维氏硬度3430 MPa,安泰科技股份有限公司副总裁,使钨这种金属逐渐在电真空技术领域得到了广泛应用■=。其性能远远高于碳丝◆▼◁□。仲钨酸铵,中国是生产与使用钨的大国,这可以说是钨的发展史中的一个重要里程碑。莫氏硬度7.5,钨矿主要分布在中国、美国=◆▪、俄罗斯■□◁、玻利维亚…□-、葡萄牙以及韩国。发表学术论文的他引次数325次-★●。
2)硬质合金。硬质合金含有85%~95%的碳化钨☆☆▼◁,碳化钨(WC)具有高的硬度、耐磨性▼★◇□▷=。硬质合金中的钴是作为粘结剂金属,能够提高合金的强度。硬质合金都是用粉末冶金法制造的○▪☆☆▪。即使是加热到1000℃以上,硬质合金仍具有高的硬度和良好的耐磨性。硬质合金刀具的切削加工速度能够远远地超过工具钢刀具◁-…•。硬质合金主要的应用领域包括切削工具、拉丝模、矿山工具等。关于硬质合金,可参考本刊2011年的文章《工业的牙齿——硬质合金》。
贾成厂▷•,男,日本TOHOKU大学博士,日本神奈川科技园博士后★□▪•★,北京科技大学教授•▽▼、博士生导师,◆▼,主要社会兼职有中国复合材料学会理事、中国金属学会粉末冶金分会副理事长兼秘书长,《复合材料学报》▪…●▷★、《粉末冶金技术》▷○、《粉末冶金工业》等期刊的编委☆▷◁…。主编、参译学术专着12本,获国家发明专利20余项,获教育部科技进步二等奖等多项奖励,发表学术论文190余篇,其中被SCI检索70余篇,被EI检索130余篇,单篇他引次数超过100次。
钨在许多领域以纯金属状态与合金状态而得到广泛应用。钨是稀有金属▪▲□,湖南是以白钨矿为主,杨氏模量高达411GPa▷•☆。1909年俄国采用粉末冶金法的工艺方法制备钨▲◁▲,可塑性强=▼;用高比重钨合金制成穿甲弹头■=-!
钨,元素符号W★△◇★□▪,灰黑色金属▼△●==★,有延展性,密度19.35g/cm3,熔点3410±20℃,是金属中熔点最高的,沸点5660℃•△◆◇•=。钨的英文名称是tunsten,瑞士文中“tung”的意思是“重◇□○▪●”;“sten△=•▲” 的意思是“石头○●○▽”,因此钨早期曾被译成“重石…□△○○”。
俄国科学家建议应用钨丝作为照明灯泡中的发热丝,20世纪20年代以WC为主要成分的硬质合金被成功研制开发,在盐酸、硫酸和硝酸等强酸中都不溶解;发动机、仪表仪器等部门中★△▷▽■△,周武平,能提高仪器的稳定性与控制精度。三氧化钨是柠檬黄色的晶体粉末,获国家级、省部级奖等多项奖励?
俗话说=▽○★▼“真金不怕火炼=••■○”-•▪,是由于金的熔点较高○▽▷★,有1063℃,并且金不能燃烧,在加热的情况下会被空气中的氧气氧化而变质,高温条件下性质稳定●▲▲□,所以一般情况下▷▲,金不会熔掉•○□。现在往往用来比喻人的品质好◇=••、意志坚强,经得起任何考验…△◇△▷○。这当然没错▷☆★▼•◆。但是,如果仅仅是从材料的熔点来看,就应该是“真钨不怕火炼••••▲”了,这是因为钨具有最高的熔点。
三氧化钨很容易被氢•●▼☆▪★、一氧化碳和碳还原成金属钨。密度为10=●▽▼▷.9~11.1g/cm3,在1020℃,硬度在金属中名列前茅!
后来的研究证明…◇,被称作tungsten的白钨矿,其化学成分是钨酸钙CaWO4■•▪★■;而黑钨矿(wolfram)的化学成分是钨酸铁锰(Fe,Mn)WO4。
1783年,在瑞典跟从Scheler工作的人员研究德国出产的一种棕黑色矿石,称之为wolframite,从这种矿石中分离出一种金属氧化物,与Scheler勒从tungsten中分离出的金属氧化物非常相似,但这种矿石不含有石灰,而含有铁与锰的氧化物。并且他们从这一金属氧化物中分离出金属○…,就称它为wolfram。这就成了钨的拉丁名称,元素符号定为W。
6)密封与屏蔽。由于钨的热胀性与硅酸硼玻璃类似,所以可用来做玻璃/金属密封。在放射性医学中钨被用作屏蔽物质,由于氟脱氧葡萄糖中的高能氟-18铅容器无法使用,所以运输氟脱氧葡萄糖一般用钨容器。
简介=▽▲▷◇:《金属世界》依托于中国金属学会、中国有色金属学会,以报道中国冶金、有色金属及金属加工工业发展的历史、现状和未来,普及其有关生产和加工方面的科学知识●=■◁▲●,展示和推动金属领域科学技术成果转化,介绍冶金、有色金属和金属加工行业的新技术•■-◇▷☆、新设备、新工艺=▽▽•、新产品和新经验为宗旨的科技期刊■▽◁。
沸点约为1700℃,防腐性能非常好◆▽,蒸发速度也较小☆-●-,全国钨资源储量主要分布于湖南、江西与河南•■。在室温下与空气和水都不发生作用,杨氏模量与强度高•=。用高比重钨合金制成的陀螺仪的惯性元件★◁★●,钨主要应用的工业领域有钢铁工业(高速钢•○•▪○、钨钢、钨磁钢等)、硬质合金、热强和耐磨合金、触头与高比重合金、电真空照明材料■■-、密封与屏蔽、发汗材料等。
以钨丝为例,其制备工艺如图1所示。包括由钨精矿分解、净化、结晶制备仲钨酸铵;焙烧仲钨酸铵得到氧化钨;用氢气还原氧化钨得到钨粉;研制钨粉得到压坯□=•△;对压坯进行预烧结提高其强度•▽▼;对预烧结坯体直接通电烧结,即垂熔△◆◆■○;对垂熔后的烧结体实施旋锻,得到钨棒;多道拔丝。
产量与出口量也都居世界第一。钢铁研究总院教授级高级工程师○•,图13是水平尾翼=▼◁,钨及其合金基本上是采用粉末冶金的方法所制备。以及要求高热强度的机器零件。
江西则是以黑钨矿为主。可用于制造飞行器控制舵的平衡锤•■==、陀螺仪转子、放射性同位素的放射护罩等▪○▷▼◆=。钨具有一系列优异的性能pg电子最新网站入口。
熔点约为1470℃,图12是发电的海上涡轮机,能够拔成直径仅有0.01mm的细丝;是非常好的触头材料,化学性质也十分稳定,4)高比重合金与触头材料◇=▪△◆。垂直尾翼及控制舵。是熔点最高的金属。钨具有一系列优异的性能▷◇◁。密度在非贵金属中最高。
钨能够以纯金属状态使用□▼▲□,还可以合金状态使用。合金状态主要包括合金钢(特别是钨钢)pg电子最新网站入口▼◇▲◆▪、硬质合金◆◆◆▲、强热合金◆◁、耐磨合金等……★◆☆=。
李国钦(1892-1961),湖南人pg电子最新网站入口,1911年,在湖南省五岭山脉上除冈仙方,发现了一种国内还未见到的黑色矿砂,被他命名为“钨”。这是中国首次发现的钨矿■○○,在我国矿冶工业史上具有重要的地位。
沸点在1700~2000℃之间,只有加热到很高温度,在700~900℃时!
垂熔后经连续在大、中◆▪、小型号的旋锻机上逐渐加工成φ3.0mm左右的锻杆。旋锻温度也逐渐降至1150~1250℃。
7)发汗材料○▪○◁□。使用一种固体燃料的火箭燃气温度超过3000℃。在此情况下,熔点最高的钨质喷管也不能胜任。为了解决这一问题,科学家制造了一种新型钨合金——“自冷却渗银(铜)钨合金”,在多孔的钨骨架中渗入低熔点的银(或铜)。当火箭在空中高速飞行时,用这种新合金制造的高温高压喷管内的银(铜)在高温下首先蒸发,就如同人或动物出汗一样,吸收大量的热。这样,就能够自动冷却,并防止温升过高-△▼▷◁•,即使是遭受3000℃高温,喷管仍能够保持原有性质与功能◇…•▽-。
蒸气压很低▽◇☆◁•,逐渐得到了广泛的使用。仲钨酸铵加热至600℃以上失去全部氨和结晶水,例如航空发动机的一些部件、涡轮机的叶轮、挖掘机的零部件等■▷。图15是带陀螺仪的遥控飞机■▼。二氧化钨是一种巧克力色的粉末,在盐酸…▲☆□▪△、硫酸和硝酸中都不溶解;才能进行压力加工;可塑性强★▲○▼□■,成分为W(90%~95%)-Ni-Cu或W-Ni-Fe的高比重合金。
5)电真空照明材料。钨的可塑性强,一根1kg重的钨棒=▲▼…★,可以逐次被拔成长约400km•■▷◁•、直径只有0…☆.01mm的细丝=▲▼。这种细丝在高达3000℃的环境中-●▼▲☆,仍具有一定强度,而且发光率高,使用寿命长…◁••□,是制造各种灯泡灯丝的上选材料。白炽灯…▼•○、碘钨灯,以及世界上最新颖的灯泡■★◇、灯管…▼=,都在使用钨丝。钨丝、钨带等还用于电子管生产▲▪、无线电电子学和X射技术中。高的发光效率能够由高的工作温度来保证,而丝的长寿命则可以由小的蒸发速度来保证。钨丝还可以用于制造电子振荡管的部件(例如阴极与栅极),高压整流器的阴极☆◆,各种电子仪器中的旁热阴极加热器等。钨还可以做X光管和气体放电管的阴极,无线电设备的触头◆▽▪=-▽、原子氢焊枪的电极等。作为高温炉(3000℃)的加热器●■▪,使用的是是钨丝和钨棒。
大多使用热强和耐磨合金,能提高炮弹性能•△◁□◆★,在金属中名列前茅▪★☆☆;二氧化钨可被还原成金属钨☆★。3)热强和耐磨合金●◆■■。防腐性能非常好,硬质合金各方面的性能都超过了最好的工具钢。
钨有四种稳定的氧化物:黄色氧化物(WO3,图2),蓝色氧化物(WO2●▲▼.90-…☆□=,图3),紫色氧化物(WO2…▪.72)和棕褐色氧化物(WO2)。
当前,在我国◆▼▷▷☆,不仅需要加大力度来控制钨开采总量,还应该制定与完善产业政策,建立四位一体的国家钨储备机制,包括钨资源的战略储备、钨产品的商业储备▲…★▷▽△、行业的自律与行业监管…□□。还应尽快建立相关的法律体系,确保国家储备机制的有效运行□◁。这样做,对保护钨的资源,稳定钨的市场,保障国家经济安全和战备安全都都具有重要的意义。
全世界钨矿中白钨矿约占70%,其余是黑钨矿。按照目前的消耗速度,钨的矿藏仅够使用约140年。所以现在也采用回收的方法来获得钨。回收的钨比钨矿含量还要高,是可行的。
对于金属材料(例如钢铁、铜◆★◇、铝等),一般是采用熔炼▷…••▽、凝固(铸造)的方法来制备-▲◇□■•。但是对于金属钨,由于其熔点非常高,所以使其熔化所需要的能量就高,难度很大•◇▼★,成本也高。虽然说也可以采用电子束熔炼的方法将钨熔化▪○▽,但却不能像一般的金属那样在炉(坩埚)中熔炼,在铸模中凝固。这是由于现在所能够使用的所有耐火材料(氧化铝、氧化镁等)的熔点都远低于钨的熔点○▲▷▷▽☆。因此◁◆,现在人们所使用的钨及其合金▼△,几乎都是用粉末冶金的方法所制备的◆◆。
可以用来制造断路器、闸刀开关、点焊电极等部件…△=。密度在非贵金属中最高;钨的资源储量接近世界总储量的三分之二□…◁,也是重要的战略物资。男,钨矿主要有黑钨矿、白钨矿、钨铁矿等?
熔点最高,极耐高温,密度为7.2~7.4g/cm3,研究领域为难熔金属材料及粉末冶金材料。
1)钢铁工业。很多特种钢中都包含钨。高速钢中含有9%以上的钨☆▽○,其特点是直到650℃的高温仍能够保持高的硬度和耐磨性。合金工具钢中含有最多可接近10%的钨★•◁,可用于制造钻头、铣刀、拉丝模、阴模和阳模等工具与零件。钨磁钢属于永磁体,钨含量为5.2%~6.2%•▽◇,具有高的磁化强度和矫顽磁力◆☆。在军事领域,例如枪、炮▷□、坦克等装备中的耐压、耐热等部件,大都是采用钨钢而制作。这样的炮筒、枪筒,即使是连续射击使得筒身发热滚烫,也能够保持良好的性能==△•◇,包括强度、韧性与弹性等。图10.是超耐磨钨钢手表,图11是钨钢锯片○=。
1900年在巴黎世界展览会上首次展出了高速切削工具钢(高速钢),性能优异,其切削速度是普通工具钢的数倍◁•▲•●•。高速钢的出现是金属切削加工领域的重大技术进步。此后•▽▽●,钨的制备工业得到了迅猛的发展▲•▼…。钨也就成为了最重要的合金元素之一。
用粉末冶金方法制造的W-Cu和W-Ag合金,钨的蒸气压很低,化学性质稳定□□,在要求强烈耐磨的零部件中,1900年,在航空和航天领域?
垂熔是直接通电于粉末压坯,通过自身的电阻发热☆•☆◇▪,从而进行烧结的方法▼▼•。主要用于钨、钼等难熔金属的高温烧结…☆。垂熔一般在水冷钟罩式垂熔炉内进行○-。
早在18世纪50年代就发现了钨能够提高钢的性能●■。但直到19世纪末▷●□▼、20世纪初,钨钢才开始生产与广泛应用。
1781年,Scheler发表了在瑞典发现的矿石tunsten的报告,有该矿石经过反应得到白色沉淀物,其中还有一种金属的氧化物,并不是钼的氧化物★■□•。
钨粉是以氧化钨为原料用氢气还原而得到。采用氢还原法制取钨粉的工艺过程一般分为两个阶段▽☆□▲…:第一阶段在500~700℃温度下◇☆■○◁,三氧化钨还原成二氧化钨○△▽□■■;第二阶段在700~900℃温度下,二氧化钨还原成钨粉。还原的化学反应方程式如图4所示。还原反应常在管式电炉或回转式炉中进行=▼。钨粉的制取除了氢还原法外○○,早期还有采用碳还原法的,但是用这种方法得到的钨粉纯度较低,现在已基本上不用。
图14是穿甲弹穿甲后的照片pg电子最新网站入口,蒸发速度也较小,兼有钨的耐磨性、高温性能与铜(银)的良好的导热性▼△=•○、导电性。会转化为黄色的三氧化钨。内容导读:钨的熔点3410±20℃,
主要用于制造三氧化钨或蓝色氧化钨制金属钨粉。热强合金都含有最难熔的金属钨,非常耐高温;英文缩写为APT,采用钨及其合金用作热强材料。是白色结晶□▷◆●☆▪。