O’zbekiston-finlandiya pedagogika instituti

VOLFRAM VA MOLIBDENINIGA FIZIK VA KIMYOVIY XOSSALARI
Sof volframning fizik xossalari

Volfram noyob metall, shuningdek, muhim strategik materialdir. Xitoy volfram ishlab chiqaruvchi yirik davlat bo'lib, uning zaxirasi 5,2 million tonna volfram resurslari bilan dunyo'ning umumiy zahiralarining 65% ni tashkil qiladi va ishlab chiqarish va eksport bo'yicha dunyoda birinchi o'rinda turadi. Xunan, Tszyansi va Xenanning uchta provinsiyasidagi volfram zahiralari mamlakatdagi eng yaxshi uchlikka kiradi. Ular orasida Hunan va Tszyansidagi volfram zahiralari mamlakatning 55,48% ni tashkil qiladi' Xunanda scheelit, Jiangxida esa qora volfram ustunlik qiladi. Uning qora volfram resurslari mamlakatning umumiy qora volfram resurslarining 42,40% ni tashkil qiladi.

2. Tabiat
Volfram - davriy jadvalning oltinchi davri (ikkinchi eng uzun davr) VIB guruhiga mansub noyob yuqori erish nuqtasi metalldir. Volfram kumush-oq metall bo'lib, u po'latga o'xshaydi. Volfram yuqori erish nuqtasiga, juda past bug' bosimiga va past bug'lanish tezligiga ega. Uning asosiy jismoniy xususiyatlari quyidagilardan iborat:
Element belgisi: V
Atom raqami: 74
Barqaror izotoplar va ularning %: 180(0,14); 182(26,41); 183(14.40); 184(30,64); 186(28,41)
Nisbiy atom massasi: 183,85
Erkin atomning elektron qatlam tuzilishi: 1s²2s²2p63s23p63d104s24p64d104f145s25P65d46S2
Atom hajmi: 9,53 sm3/mol
Zichlik: 19,35 g/sm3
Kristal tuzilishi va panjara doimiysi: a-W: tana markazlashtirilgan kub a=3,16524 nm (25℃)
b-W: kubik panjara a=5,046 nm (630°C dan pastda barqaror)
Erish nuqtasi: 3410 ± 20 ℃
Qaynash nuqtasi: 5927 ℃
Erishishning yashirin issiqligi: 40,13±6,67kJ/mol
Sublimatsiya issiqligi: 847,8 kJ/mol (25 ℃)
Bug'lanish issiqligi: 823,85±20,9kJ/mol (qaynoq nuqtasi)
Qarshilikning harorat koeffitsienti: 0,00482 I / ℃
Elektron ish funktsiyasi: 4,55 eV
Termal neytronni ushlab turish yuzasi: 19,2 b
Elastik modul: 35000 ~ 38000 MPa (sim)
Moment moduli: ～36000Mpa
Ommaviy modul: 3,108×1011－1,579×107t＋0,344×103t2 Pa
Kesish moduli: 4,103×1011－3,489×107t＋7,55×103t2 Pa
Siqiluvchanlik: 2,910-7 sm/kg
Volframning ikkita varianti mavjud, alfa va beta. Standart harorat va normal bosimda a turi barqaror tana markazli kubik strukturadir. Beta volfram faqat kislorod ishtirokida paydo bo'lishi mumkin. 630 ° C dan past haroratda barqaror va 630 ° C dan yuqori bo'lgan a volframga aylanadi va bu jarayon qaytarib bo'lmaydi.
3. Maqsad:
Volframning po'lat xususiyatlariga ta'siri 1850-yillarda kashf etilgan. Biroq, volfram po'lati 19-asrning oxiri va 20-asrning boshlarida ishlab chiqarila boshlandi va keng qo'llanila boshlandi.
Yuqori tezlikda ishlaydigan po'lat birinchi marta 1900 yilda Parij Jahon ko'rgazmasida namoyish etildi. Shu sababli, volfram qazib olish sanoati o'sha paytdan beri tez rivojlandi. Ushbu turdagi po'latning paydo bo'lishi metallni kesish sohasida katta texnologik taraqqiyotni ko'rsatadi. Volfram eng muhim qotishma elementga aylanadi.
1900 yilda rus ixtirochisi A.N.Ladygin birinchi marta volframni yoritish lampalarida qo'llashni taklif qildi. 1909 yilda Kulidj chang metallurgiya usulini ishlab chiqdi va bosim bilan ishlov berish usulini qabul qildi va volframni elektr vakuum texnologiyasida keng qo'llash mumkin edi.
1927 yildan 1928 yilgacha sementlangan karbid asosiy komponent sifatida volfram karbid bilan ishlab chiqildi, bu volframning sanoat rivojlanish tarixida muhim bosqich edi. Ushbu qotishmalarning xususiyatlari eng yaxshi asbob po'latlaridan ustundir va zamonaviy texnologiyada keng qo'llaniladi.
Volfram zamonaviy texnologiyada sof metall holatida va qotishma holatida keng qo'llaniladi. Eng muhim qotishma holati qotishma po'latdir, volfram karbidiga asoslangan sementlangan karbid, aşınmaya bardoshli qotishma va kuchli issiqlik qotishmasi. Volfram asosan quyidagi sanoat sohalarida qo'llaniladi.
1. Temir va po'lat sanoati:
Volfram asosan maxsus po'lat ishlab chiqarishda qo'llaniladi. Keng qo'llaniladigan yuqori tezlikli po'lat tarkibida 9% -24% volfram, 3,8% -4,6% xrom, 1% -5% vanadiy, 4% -7% kobalt va 0,7% -1,5% uglerod mavjud. Yuqori tezlikli po'latning o'ziga xos xususiyati shundaki, u havoda yuqori haroratda (700-800 ℃) avtomatik ravishda o'chirilishi mumkin. Shuning uchun u 600 ~ 650 ℃ gacha yuqori qattiqlik va aşınma qarshiligini saqlaydi.
Qotishma asboblar po'latidagi volfram po'lati 0,8% -1,2% volframni o'z ichiga oladi; xrom volfram kremniy po'latdan 2% -2,7% volfram mavjud; xrom volfram po'lati 2% -9% volframni o'z ichiga oladi; xrom volfram marganets po'latida 0,5% -1,6% volfram mavjud. Volfram o'z ichiga olgan po'latdan turli xil asboblarni ishlab chiqarish uchun foydalaniladi: burg'ulash uchlari, frezalashtirgichlar, sim tortuvchi qoliplar, ayol va erkak qoliplar, havoni qo'llab-quvvatlash asboblari va boshqa qismlar. Volfram magnit po'lati 5,2% -6,2% volfram, 0,68% -0,78% uglerod va 0,3% -0,5% xrom o'z ichiga olgan doimiy magnit po'latdir. Volfram-kobaltli magnit po'lat tarkibida 11,5% -14,5% volfram, 5,5% -6,5% molibden, 11,5% -12,5% kobalt qattiq magnit materiallar mavjud. Ular yuqori magnitlanish va majburlash qobiliyatiga ega.
Volfram karbid asosidagi sementlangan karbid:
Volfram karbid yuqori qattiqlik, aşınma qarshilik va refrakter xususiyatlarga ega. Ushbu qotishmalarda 85% -95% volfram karbid va 5% -14% kobalt mavjud. Birlashtiruvchi metall sifatida kobalt ishlatiladi, bu qotishmaga kerakli kuch beradi. Asosan po'latni qayta ishlash uchun ishlatiladigan ba'zi qotishmalarda titanium, tantal va niobiy karbidlari ham mavjud. Bu qotishmalarning barchasi chang metallurgiyasi tomonidan ishlab chiqariladi. 1000-1100 ℃ gacha qizdirilganda, ular hali ham yuqori qattiqlik va aşınma qarshilikka ega. Tsementlangan karbid asboblarni kesish tezligi eng yaxshi po'latdan yasalgan asboblarni kesish tezligidan ancha yuqori. Sementlangan karbid, asosan, kesish asboblari, kon asboblari va tel chizish uchun ishlatiladi.
Issiqlikka chidamli va aşınmaya bardoshli qotishmalar:Eng o'tga chidamli metall sifatida volfram ko'plab termal qotishmalarning tarkibiy qismidir, masalan, 3% -15% volfram, 25% -35% xrom, 45% -65% kobalt, 0,5% -0,75% uglerod qotishmalari asosan qismlar uchun ishlatiladi. kuchli aşınma qarshilik bilan, masalan, aero-dvigatellarning klapanlari, qoliplarni kesish pichoqlarining ishchi qismlari, turbinalar g'ildiraklari, qazish uskunalari va omochlarning sirtini qoplash.
Aviatsiya va raketa texnologiyasida, shuningdek, mashina qismlari, dvigatellari va ba'zi asboblarning yuqori issiqlik mustahkamligini talab qiladigan boshqa tarmoqlarda, metall eritish uchun volfram va boshqa qotishmalar (tantal, niobiy, molibden, reniy kabi) issiqlikka chidamli materiallar sifatida ishlatiladi. .
Kontakt materiali va yuqori o'ziga xos tortishish qotishmasi:
Kukunli metallurgiya tomonidan ishlab chiqarilgan volfram-mis qotishmasi (10% -40% mis) va volfram-kumush qotishmasi mis va kumushning yaxshi elektr va issiqlik o'tkazuvchanligiga va volframning aşınma qarshiligiga ega. Shuning uchun u pichoq kalitlari, elektron to'xtatuvchilari va spotli payvandlash elektrodlari kabi ishchi qismlarni ishlab chiqarish uchun juda samarali aloqa materialiga aylanadi. Tarkibi 90% -95% volfram, 1% -6% nikel, 1% -4% mis yuqori o'ziga xos og'irlikdagi qotishma va mis (-5%) qotishmasi o'rniga temirdan foydalanish, giroslarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. asbob, samolyot, rulni boshqaradigan qarshi og'irlik, radiatsiya qalqoni va radioizotopning ozuqa savati va boshqalar.
Elektr vakuumli yoritish materiallari:
Volfram elektron naycha ishlab chiqarishda, radioelektronikada va volfram simi, volfram lentasi va turli xil zarb qilingan komponentlar bilan rentgen texnologiyasida qo'llaniladi. Volfram oq to'qilgan filament va spiral filament uchun eng yaxshi materialdir. Yuqori ish harorati (2200-2500 ℃) yuqori yorug'lik samaradorligini kafolatlaydi va kichik bug'lanish tezligi filamentning uzoq umrini kafolatlaydi. Volfram simi turli elektron asboblarda to'g'ridan-to'g'ri isitish katodlari va elektron tebranish quvurlari panjaralarini, yuqori voltli rektifikatorlarning katodlarini va bilvosita isitish katodli isitgichlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Volframdan rentgen trubkalari va gaz chiqarish quvurlarining katodi va katodi sifatida, shuningdek, radiotexnika kontaktlari va atom vodorodli payvandlash mash'allarining elektrodlari sifatida foydalaning. Volfram simlari va volfram rodlari yuqori haroratli pechlar uchun isitgich sifatida ishlatiladi (3000 ° S gacha). Volfram isitgichlari vodorod gazida, inert gazda yoki vakuumda ishlaydi.
Volfram birikmalari:
Natriy volfram ma'lum turdagi bo'yoqlar va pigmentlarni ishlab chiqarishda, shuningdek, to'qimachilik sanoatida matolarni og'irlashtirish va ammoniy sulfat va ammoniy fosfat bilan aralashtirib, olovga chidamli matolar va suv o'tkazmaydigan matolarni tayyorlash uchun ishlatiladi. Bundan tashqari, metall volfram, volfram kislotasi va volfram, shuningdek, bo'yoqlar, pigmentlar, siyohlar, elektrokaplama va boshqalar ishlab chiqarishda ham qo'llaniladi, shuningdek, katalizator sifatida ishlatiladi. Volfram kislotasi to'qimachilik sanoatida mordan va bo'yoq sifatida, kimyo sanoatida yuqori oktanli benzin ishlab chiqarish uchun katalizator sifatida ishlatiladi. Volfram disulfidi sintetik benzinni tayyorlash kabi organik sintezda qattiq moylash va katalizator sifatida ishlatiladi.
Xitoy'ning volfram zahiralari:
Xitoyda volfram rudasi zahiralari juda ko'p bo'lib, dunyodagi'ning volfram rudasining 90% dan ortig'ini tashkil etadi va u dunyodagi asosiy volfram rudasi mamlakati sifatida tan olingan.
Xitoy'ning volfram rudasi odatda Xitoyning Nanling tog'larining ikkala tomonida Sharqiy Guangdongning qirg'oq hududida, ayniqsa Tszyansi janubida joylashgan bo'lib, zaxiralari dunyoning yarmidan ko'pini tashkil qiladi. . Bundan tashqari, Jiangxidagi Dayu, Rucheng, Zixing, Hunan shahridagi Tuling va boshqa joylarda; shuningdek, Guangxi va Yunnan kabi provinsiyalar ham volfram rudalarini ishlab chiqaradi.
Asosiy volfram rudasining o'ndan ortiq turlari mavjud va Xitoyda ikkita asosiy tur mavjud; volframit (volframit) va scheelit (kaltsiy volframi).
1. Volframit. Ranglari quyuq kulrang, och qizil jigarrang, och jigarrang qora, jigarrang va temir jigarrang. Yarim metall nashrida, metall yorqinligi va olmos yorqinligi. Odatda barg shaklida, kavisli yoriqsimon, donador va zich; ularning ba'zilari monoklinik kristallar, masalan, qalin plastinka, uchli ustunli va boshqalar, qattiqligi 5-5,5 va solishtirma og'irligi 7,1-7,5. Yirtilgan sinish. U mo'rt va zaif magnitdir. Volframit volfram eritish va volfram ishlab chiqarish uchun asosiy xom ashyo hisoblanadi.
2. Scheelit. Rangi oq, shuningdek, sariq-jigarrang, yashil va och qizil ranglar mavjud. Olmos yorqinligi. U tetragonal kristall sistemaga mansub bo'lib, ikki konus shaklidagi psevdooktaedr yoki plastinka shaklidagi kristall hosil qiladi. Ba'zan kristall yuzasida diagonal chiziqlar ko'rinadi va qo'sh kristallar ko'proq uchraydi. Ayrim kristallar qobiqsimon, buyraksimon, donador va zich. Qattiqligi 4,5-5; solishtirma og'irligi 5,9-6,2 ga teng. Bu mo'rt, konkoidal yoki tishli sinishdir. Katod nurlari ta'sirida ochiq ko'k yorug'lik chiqaradi. Scheelit Jiangsidagi Dageng, Hunanning Dashunlong, Yunnanning Venshan va Xitoyning boshqa joylarida ishlab chiqariladi. Ko'pgina plaser konlari hosil bo'ladi va scheelitni og'ir qum usuli bilan yuvish orqali olish mumkin
Tungstenli buraladigan - bu volfram metallaridan biri bo'lib, asosan sinterlash shakliga (chang metallurgiya texnologiyasiga qo'llaniladi), shtamplash shakliga, yigirish turiga bo'linadi. Tungsten barini torna-qayta ishlov berish kalıplama (umumiy hajmi nisbatan kichik), tegishli ishlov berish jarayonida turli xil sof volfram plastinka, volfram varag'i va sof volfram barini hosil qiluvchi payvandlash. Volframni mixlash 2600 darajagacha bo'lgan vakuumli inert gazlarda ishlatilishi mumkin. Volframning erish nuqtasi qaynash nuqtasi, yuqori haroratga chidamlilik, korroziyaga chidamlilik, yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi, issiqlik kengayishining kichik koeffitsienti, qotib qolish qobiliyati

Tungstenli qisqich kristall o'sish sanoatida kam uchraydigan eritish, kvarts oynalari, elektron spreylarda keng qo'llaniladi. Volframning muhim kimyoviy xossalari kam uchraydigan yuqori erish eritmasi bo'lgan metalldir va po'latning yuqori haroratli qattiqligini oshirishi mumkin, davriy jadval 6 davriy Ⅵ guruh B (2) ga tegishli. Volfram - po'latdan yasalgan kumush-oq metall. Volframning yuqori erish nuqtasi, bug 'bosimi past va bug'lanish darajasi past. Volframning kimyoviy xususiyati juda barqaror, normal harorat havo va suv bilan reaksiyaga kirishmaydi, isitilmaydi, har qanday konsentratsiyali xlorid kislotasi, sulfat kislota, azot kislotasi, gidroflorik kislota va vang shui harorat ko'tarilganda volframga ta'sir qilmaydi. 80 ° - 100 ° C, barcha turdagi kislotalardan tashqari, hidroflorik kislota va boshqa kislotalar volframga zaif ta'sir qiladi. Xona haroratida volfram tezda hidroflorik kislota va konsentrlangan nitrat kislota aralashmasida eritilishi mumkin, ammo ishqorli eritmada emas.

Havo borligida eritilgan ishqor volframni volframga qadar oksidlashi mumkin, bu esa oksidlovchilar (NaNO3, NaNO2, KClO3, PbO2) ishtirokida yanada keskin reaktsiyaga kirishadi. U xlor, brom, yod, uglerod, azot va oltingugurt bilan yuqori haroratda birlashtirilishi mumkin, ammo vodorodlanmaydi.