 수 있습니다. 이러한 도구를 사용한 절단 속도는 일반적으로 초당 수십 미터로 측정됩니다.

텅스텐은 자연에서 다소 잘 분포되지 않습니다. 지각의 금속 함량은 질량 기준으로 약 1.3·10 -4%입니다. 텅스텐을 함유한 주요 광물은 천연 텅스텐(원래 텅스텐이라고 불린 회중석과 볼프라마이트)입니다.

생물학적 특성

텅스텐의 생물학적 역할은 중요하지 않습니다. 텅스텐은 특성이 몰리브덴과 매우 유사하지만 후자와 달리 텅스텐은 필수 요소가 아닙니다. 이러한 사실에도 불구하고 텅스텐은 박테리아 구성에서 동식물의 몰리브덴을 대체할 수 있는 반면, 크산틴 산화효소와 같은 Mo 의존성 효소의 활성을 억제합니다. 동물의 텅스텐 염 축적으로 인해 요산 수치가 감소하고 하이포잔틴 및 크산틴 수치가 증가합니다. 텅스텐 먼지는 다른 금속 먼지와 마찬가지로 호흡기를 자극합니다.

약 0.001-0.015 밀리그램의 텅스텐이 음식과 함께 하루 평균 인체에 들어갑니다. 인간의 위장관에서 텅스텐 염뿐만 아니라 요소 자체의 소화율은 1-10 %, 난용성 텅스텐 산 - 최대 20 %입니다. 텅스텐은 주로 뼈 조직과 신장에 축적됩니다. 뼈에는 약 0.00025mg/kg이 포함되어 있으며 사람의 혈액에는 약 0.001mg/l의 텅스텐이 포함되어 있습니다. 금속은 일반적으로 신체에서 자연적으로 소변으로 배설됩니다. 그러나 텅스텐 185W의 방사성 동위원소의 75%는 대변으로 배설됩니다.

텅스텐의 식품 공급원과 일일 요구량은 아직 연구되지 않았습니다. 인체에 대한 독성 용량은 아직 확인되지 않았습니다. 쥐의 치명적인 결과는 30mg보다 약간 많은 물질에서 발생합니다. 의학에서 텅스텐은 인간과 동물에 대한 대사, 발암 및 기형 유발 효과가 없다고 믿어집니다.

인체 내부의 텅스텐 원소 상태의 지표: 소변, 전혈. 혈액 내 텅스텐 수치 감소에 대한 데이터는 없습니다.

신체의 텅스텐 함량 증가는 내화성 및 내열성 재료, 합금강 생산에 종사하는 야금 공장 근로자 및 텅스텐 카바이드와 접촉한 사람들에게서 가장 자주 발생합니다.

임상 증후군 "중금속 질환" 또는 진폐증은 텅스텐 먼지를 체내에 만성적으로 섭취한 결과일 수 있습니다. 징후에는 기침, 호흡 문제, 아토피성 천식 및 폐 내부의 변화가 포함될 수 있습니다. 위의 증후군은 일반적으로 오랜 휴식 후에 바나듐과 직접 접촉하지 않으면 가라앉습니다. 가장 심한 경우 질병의 늦은 진단으로 병리학 "폐성", 폐기종 및 폐 섬유증이 발생합니다.

"중금속 질병" 및 그 발생의 전제 조건은 일반적으로 여러 유형의 금속 및 염(예: 코발트, 텅스텐 등)에 노출된 결과로 나타납니다. 인체에 대한 텅스텐과 코발트의 결합된 효과는 폐 시스템에 대한 해로운 영향을 증가시키는 것으로 밝혀졌습니다. 텅스텐과 탄화코발트의 조합은 국소 염증과 접촉 피부염을 유발할 수 있습니다.

현재 의학의 발전 단계에서, 효과적인 방법"중금속 질병"의 출현을 유발할 수있는 금속 화합물 그룹의 신진 대사 또는 배설 촉진. 그렇기 때문에 질병의 초기 단계에서 진단하기 위해 지속적으로 예방 조치를 취하고 중금속에 대한 민감도가 높은 사람들을 적시에 식별하는 것이 중요합니다. 이러한 모든 요인이 병리학 치료의 성공 가능성을 결정합니다. 그러나 어떤 경우에는 필요한 경우 착화제 및 대증 요법을 사용한 치료가 사용됩니다.

생산되는 전체 텅스텐의 절반 이상(더 정확하게는 58%)이 텅스텐 카바이드 제조에 사용되고 거의 1/4(더 정확하게는 23%)이 다양한 강철 및 합금 생산에 사용됩니다. 텅스텐 "압연 제품"(백열등 필라멘트, 전기 접점 등 포함)의 생산은 세계에서 소비되는 텅스텐의 약 8%를 차지하고 나머지 9%는 촉매 및 안료 생산에 사용됩니다.

전기 램프에 응용된 텅스텐 와이어는 최근 새로운 프로파일을 얻었습니다. 취성 재료 가공에서 절삭 공구로 사용하는 것이 제안되었습니다.

텅스텐의 높은 강도와 ​​좋은 연성은 그것으로 독특한 아이템을 생산하는 것을 가능하게 합니다. 예를 들어, 이 금속에서 너무 얇은 와이어를 끌어올 수 있으므로 이 와이어의 100km는 250kg에 불과합니다.

용융 액체 텅스텐은 금속의 끓는점이 5500°C 이상이기 때문에 태양 자체의 표면 근처에서도 이 상태로 남아 있을 수 있습니다.

많은 사람들은 청동이 구리, 아연 및 주석으로 구성되어 있다는 것을 알고 있습니다. 그러나 소위 텅스텐 브론즈는 정의상 브론즈가 아니기 때문에. 위의 금속을 포함하지 않기 때문에 합금이 아닙니다. 순수한 금속 화합물이 부족하고 나트륨과 텅스텐이 산화됩니다.

복숭아 페인트를 얻는 것은 매우 어려웠고 종종 완전히 불가능했습니다. 이것은 빨간색이나 분홍색이 아니라 일종의 중간색이며 녹색 색조가 있습니다. 기부에 따르면 이 페인트를 얻으려면 8,000번 이상의 시도가 필요했습니다. 17세기에는 산시성의 한 특수 공장에서 당시 중국 황제에게 가장 비싼 도자기 제품만 복숭아 물감으로 장식되었습니다. 그러나 얼마 후 희귀 페인트의 비밀을 밝힐 수 있었을 때 그것이 텅스텐 산화물에 기초한 것이었음이 밝혀졌습니다.

이것은 1911년에 일어났습니다. 리라는 학생이 베이징에서 윈난성에 왔습니다. 그는 날마다 어떤 종류의 돌을 찾으려고 산에서 길을 잃었습니다. 그가 설명했듯이 그것은 양철 돌이었습니다. 그러나 그는 성공하지 못했습니다. 학생 Li가 정착한 집의 주인은 Xiao-mi라는 어린 딸과 함께 살았습니다. 그 소녀는 불행한 학생에게 매우 미안했고 저녁에는 저녁 식사를 하면서 그에게 간단한 간단한 이야기를 했습니다. 한 이야기는 절벽에서 떼어내어 집 뒤뜰에 깔아놓은 일종의 검은 돌로 만든 특이한 난로에 관한 이야기입니다. 이 스토브는 수년 동안 정기적으로 소유자에게 서비스를 제공하면서 매우 성공적이었으며 가장 중요한 내구성이 있는 것으로 판명되었습니다. 어린 샤오미는 학생에게 그런 돌 하나조차 선물로 주었다. 그것은 납과 같은 런인(run-in)의 무거운 갈색 돌이었습니다. 나중에 이 돌이 순수한 울프람마이트였음이 밝혀졌습니다...

1900년 파리에서 열린 세계 야금 전시회에서 완전히 새로운 고속 강철(강과 텅스텐의 합금) 표본이 처음으로 시연되었습니다. 말 그대로 그 직후 텅스텐이 널리 사용되기 시작했습니다. 야금 산업모든 선진국. 하지만 꽤 있다 흥미로운 사실: 처음으로 텅스텐 강철은 1865년 우랄의 Motovilikha 공장에서 러시아에서 발명되었습니다.

2010년 초, 흥미로운 유물이 Perm ufologists의 손에 넘어갔습니다. 난파선이라고 해야하나 우주선. 파편의 분석은 물체가 거의 전적으로 순수한 텅스텐으로 구성되어 있음을 보여주었습니다. 구성의 0.1%만이 희귀 불순물에 속합니다. 과학자들에 따르면 로켓 노즐은 순수한 텅스텐으로 만들어집니다. 그러나 지금까지 한 가지 사실이 설명되지 않았습니다. 공기 중에서 텅스텐은 빠르게 산화되고 녹이 슨다. 그러나 어떤 이유로 이 조각은 부식되지 않습니다.

이야기

"텅스텐"이라는 단어 자체는 독일에서 유래했습니다. 이전에는 금속 자체가 텅스텐이라고 불리는 것이 아니라 주요 광물, 즉 울프람마이트로. 어떤 사람들은 이 단어가 거의 욕설로 사용되었다고 제안합니다. 16세기 초부터 17세기 후반까지 텅스텐은 주석 광물로 간주되었습니다. 그것은 꽤 자주 주석 광석을 동반하지만. 그러나 Wolframite를 포함한 광석에서 주석은 훨씬 덜 제련되었습니다. 누군가 또는 무언가가 유용한 주석을 "삼켜 버린"것처럼. 따라서 새 요소의 이름입니다. 독일어로 Wolf(Wolf)는 늑대를 의미하고, 고대 독일어에서 번역된 Ram(Ramm)은 숫양을 의미합니다. 저것들. "늑대가 양을 먹는 것처럼 주석을 먹는다"는 표현은 금속의 이름이되었습니다.

미국의 잘 알려진 화학 초록 저널이나 멜러(영국)와 파스칼(프랑스)의 모든 화학 원소에 대한 참고 서적에는 텅스텐과 같은 원소에 대한 언급조차 없습니다. 74번의 화학 원소를 텅스텐이라고 합니다. 텅스텐을 나타내는 기호 W는 지난 몇 년 동안에만 널리 퍼졌습니다. 프랑스와 이탈리아에서는 아주 최근에 요소를 문자 Tu로 표시했습니다. 텅스텐이라는 단어의 첫 글자.

그러한 혼란의 기초는 원소 발견의 역사에 있습니다. 1783년 스페인의 화학자 Eluard 형제는 새로운 화학 원소를 발견했다고 보고했습니다. 색슨족 광물 "텅스텐"을 질산으로 분해하는 과정에서 그들은 "산성 흙", 즉 미지의 금속 산화물의 황색 침전물, 침전물은 암모니아에 용해됨. 출발 물질에서 이 산화물은 망간 및 철의 산화물과 함께 존재하였다. Eluard 형제는 이 원소를 텅스텐으로 명명했으며 금속이 채굴되는 광물의 이름을 볼프라마이트로 명명했습니다.

하지만 엘뤼아르 형제가 100% 텅스텐의 발견자라고 할 수는 없습니다. 물론 그들은 그들의 발견을 인쇄물로 처음 보고했지만... 1781년, 형제가 발견되기 2년 전, 스웨덴의 유명한 화학자 Carl Wilhelm Scheele는 치료 과정에서 정확히 똑같은 "황토"를 발견했습니다. 질산이 함유된 또 다른 미네랄. 그의 과학자는 그것을 단순히 "텅스텐"(스웨덴 텅 - 무거운, 스텐 - 돌, 즉 "무거운 돌"로 번역)이라고 불렀습니다. Karl Wilhelm Scheele은 "황토"가 유사한 몰리브덴과 색상 및 기타 특성이 다르다는 것을 발견했습니다. 과학자는 또한 광물 자체에서 산화 칼슘과 관련이 있음을 배웠습니다. Scheele을 기리기 위해 광물 "tungsten"의 이름이 "schelite"로 변경되었습니다. 흥미롭게도 Eluard 형제 중 한 사람은 Scheele의 학생이었고 1781년에 교사의 실험실에서 일했습니다. Scheele도 Eluard 형제도 발견을 공유하기 시작했습니다. Scheele은 단순히 이 발견을 주장하지 않았으며 Eluard 형제는 자신의 우월성을 주장하지 않았습니다.

많은 사람들이 소위 "텅스텐 청동"에 대해 들어봤을 것입니다. 이들은 매우 아름답게 보이는 금속입니다. 청색 텅스텐 청동의 조성은 Na2O WO2이고 황금 청동의 조성은 4WO3Na2O WO2 WO3입니다. 보라색과 보라색 빨간색은 중간이며 WO3 대 WO2 비율은 4보다 작고 1보다 큽니다. 공식에서 알 수 있듯이 이러한 물질에는 주석도 구리도 아연도 포함되어 있지 않습니다. 이것은 청동이 아니며 합금이 아니기 때문입니다. 그들은 금속 화합물조차 가지고 있지 않으며 여기에서 나트륨과 텅스텐이 산화됩니다. 이러한 "청동"은 외관뿐만 아니라 경도, 내 화학성, 높은 전기 전도성과 같은 특성도 실제 청동과 유사합니다.

고대에 복숭아색은 가장 희귀한 색 중 하나로 8000번의 실험을 거쳐야 얻을 수 있었다고 합니다. 17세기 중국 황제의 가장 비싼 도자기는 복숭아색으로 칠해져 있었다. 그러나 이 도료의 비밀이 밝혀진 후 갑자기 그것이 텅스텐 산화물을 기반으로 한 것으로 밝혀졌습니다.

자연 속에서

텅스텐은 자연에 잘 분포되어 있지 않으며 지각의 금속 함량은 1.3 10 -4 중량%입니다. 텅스텐은 주로 삼산화 텅스텐 WO3뿐만 아니라 철과 칼슘 또는 망간의 산화물, 때로는 구리, 납, 토륨 및 다양한 희토류 원소에 의해 형성되는 복합 산화 화합물의 일부로 발견됩니다. 가장 일반적인 광물인 볼프라마이트는 텅스텐산염의 고용체입니다. 텅스텐산, 망간 및 철의 염(nMnWO 4 mFeWO 4). 용액은 용액 조성에서 다양한 화합물의 우세에 따라 검은색 또는 갈색의 단단하고 무거운 결정입니다. 망간 화합물(huebnerite)이 더 많으면 결정이 검은색이 되고 철 화합물(ferberite)이 우세하면 용액이 갈색이 됩니다. Wolframite는 우수한 전기 전도체이며 상자성입니다.

다른 텅스텐 광물의 경우 회중석은 산업적으로 중요합니다. 칼슘 텅스텐산염(공식 CaWO 4). 미네랄은 밝은 노란색과 때로는 거의 흰색의 화려한 결정을 형성합니다. Sheelite는 전혀 자성이 없지만 발광하는 능력이라는 또 다른 특징이 있습니다. 어둠 속에서 UV 조명 후, 그것은 밝은 파란색 형광을 낼 것입니다. 몰리브덴 혼합물이 있으면 빛의 색이 바뀌고 옅은 파란색, 때로는 크림색으로 바뀝니다. 이 속성 덕분에 광물의 지질 퇴적물을 쉽게 감지할 수 있습니다.

일반적으로 텅스텐 광석의 매장지는 화강암 분포 지역과 관련이 있습니다. 회중석이나 울프람마이트의 큰 결정은 매우 드뭅니다. 일반적으로 광물은 화강암에 단순히 산재되어 있습니다. 화강암에서 텅스텐을 추출하는 것은 매우 어렵습니다. 그 농도는 일반적으로 2% 이하입니다. 총 20개 이하의 텅스텐 광물이 알려져 있습니다. 그 중 stolcite와 rasoite는 납 텅스텐산염 PbWO 4 의 두 가지 다른 결정 변형으로 구분할 수 있습니다. 나머지 광물은 일반 광물의 분해 생성물 또는 2차 형태, 예를 들어 회중석 및 울프라마이트(수화 텅스텐 산화물인 하이드로텅스텐은 볼프라마이트에서 형성됨, 텅스텐 황토), 루셀라이트, 텅스텐과 비스무트의 산화물을 함유하는 광물입니다. 텅스텐(WS 2)은 텅스텐의 유일한 비산화물 광물이며 주요 매장량은 미국에 있습니다. 일반적으로 텅스텐의 함량은 WO 3 0.3%에서 1.0% 범위입니다.

모든 텅스텐 광상은 열수 또는 마그마 기원입니다. Schelite와 Wolframite는 마그마가 지각의 균열로 침투한 곳에서 종종 정맥의 형태로 발견됩니다. 텅스텐 퇴적물의 주요 부분은 알프스, 히말라야 및 태평양 벨트와 같은 젊은 산맥 지역에 집중되어 있습니다. Wolframite 및 회철석의 가장 큰 매장지는 중국, 버마, 미국, 러시아(우랄, 트랜스바이칼리아 및 코카서스), 포르투갈 및 볼리비아에 있습니다. 세계의 연간 텅스텐 광석 채굴량은 약 5.95·104톤이며 그 중 49.5·104톤(83%)이 중국에서 채굴된다. 러시아에서는 연간 약 3,400톤이 채굴되고 캐나다에서는 연간 3,000톤이 채굴됩니다.

텅스텐 원료 개발에서 글로벌 리더의 역할은 중국이 담당합니다(Jianshi 필드는 중국 생산량의 60%, Hunan - 20%, Yunnan - 8%, Guangdong - 6%, 내몽고 및 Guanzhi - 2 각각 %, 기타가 있음). 러시아에서 텅스텐 광석의 가장 큰 매장지는 북 코카서스(Tyrnyauz, Kabardino-Balkaria)와 극동의 2개 지역에 있습니다. Nalchik의 공장은 텅스텐 광석을 파라텅스텐산 암모늄과 산화 텅스텐으로 처리합니다.

텅스텐의 최대 소비국은 서유럽(30%)입니다. 미국과 중국 - 각각 25%, 12% -13% - 일본. CIS에서 연간 약 3,000톤의 금속이 소비됩니다.

신청

전체적으로 연간 약 30,000 톤의 텅스텐이 세계에서 생산됩니다. 텅스텐 강철 및 텅스텐과 그 탄화물을 포함하는 기타 합금은 항공기 및 내연 기관의 가장 중요한 부품인 탱크 장갑, 포탄 및 어뢰 포탄의 제조에 사용됩니다.

최고의 공구강에는 텅스텐이 포함되어 있습니다. 야금은 일반적으로 생산되는 전체 텅스텐의 약 95%를 흡수합니다. 야금의 일반적인 점은 순수한 텅스텐이 사용되는 것뿐만 아니라 텅스텐이 주로 사용된다는 것입니다. 약 80%의 텅스텐과 약 20%의 철을 포함하는 합금. 전기로에서 생산됩니다.

텅스텐 합금에는 여러 가지 놀라운 특성이 있습니다. 텅스텐, 구리 및 니켈 합금은 "중금속"이라고도 하며 방사성 물질을 저장하기 위한 용기 제조의 원료입니다. 이러한 합금의 보호 효과는 납보다 40% 더 높습니다. 이러한 합금은 스크린의 상대적으로 얇은 두께로 상당히 충분한 보호가 제공되기 때문에 방사선 치료에도 사용됩니다.

텅스텐 카바이드와 16% 코발트의 합금은 유정 드릴링에서 부분적으로 다이아몬드를 대체할 정도의 경도를 가지고 있습니다. 은과 구리가 포함된 의사 합금은 고전압 환경의 스위치 및 나이프 스위치에 탁월한 재료입니다. 이러한 제품은 기존 구리 접점보다 6배 더 오래 지속됩니다.

순수한 텅스텐 또는 텅스텐을 포함하는 합금의 사용은 주로 경도, 내화성 및 내화학성을 기반으로 합니다. 순수한 형태의 텅스텐은 전기 백열등 및 음극선관용 필라멘트 생산에 널리 사용됩니다. 전기로의 권선 및 발열체, 공간 및 구조재로 사용 항공기고온에서 작동하는 것.

텅스텐은 고속강(텅스텐 함량 17.5 - 18.5%), 스텔라이트(Cr, C, W 첨가제가 포함된 코발트), 하스탈로이(Ni 기반 스테인리스강) 및 기타 여러 합금의 합금입니다. 텅스텐은 내열 및 공구 합금 생산의 기초로 사용됩니다. 즉, 회철석 또는 볼프라마이트 정광의 직접 환원으로 쉽게 얻을 수 있는 페로텅스텐(W 68-86%, Mo 및 철 최대 7%)이 사용됩니다. . 텅스텐은 Pobeda 생산에 사용됩니다. 이것은 80-85% 텅스텐, 7-14% 코발트, 5-6% 탄소를 포함하는 초경질 합금입니다. Pobedit은 석유 및 광업뿐만 아니라 금속 가공 공정에서 없어서는 안될 필수 요소입니다.

마그네슘 및 칼슘 텅스텐산염은 형광 장치에 널리 사용됩니다. 기타 텅스텐 염은 태닝 및 화학 산업에서 사용됩니다. 이황화 텅스텐은 최대 500°C의 온도에서 안정한 건조 고온 윤활제입니다. 텅스텐 청동 및 기타 텅스텐 화합물은 페인트 제조에 사용됩니다. 상당히 많은 텅스텐 화합물이 우수한 촉매입니다.

전기 램프 생산에서 텅스텐은 비정상적으로 내화물일 뿐만 아니라 상당히 플라스틱이기 때문에 필수 불가결합니다. 1kg의 텅스텐은 3.5km의 와이어 제조를 위한 원료로 사용됩니다. 저것들. 1kg의 텅스텐으로 23,000개의 60와트 램프용 필라멘트를 만들 수 있습니다. 이 속성 덕분에 전 세계의 전기 산업은 연간 약 100톤의 텅스텐을 소비합니다.

생산

텅스텐 생산의 첫 번째 단계는 광석의 농축입니다. 주요 광석 덩어리, 폐석에서 귀중한 구성 요소의 분리. 다른 중금속 광석의 경우와 동일한 농축 방법이 사용됩니다. 분쇄 및 부유선광에 이어 자기 분리(울프람마이트 광석) 및 산화 로스팅이 수행됩니다. 이 방법으로 얻은 농축액은 일반적으로 과량의 소다로 연소되어 텅스텐을 가용성 상태로 만듭니다. 나트륨 Wolframite에.

이 물질을 얻는 또 다른 방법은 침출입니다. 텅스텐은 고온 및 고압에서 소다 용액으로 추출한 다음 중화 및 텅스텐산 칼슘 침전, 즉 텅스텐을 침전시킵니다. 회중석. Scheelite는 정제 된 텅스텐 산화물을 추출하기가 매우 쉽기 때문에 얻습니다.

CaWO 4 → H 2 WO 4 또는 (NH 4) 2 WO 4 → WO 3

텅스텐 산화물은 염화물을 통해서도 얻습니다. 텅스텐 정광은 고온에서 염소 가스로 처리됩니다. 이 경우 텅스텐 염화물이 형성되며 승화에 의해 다른 염화물과 쉽게 분리됩니다. 생성된 염화물을 사용하여 산화물을 얻거나 즉시 금속을 추출할 수 있습니다.

다음 단계에서 산화물과 염화물은 금속 텅스텐으로 변환됩니다. 텅스텐 산화물을 줄이려면 수소를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 이 감소로 금속이 가장 순수합니다. 산화물의 환원은 WO 3가 포함된 "보트"가 여러 온도 영역을 통과하는 특수 관로에서 발생합니다. 건조 수소는 "보트" 쪽으로 들어갑니다. 산화물 환원은 고온(450-600°C) 및 저온(750-1100°C)에서 발생합니다. 추운 지역에서는 WO 2로 환원된 다음 금속으로 환원됩니다. 시간이 지남에 따라 분말 텅스텐 입자의 크기가 변경됩니다.

복구는 수소 공급 하에서만 일어날 수 있는 것이 아닙니다. 석탄이 자주 사용됩니다. 고체 환원제로 인해 생산이 간단하지만 이 경우 온도는 1300°C에 도달해야 합니다. 석탄 자체와 항상 포함하는 불순물은 텅스텐과 반응하여 다른 화합물의 탄화물을 형성합니다. 결과적으로 금속이 오염됩니다. 그러나 전기 산업에서는 고품질 텅스텐만 사용됩니다. 0.1%의 철 불순물이라도 텅스텐을 만들어 가장 가는 와이어를 만들기 때문입니다. 훨씬 더 약해집니다.

염화물에서 텅스텐을 분리하는 것은 열분해를 기반으로 합니다. 텅스텐과 염소는 일부 화합물을 형성합니다. 과량의 염소는 이들 모두가 WCl6으로 전환되도록 하며, 차례로 1600°C의 온도에서 염소와 텅스텐으로 분해됩니다. 수소가 존재하는 경우 공정은 1000°C에서 시작됩니다.

이것은 텅스텐이 분말 형태로 얻어지는 방법이며, 수소 기류에서 고온에서 압축됩니다. 압축의 첫 번째 단계(약 1100-1300°C로 가열)는 취성 다공성 잉곳을 생성합니다. 그런 다음 압축이 계속되고 온도가 거의 텅스텐의 융점까지 상승하기 시작합니다. 이러한 환경에서 금속은 단단해지기 시작하여 점차 품질과 특성을 획득합니다.

평균적으로 산업적으로 생산된 텅스텐의 30%가 재활용 텅스텐입니다. 텅스텐 스크랩, 톱밥, 부스러기 및 분말은 산화되어 파라텅스텐산암모늄으로 전환됩니다. 일반적으로 절삭강 스크랩은 동일한 강재를 생산하는 기업에서 폐기합니다. 전극, 백열 램프 및 화학 물질의 스크랩은 거의 재활용되지 않습니다.

러시아 연방에서 텅스텐 제품은 Skopinsky Hydrometallurgical Plant Metallurg, Vladikavkaz Plant Pobedit, Nalchik Hydrometallurgical Plant, Kirovgrad Hard Alloy Plant, Elektrostal, Chelyabinsk Electrometallurgical Plant에서 생산됩니다.

물리적 특성

텅스텐은 밝은 회색 금속입니다. 탄소를 제외한 알려진 원소 중 가장 녹는점이 높습니다. 이 표시기의 값은 대략 섭씨 3387~3422도입니다. 텅스텐은 고온에 도달할 때 우수한 기계적 특성을 가지며 모든 금속 중에서 텅스텐은 팽창 계수와 같은 지표의 값이 가장 낮습니다.

텅스텐은 가장 무거운 금속 중 하나이며 밀도는 19250kg/m3입니다. 금속은 입방체 중심 격자 매개변수 a = 0.31589 nm를 갖습니다. 섭씨 0도에서 텅스텐의 전기 전도도는 은에 대한 동일한 표시기 값의 28%에 불과합니다(은은 다른 금속보다 전류를 잘 전도합니다). 순수한 텅스텐은 가공이 매우 쉽지만 순수한 형태는 드물고 탄소와 산소의 불순물이 더 자주 포함되어 잘 알려진 경도를 얻습니다. 섭씨 20도의 온도에서 금속의 전기 저항은 섭씨 2700도 - 90.4 * 10 -4의 온도에서 5.5 * 10 -4입니다.

텅스텐은 특별한 불용성, 무거움 및 경도면에서 다른 모든 금속과 다릅니다. 이 금속의 밀도는 동일한 납의 거의 두 배, 즉 1.7배입니다. 그러나 반대로 원소의 원자 질량은 184 대 207로 더 낮습니다.

텅스텐의 인장 및 압축 계수 값은 비정상적으로 높고 열 크리프에 대한 저항은 엄청나며 금속은 전기 및 열 전도성이 높습니다. 텅스텐은 상당히 높은 계수를 가지고 있습니다. 전자 방출, 이는 원소를 다른 금속의 산화물과 합금함으로써 크게 향상될 수 있습니다.

결과 텅스텐의 색상은 주로 생산 방법에 따라 다릅니다. 용융 텅스텐은 백금처럼 보이는 광택이 나는 회색 금속입니다. 텅스텐 분말은 회색, 짙은 회색 및 검은색일 수 있습니다. 분말 입자가 작을수록 더 어두워집니다.

텅스텐은 저항이 높습니다. 실온에서는 공기 중에서 변하지 않습니다. 온도가 적열에 도달하면 금속이 천천히 산화되기 시작하여 무수 텅스텐을 방출합니다. 텅스텐은 황산, 불화수소산 및 염산에 거의 녹지 않습니다. 왕수와 질산에서 금속은 표면에서 산화됩니다. 불화수소산과 질산의 혼합물에 존재하는 텅스텐은 용해되어 텅스텐산을 형성합니다. 모든 텅스텐 화합물 중에서 가장 실용적인 이점은 텅스텐 무수물 또는 삼산화 텅스텐, 일반식이 ME2WOX인 과산화물, 텅스텐산염, 탄소, 황 및 할로겐이 포함된 화합물입니다.

자연에서 발견되는 텅스텐은 질량수가 186.184, 183, 182, 181인 5개의 안정 동위원소로 구성되어 있습니다. 가장 흔한 동위원소는 질량수 184로 점유율이 30.64%입니다. 원소 번호 74의 전체 인공 방사성 동위 원소 세트 중 실제적으로 중요한 것은 텅스텐-181(반감기가 145일), 텅스텐-185(반감기가 74.5일), 텅스텐-187입니다. (반감기는 23.85시간입니다.) 이 모든 동위원소는 원자로천연 혼합물의 중성자로 텅스텐 동위 원소를 포격하는 과정에서.

텅스텐의 원자가는 변화하는 특성을 가지고 있습니다. 2에서 6까지, 가장 안정적인 것은 6가 텅스텐이고, 화학 원소의 3가 및 2가 화합물은 불안정하고 실용적인 가치가 없습니다. 텅스텐 원자의 반지름은 0.141 nm입니다.

Vinogradov에 따르면 지각의 텅스텐 클라크는 0.00013g/t입니다. 구성의 평균 함량 바위, 그램/톤: 초염기 - 0.00001, 염기 - 0.00007, 중간 - 0.00012, 신 - 0.00019.

화학적 특성

텅스텐은 다음의 영향을 받지 않습니다. 왕수, 황산, 염산, 불화수소산 및 질산, 수산화나트륨 수용액, 수은, 수은 증기, 암모니아(최대 700°C), 공기 및 산소(최대 400°C), 수소, 물, 염화수소(최대 600°C), 일산화탄소(최대 800°C), 질소.

약간의 가열 후 이미 건조 불소가 미세하게 분할된 텅스텐과 결합하기 시작합니다. 결과적으로 육불화물이 형성됩니다(공식 WF 6) - 이것은 녹는점이 2.5°C이고 끓는점이 19.5°C인 매우 흥미로운 물질입니다. 염소와의 반응 후 유사한 화합물이 형성되지만 반응은 600°C의 온도에서만 가능합니다. 강철 청색 결정인 WC16은 275°C에서 녹고 347°C에서 끓습니다. 텅스텐은 요오드 및 브롬과 약하게 안정한 화합물을 형성합니다: 테트라 및 디요오다이드, 펜타 및 디브로마이드.

고온에서 텅스텐은 셀레늄, 황, 질소, 붕소, 텔루르, 실리콘 및 탄소와 결합할 수 있습니다. 이러한 화합물 중 일부는 다른 우수한 품질과 마찬가지로 매우 단단합니다.

특히 관심을 끄는 것은 카르보닐(식 W(CO) 6)입니다. 여기서 텅스텐은 일산화탄소와 결합하므로 원자가가 0입니다. 텅스텐 카보닐은 다음에서 생산됩니다. 특별한 조건, 왜냐하면 그는 매우 불안정합니다. 0°C의 온도에서는 무색 결정의 형태로 특수 용액에서 방출되고 50°C에 도달하면 카르보닐이 승화되고 100°C에서는 완전히 분해됩니다. 그러나 이 화합물 덕분에 조밀하고 단단한 텅스텐 코팅(순수한 텅스텐에서)을 얻을 수 있습니다. 텅스텐 자체와 같은 많은 텅스텐 화합물은 매우 활동적입니다. 예를 들어, 텅스텐 산화물 텅스텐 산화물 WO 3은 중합하는 능력이 있습니다. 이 경우, 소위 헤테로폴리화합물(분자는 50개 이상의 원자를 포함할 수 있음)과 이소폴리화합물이 형성됩니다.

텅스텐 산화물(VI)WO 3는 가열되면 주황색으로 변하는 밝은 노란색 결정질 물질입니다. 산화물의 녹는점은 1473°C이고 끓는점은 1800°C입니다. 이에 해당하는 텅스텐산은 물의 용액에서 이수화물이 침전되는 동안 안정하지 않으며 70~100°C의 온도에서 한 분자의 물을 잃고 180~350°C의 온도에서 두 번째 분자를 잃습니다. .

텅스텐산의 음이온은 다화합물을 형성하는 경향이 있습니다. 농축 산과의 반응 결과 혼합 무수물이 형성됩니다.

12WO 3 + H 3 PO 4 \u003d H 3.

텅스텐 산화물과 금속성 나트륨의 반응 결과로 "텅스텐 청동"이라고 하는 비화학량론적 텅스텐산 나트륨이 생성됩니다.

WO 3 + xNa = Na x WO 3.

텅스텐 산화물을 수소로 환원시키는 과정에서 분리 중에 수화된 산화물이 얻어지며 혼합된 산화 상태를 가지며 이를 "텅스텐 블루"라고 합니다.

WO 3–n(OH) n, n = 0.5–0.1.

WO 3 + Zn + HCl = ("파란색"), W 2 O 5(OH)(갈색)

텅스텐(VI) 산화물은 제조 공정텅스텐 및 그 화합물. 이는 특정 세라믹 안료 및 산업적으로 중요한 수소화 촉매의 구성요소입니다.

WCl 6 - 금속 텅스텐 또는 산화 텅스텐과 염소, 불소 또는 사염화탄소의 상호 작용 결과로 형성된 고급 염화 텅스텐. 염화 텅스텐을 알루미늄으로 환원하면 일산화탄소와 함께 텅스텐 카보닐이 형성됩니다.

WCl 6 + 2Al + 6CO = + 2AlCl 3 (에테르)

텅스텐은 내화 금속 . 브랜드마다 고유한 특성이 있는 고유한 품종이 있습니다. 이 요소는 주기율표 Mendeleev는 번호 74이며 밝은 회색입니다. 융점은 3380도입니다. 주요 특성은 선형 팽창 계수, 전기 저항, 융점 및 밀도입니다.

텅스텐의 특성 및 등급

텅스텐은 자체 기계적 및 물리적 특성과 여러 종류의 등급을 가지고 있습니다.

에게 물리적 특성포함:

기계적 성질:

• 상대 연신율 - 0%.
• 인장 강도 - 800-1100 MPa.
• 포아송비 0.29.
• 전단 계수 - 151.0 GPa.
• 탄성 계수 - 415.0 GPa.

이 금속은 2,000도에서도 낮은 증발 속도와 5900도의 매우 큰 끓는점으로 구별됩니다. 이 재료의 사용을 제한하는 특성은 낮은 내산화성, 높은 취성 및 고밀도입니다. 강철처럼 보입니다. 고강도 합금을 생산하는 데 사용됩니다. 가열 후에 만 ​​​​처리할 수 있습니다. 가열 온도는 수행하려는 처리 방법에 따라 다릅니다.

텅스텐에는 다음과 같은 등급이 있습니다.

적용분야

독특한 특성 때문에 텅스텐이 널리 사용되었습니다. 산업계에서는 순수한 형태와 합금으로 사용됩니다.

주요 응용이다:

내화 텅스텐의 생산 공정

이 물질은 희소 금속으로 분류됩니다. 그것은 상대적으로 적은 양의 소비와 생산이 특징이며 지각의 유병률이 낮습니다. 해당 사항 없음 희소금속원료에서 회수하여 얻을 수 없습니다. 처음에는 화합물로 처리됩니다. 그리고 모든 희귀 금속 광석은 가공 전에 추가 농축을 거칩니다.

희소 금속을 얻는 데에는 세 가지 주요 단계가 있습니다.

1. 광석의 분해. 추출된 금속은 처리된 원료의 벌크에서 분리됩니다. 침전물 또는 용액에 농축됩니다.
2. 화학적으로 순수한 화합물을 얻습니다. 그것의 고립과 정화.
3. 생성된 화합물에서 금속이 분리됩니다. 따라서 불순물이 없는 순수한 물질이 얻어진다.

텅스텐을 얻는 과정에서도 여러 단계가 있습니다. 초기 원료는 회중석과 볼프람마이트입니다. 일반적으로 구성은 0.2~2%의 텅스텐을 포함합니다.

1. 광석 농축은 정전기 또는 자기 분리, 부양, 중력을 사용하여 수행됩니다. 결과적으로 텅스텐 무수물이 약 55-65% 포함된 텅스텐 농축물이 생성됩니다. 비스무트, 안티몬, 구리, 주석, 비소, 황, 인과 같은 불순물의 존재도 제어됩니다.
2. 텅스텐 무수물 얻기. 금속 텅스텐 또는 그 탄화물의 제조를 위한 원료입니다. 이를 위해 케이크 및 합금의 침출, 농축액의 분해, 공업용 텅스텐 산의 생산 등과 같은 여러 절차가 수행됩니다. 이러한 조치의 결과로 99.9% 삼산화 텅스텐을 포함하는 제품을 얻어야 합니다.
3. 분말 얻기. 분말 형태의 순수한 금속은 무수물에서 얻을 수 있습니다. 이를 위해 탄소 또는 수소로 환원이 수행됩니다. 탄소 환원은 무수물이 탄화물로 포화되어 금속 취성 및 불량한 가공으로 이어지기 때문에 덜 자주 수행됩니다. 분말을 얻을 때 입자의 모양과 크기, 입도 및 화학 성분을 제어 할 수있는 특수 방법이 사용됩니다.
4. 컴팩트 텅스텐 얻기. 기본적으로 잉곳이나 봉의 형태로 테이프, 봉, 철사 등의 반제품 제조용 블랭크입니다.

텅스텐 제품

텅스텐은 철사, 막대 등 경제에 필요한 많은 품목을 만드는 데 사용됩니다.

바

이 내화 재료로 만든 가장 일반적인 제품 중 하나는 텅스텐 막대입니다. 제조의 출발 물질은 막대입니다.

막대에서 막대를 얻으려면 회전 단조기를 사용하여 단조합니다.

이 금속은 실온에서 매우 부서지기 때문에 가열하면 단조가 수행됩니다. 단조에는 여러 단계가 있습니다. 각 후속 막대에서 더 작은 직경이 얻어집니다.

첫 번째 단계에서 막대의 길이가 10~15센티미터인 경우 직경이 최대 7밀리미터인 막대를 얻습니다. 단조 중 공작물의 온도는 1450-1500도 여야합니다. 가열 재료는 일반적으로 몰리브덴입니다. 두 번째 단계 후에 막대의 직경은 최대 4.5밀리미터가 됩니다. 생산 중 막대의 온도는 약 1250-1300도입니다. 다음 단계에서 막대의 직경은 최대 2.75밀리미터입니다.

VCh 및 VA 등급 막대는 VI, VL 및 VT 등급보다 낮은 온도에서 생산됩니다.

용융하여 공작물을 얻은 경우 열간 단조가 수행되지 않습니다. 이는 이러한 잉곳이 거친 결정 구조를 가지고 있기 때문입니다. 열간 단조를 사용하면 균열 및 균열이 나타날 수 있습니다.

이러한 상황에서 텅스텐 잉곳열간 이중 프레스(변형도 90% 정도)를 받았습니다. 첫 번째 프레스는 1800-1900도, 두 번째는 1350-1500도의 온도에서 수행됩니다. 그 후, 블랭크는 텅스텐 막대를 얻기 위해 열간 단조됩니다.

이러한 제품은 많은 산업 분야에서 사용됩니다. 가장 일반적인 것 중 하나는 비소모성 전극을 용접하는 것입니다. 그들에게는 VL, VL 및 VT 등급으로 만들어진 로드가 적합합니다. MV, VR 및 VA 등급의 막대는 히터로 사용되며 진공, ​​불활성 가스 또는 수소 분위기에서 온도가 3,000도에 도달할 수 있는 용광로에서 사용됩니다. 텅스텐 막대는 가스 충전 및 전자 장치 및 라디오 튜브의 음극으로 사용할 수 있습니다.

전극

용접에 필요한 주요 구성 요소 중 하나는 용접 전극입니다. 아크 용접에서 가장 널리 사용됩니다. 그것은 열 에너지로 인해 용융이 수행되는 용접의 열 등급에 속합니다. 자동, 반자동 또는 수동 아크 용접이 가장 일반적입니다. 볼타 아크가 생성됩니다. 열에너지, 제품과 전극 사이에 있습니다. 아크는 금속 증기, 가스의 이온화 된 분위기에서 안정적인 강력한 전하라고합니다. 아크를 생성하기 위해 전극은 전류를 용접 부위에 전도합니다.

용접 전극은 코팅이 적용되는 선재라고 ​​합니다(코팅 없이 변형도 가능함). 용접용 전극에는 여러 가지가 있습니다. 그들을 특징직경, 길이, 화학 성분입니다. 특정 합금 또는 금속을 용접하는 데 다른 전극이 사용됩니다. 가장 중요한 분류 유형은 전극을 비소모품과 소모품으로 나누는 것입니다.

용접 소모성 전극용접하는 동안 금속이 녹고 용접되는 용융 부품의 금속과 함께 금속이 용접 풀을 보충합니다. 이러한 전극은 구리와 강철로 만들어집니다.

그러나 비소모성 전극은 용접 중에 녹지 않습니다. 여기에는 텅스텐 및 탄소 전극이 포함됩니다. 용접 시에는 용접된 요소의 용융된 재료와 함께 용융되어 용접 풀을 형성하는 필러 재료를 공급해야 합니다. 이를 위해 주로 용접봉 또는 와이어를 사용합니다. 용접 전극은 코팅되지 않고 코팅될 수 있습니다. 커버 플레이 중요한 역할. 그 구성 요소는 특정 특성 및 구성의 용접 금속 생산, 공기의 영향으로부터 용융 금속 보호 및 안정적인 아크 연소를 보장할 수 있습니다.

코팅의 성분은 탈산, 슬래그 형성, 기체 형성, 안정화 또는 합금화일 수 있습니다. 코팅은 셀룰로오스, 염기성, 금홍석 또는 산성일 수 있습니다.

텅스텐 전극은 비철금속 및 그 합금, 고합금강을 용접하는 데 사용됩니다. 좋은 텅스텐 전극은 교육에 적합합니다. 용접부품의 화학적 조성이 다를 수 있지만 강도가 증가합니다.

텅스텐 제품은 매우 고품질이며 많은 산업 분야에서 응용되고 있으며 일부에서는 단순히 대체할 수 없습니다.

러시아 연방 교육부 및 과학부

SEVERSKY 기술 연구소 - 지점

연방 주립 자치 교육 기관

고등 전문 교육

"국립연구핵대학교 "MEPHI"

ChiTMSE학과

텅스텐

규율에 대한 추상

"원소 화학에 관한 선별된 장"

학생 gr. D-143

안드로소프 V.O.

"____" ___________ 2014

체크

ChiTMSE 학과 부교수

베즈루코바 S.A.

"____" _________ 2014

세베르스크 2014

소개

이름의 유래에 대한 역사

영수증

물리적 특성

화학적 특성

1. 신청

   1. 금속 텅스텐

      텅스텐 화합물

생물학적 역할

결론

서지

소개

텅스텐은 D.I. Mendeleev의 화학 원소 주기율표에서 원자 번호 74인 화학 원소로, 기호 W(위도 Wolframium)로 표시됩니다. 정상적인 조건에서는 단단하고 반짝이는 은회색 전이 금속입니다.

텅스텐은 금속 중에서 가장 내화물입니다. 비금속 원소인 탄소만이 융점이 더 높습니다. 표준 조건에서 내화학성.

이름의 유래에 대한 역사

Wolframium이라는 이름은 16세기까지 알려진 광물 Wolframite에서 원소로 옮겨졌습니다. "wolf foam" - 라틴어로 "Spuma lupi" 또는 독일어로 "Wolf Rahm"이라고 합니다. 이름은 주석 광석과 함께 제공되는 텅스텐이 주석의 제련을 방해하여 슬래그의 거품으로 변한다는 사실 때문입니다(“양을 늑대처럼 삼켜 버립니다”).

현재 미국, 영국 및 프랑스에서는 텅스텐에 대해 "텅스텐"(스웨덴식 텅스텐 - "무거운 돌")이라는 이름이 사용됩니다.

1781년 스웨덴의 유명한 화학자 Scheele는 광물 회중석을 질산으로 처리하여 노란색의 "무거운 돌"(3산화 텅스텐)을 얻었습니다. 1783년 스페인의 화학자 Eluard 형제는 색슨족 광물인 볼프라마이트로부터 암모니아에 용해되는 새로운 금속의 황색 산화물과 금속 자체를 모두 얻었다고 보고했습니다. 동시에 형제 중 한 명인 Fausto는 1781년에 스웨덴에 있었고 Scheele과 의사소통을 했습니다. Scheele은 텅스텐을 발견했다고 주장하지 않았으며 Eluard 형제는 우선 순위를 주장하지 않았습니다.

영수증

Wolframite 및 회중석 정광(50-60% WO 3)은 텅스텐 생산을 위한 원료로 사용됩니다.

페로텅스텐(65-80% 텅스텐이 포함된 철의 합금)은 철강 생산에 사용되는 정광에서 직접 제련됩니다. 텅스텐, 그 합금 및 화합물을 얻기 위해 텅스텐 무수물은 농축물에서 분리됩니다.

업계에서는 WO 3를 얻기 위해 여러 가지 방법을 사용합니다.

1. 회중석 농축물은 180-200 ° C의 소다 용액으로 오토 클레이브에서 분해됩니다 (텅스텐산 나트륨의 기술 용액이 얻어짐) 또는 염산 (기술적인 텅스텐 산이 얻어짐).

1. CaWO 4 (tv) + Na 2 CO 3 (l) = Na 2 WO 4 (l) + CaCO 3 (tv)

2. CaWO 4 (tv) + 2 HCl (l) \u003d H 2 WO 4 (tv) + CaCl 2 (용액).

Wolframite 농축물은 800-900°C에서 소다로 소결한 다음 물로 Na 2 WO 4 를 침출하거나 가열할 때 수산화나트륨 용액으로 처리하여 분해됩니다. 알칼리제 (소다 또는 가성 소다)에 의해 분해되면 불순물로 오염 된 Na 2 WO 4 용액이 형성됩니다. 용액에서 분리된 후 H 2 WO 4 를 방출합니다. 더 거칠고 쉽게 여과되고 세척 가능한 침전물을 얻기 위해 먼저 CaWO 4 를 Na 2 WO 4 용액에서 침전시킨 다음 염산으로 분해합니다. 건조된 H 2 WO 4는 0.2 - 0.3%의 불순물을 포함합니다.

700-800 ° C에서 H 2 WO 4를 소성함으로써 WO 3이 얻어지고 그로부터 경질 합금이 얻어진다.

2. 금속 텅스텐의 생산을 위해 H 2 WO 4는 암모니아에 용해시키고 암모늄 파라텅스테이트 5(NH 4) 2 O 12WO 3 nH 2 O를 결정화함으로써 암모니아 방법에 의해 추가로 정제됩니다. 이 염을 소성하면 순수한 WO 3이 생성됩니다.

3. 텅스텐 분말은 700-850°C의 관형 전기로에서 수소를 사용하여 WO 3를 환원(경질 합금 생산 시 - 탄소 사용)하여 얻습니다. 컴팩트 금속은 서멧 방법, 즉 3000-5000 (kg * s / cm 2)의 압력으로 강철 주형을 누르고 압축 된 블랭크-막대를 열처리하여 분말에서 얻습니다. 열처리의 마지막 단계 - 약 3000°C까지 가열은 수소 분위기에서 로드를 통해 전류를 직접 통과시켜 특수 장치에서 수행됩니다. 결과적으로 텅스텐이 얻어지며 가열되면 압력 처리(단조, 드로잉, 압연 등)에 적합합니다.

물리적 특성

텅스텐은 녹는점과 끓는점이 가장 높은 것으로 입증된 반짝이는 밝은 회색 금속입니다(시보륨이 훨씬 더 내화성이 있다고 가정하지만, 지금까지 이것은 확고하게 말할 수 없습니다. 녹는점 - 3695K(3422°C), 끓는점 5828K(5555°C). 순수한 텅스텐의 밀도는 19.25g/cm³입니다. 상자성 특성을 가지고 있습니다. 브리넬 경도 488kg/mm², 전기 저항 20°C - 55·10−9 Ohm·m, 2700°C - 904·10−9 Ohm·m. 단조에 적합하며 가는 실로 끌어올릴 수 있습니다.

화학적 특성

원자가 II, III 및 VI가 있습니다. 가장 안정적인 것은 원자가 텅스텐 VI입니다. 텅스텐의 II, III 원자가 화합물은 불안정하고 실용적인 의미가 없습니다.

정상적인 조건에서 텅스텐은 내화학성이 있습니다. 400-500°C에서 공기 중에서 WO 3 로 산화됩니다. 수증기는 600°C 이상에서 이를 WO 3 로 집중적으로 산화시킵니다. 할로겐, 황, 탄소, 규소, 붕소는 고온에서 텅스텐과 상호 작용합니다(실온에서 분말 텅스텐이 있는 불소). 텅스텐은 융점까지 수소와 반응하지 않습니다. 1500°C 이상의 질소와 함께 질화물을 형성합니다. 정상적인 조건에서 텅스텐은 왕수뿐만 아니라 염산, 황산, 질산 및 불화수소산에 내성이 있습니다. 100°С에서 약하게 상호 작용합니다. 불산과 질산의 혼합물에 빠르게 용해됩니다.

알칼리 용액에서 가열하면 텅스텐이 약간 용해되고 용융 알칼리에서는 공기에 접근하거나 산화제가 존재할 때 빠르게 용해됩니다. 이 경우 텅스텐산염이 형성됩니다.

텅스텐은 4가지 산화물을 형성합니다.

더 높은 - WO 3 (무수 텅스텐),

낮은 - WO 2 및

두 개의 중간 W 10 O 29 및 W 4 O 11.

텅스텐산 무수물은 알칼리 용액에 용해되어 텅스텐산염을 형성하는 레몬 황색 결정성 분말입니다. 수소로 환원되면 저급 산화물과 텅스텐이 차례로 형성된다.

텅스텐산 무수물은 물과 산에 거의 녹지 않는 노란색 분말인 텅스텐산 H 2 WO 4에 해당합니다. 알칼리 및 암모니아 용액과 상호 작용하면 텅스텐산염 용액이 형성됩니다. 188°C에서 H 2 WO 4는 분해되어 WO 3와 물을 형성합니다.

염소와 함께 텅스텐은 일련의 염화물과 옥시염화물을 형성합니다. 그들 중 가장 중요한 것은 WCl 6 (tmelt 275°C, tbp 348°C) 및 WO 2 Cl 2 (tmelt 266°C, 300°C 이상 승화)는 존재하는 텅스텐 무수물에 대한 염소의 작용에 의해 얻어집니다. 석탄.

황과 함께 텅스텐은 2개의 황화물 WS 2 및 WS 3을 형성합니다.

텅스텐 카바이드 WC(tmelt 2900°C) 및 W 2 C(tmelt 2750°C)는 경질 내화 화합물입니다. 1000-1500°C에서 탄소와 텅스텐의 상호작용에 의해 얻어짐

동위원소

천연 텅스텐은 5가지 동위원소(180W, 182W, 183W, 184W 및 186W)로 구성됩니다. 또 다른 30개의 방사성 핵종이 인위적으로 생성 및 확인되었습니다(표 1). 2003년에는 반감기가 1.8 × 10 18년인 180W의 α-활성으로 인해 천연 텅스텐의 극도로 약한 방사능이 발견되었습니다(1년에 원소 1g당 약 2회 붕괴).

1 번 테이블.

상징핵종			동위원소 질량(오전)	반감기(T 1/2 )		핵의 패리티를 회전
	여기 에너지
				1.2 10 18세
				안정적인
				안정적인
				안정적인
				안정적인

신청

텅스텐은 오랫동안 실용적인 응용 프로그램을 찾지 못했습니다. 그리고 19세기 말에야 이 금속의 놀라운 특성이 산업에서 사용되기 시작했습니다. 현재 채굴된 텅스텐의 약 80%가 텅스텐강에 사용되고, 텅스텐의 약 15%가 생산에 사용됩니다. 경질 합금. 순수한 텅스텐 및 순수한 합금의 중요한 적용 분야는 전기 산업이며, 전기 산업에서 라디오 램프 및 X 선 튜브 부품, 자동차 및 트랙터 전기 장비 용 필라멘트 제조에 사용됩니다. 접촉용 전극, 원자 수소 및 아르곤 아크 용접, 전기로용 히터 등 텅스텐 화합물은 화학 산업의 촉매로서 내화성, 내수성 및 중량 직물 생산에 응용되고 있습니다.

금속 텅스텐

텅스텐의 가치는 특히 강철에 다양한 양으로 포함되어 있는 철, 니켈, 크롬, 코발트, 몰리브덴과 같은 다양한 금속과 합금을 형성하는 능력으로 인해 향상됩니다. 강철에 소량 첨가된 텅스텐은 그 안에 함유된 황, 인, 비소의 유해한 불순물과 반응하여 중화시킵니다. 유해한 영향. 결과적으로 텅스텐이 첨가 된 강철은 높은 경도, 내화성, 탄성 및 내산성을 얻습니다.

모두가 알고 있다 고품질텅스텐 혼합물의 몇 퍼센트를 포함하는 다마스커스 강철로 만든 블레이드. 또한 에. 1882년 텅스텐은 총알 제조에 사용되기 시작했습니다. 총 강철, 갑옷 피어싱 껍질에도 텅스텐이 포함되어 있습니다.

텅스텐 첨가제가 첨가된 강철은 자동차 및 철도 차량용 내구성 스프링, 스프링 및 다양한 메커니즘의 핵심 부품을 제조하는 데 사용됩니다. 텅스텐 강철로 만든 레일은 무거운 하중을 견디며 기존 강철로 만든 레일보다 수명이 훨씬 깁니다. 91.8% 텅스텐이 첨가된 강철의 놀라운 특성은 자체 경화 능력입니다. 즉, 하중과 온도가 증가함에 따라 이 강철은 더욱 강해집니다. 이 속성은 소위 "고속 공구강"으로 전체 공구 시리즈 제조의 기초였습니다. 커터를 사용하면 한 번에 금속 절단기의 부품 처리 속도를 여러 번 높일 수 있습니다.

그러나 고속 강철로 만든 공구는 초경 공구보다 35배 느립니다. 여기에는 탄소(탄화물) 및 붕소(붕소화물)와 텅스텐의 화합물이 포함됩니다. 이 합금은 경도가 다이아몬드에 가깝습니다. 모든 물질 중 가장 단단한 다이아몬드인 다이아몬드의 조건부 경도를 10포인트(모스 척도)로 표시하면 텅스텐 카바이드의 경도는 9.8입니다. 초경합금 중에는 텅스텐과 코발트를 첨가한 탄소의 잘 알려진 합금이 있습니다. Pobedit 자체는 사용하지 않게 되었지만 이 이름은 전체 경질 합금 그룹과 관련하여 보존되었습니다. 엔지니어링 산업에서 단조 프레스용 다이도 경질 합금으로 만들어집니다. 강철보다 천 배 정도 느리게 마모됩니다.

텅스텐 적용 분야에서 특히 중요하고 흥미로운 분야는 전기 백열등의 필라멘트(필라멘트) 제조입니다. 순수한 텅스텐은 전구 필라멘트를 만드는 데 사용됩니다. 뜨거운 텅스텐 필라멘트에서 방출되는 빛은 일광에 가깝습니다. 그리고 텅스텐 필라멘트가 있는 램프에서 방출되는 빛의 양은 다른 금속(오스뮴, 탄탈륨)으로 만든 필라멘트의 램프 복사보다 몇 배 더 많습니다. 텅스텐 필라멘트를 사용한 전등의 발광(발광 효율)은 기존에 사용하던 탄소 필라멘트 램프보다 10배 이상 높습니다. 글로우의 밝기, 내구성, 전력 소비 효율성, 낮은 금속 비용 및 텅스텐 필라멘트를 사용한 전기 램프의 제조 용이성은 조명 분야에서 가장 폭넓은 적용을 제공했습니다.

텅스텐 사용의 광범위한 가능성은 유명한 미국 물리학자 로버트 윌리엄스 우드(Robert Williams Wood)가 발견한 결과로 발견되었습니다. 한 실험에서 R. Wood는 전극이 배터리에서 분리된 후에도 디자인의 음극관 끝 부분에서 텅스텐 필라멘트의 빛이 계속된다는 사실에 주목했습니다. 이것은 그의 동시대인들에게 깊은 인상을 주어 R. Wood가 마법사라고 불리기 시작했습니다. 연구에 따르면 가열된 텅스텐 필라멘트 주변에서 수소 분자의 열 해리가 발생하여 개별 원자로 분해됩니다. 에너지가 꺼지면 수소 원자가 분자로 재결합하고, 이때 많은 양의 열 에너지가 방출되어 얇은 텅스텐 필라멘트를 가열하여 발광시킬 수 있습니다. 이 효과를 기반으로 새로운 유형의 금속 용접이 개발되었습니다. 원자 수소는 다양한 강철, 알루미늄, 구리 및 황동을 깨끗하고 균일한 용접으로 얇은 시트에 용접할 수 있게 했습니다. 금속 텅스텐이 전극으로 사용됩니다. 텅스텐 전극은 또한 보다 광범위한 아르곤 아크 용접에 사용됩니다.

화학 산업에서는 산과 알칼리에 매우 강한 텅스텐 와이어를 사용하여 다양한 필터 스크린을 만듭니다. 텅스텐은 또한 기술 과정에서 화학 반응 속도를 변경하는 데 도움이 되는 촉매로서의 응용을 발견했습니다. 텅스텐 화합물 그룹은 산업 및 실험실 조건에서 단백질 및 기타 유기 및 무기 화합물의 측정을 위한 시약으로 사용됩니다.

텅스텐 화합물

삼산화텅스텐(WO 3)은 텅스텐 카바이드 및 할로겐화물을 얻는 데 사용되며 유리 및 세라믹의 착색에 노란색 안료로 사용됩니다. 탄화수소의 수소화 및 분해를 위한 촉매입니다.

텅스텐산(H 2 WO 4)는 섬유 산업에서 매염제 및 염료로 사용됩니다. 텅스텐 산은 텅스텐 생산의 중간체입니다.

Wolfram 카바이드(WC)는 높은 경도와 내식성을 요구하는 공구 제조 및 중간 정도의 충격 하중으로 심한 마모 마모 조건에서 작동하는 부품의 내마모성 표면 처리를 위해 엔지니어링에 적극적으로 사용됩니다. 이 재료는 다양한 절단기, 연마 디스크, 드릴, 절단기, 드릴 비트 및 기타 절단 도구의 제조에 사용됩니다. "win"으로 알려진 카바이드의 등급은 90% 텅스텐 카바이드입니다.