Was ist Wolfram?
Wolfram ist ein mattes silberfarbenes Metall mit dem höchsten Schmelzpunkt eines reinen Metalls.
Auch als Wolfram bekannt, aus dem das Element das Symbol W nimmt, ist Wolfram widerstandsfähiger gegen Brüche als Diamant und ist viel härter als Stahl. Die einzigartigen Eigenschaften des feuerfesten Metalls - seine Festigkeit und seine Fähigkeit, hohen Temperaturen zu widerstehen - machen es ideal für viele kommerzielle und industrielle Anwendungen.
Eigenschaften:
- Atomsymbol: W
- Atomzahl: 74
- Element Kategorie: Übergangsmetall
- Dichte: 19,24 g / cm 3
- Schmelzpunkt: 6192 ° F (3422 ° C)
- Siedepunkt: 10031 ° F (5555 ° C)
- Mohs Härte: 7.5
Produktion:
Wolfram wird hauptsächlich aus zwei Arten von Mineralien, Wolframit und Scheelit, gewonnen. Das Wolfram-Recycling macht jedoch etwa 30% des weltweiten Angebots aus. China ist der weltweit größte Produzent des Metalls und liefert über 80% des weltweiten Angebots.
Sobald Wolframerz verarbeitet und getrennt wurde, wird die chemische Form, Ammoniumparawolframat (APT), hergestellt. APT kann mit Wasserstoff erhitzt werden, um Wolframoxid zu bilden, oder wird mit Kohlenstoff bei Temperaturen über 1925ºF (1050ºC) reagieren, um Wolframmetall zu erzeugen.
Anwendungen:
Die Hauptanwendung von Wolfram seit über 100 Jahren ist das Filament in Glühlampen. Mit kleinen Mengen Kalium-Aluminium-Silikat dotiert, wird Wolframpulver bei hoher Temperatur gesintert, um den Drahtfaden zu erzeugen, der in der Mitte von Glühbirnen steht, die Millionen von Häusern auf der ganzen Welt beleuchten.
Aufgrund der Fähigkeit von Wolfram, seine Form bei hohen Temperaturen beizubehalten, werden Wolframfäden nun auch in einer Vielzahl von Haushaltsanwendungen verwendet, einschließlich Lampen, Flutlichtern, Heizelementen in elektrischen Öfen, Mikrowellenöfen, Röntgenröhren und Kathodenstrahlröhren (CRTs) ) in Computerbildschirmen und Fernsehgeräten.
Die hohe Temperaturbeständigkeit des Metalls macht es auch ideal für Thermoelemente und elektrische Kontakte in Elektrolichtbogenöfen und Schweißgeräten. Anwendungen, die eine konzentrierte Masse oder Gewicht erfordern, wie Gegengewichte, Fischfangplatinen und Pfeile, verwenden wegen ihrer Dichte häufig Wolfram.
Hartmetall:
Wolframcarbid wird entweder durch Bindung eines Wolframatoms mit einem einzelnen Kohlenstoffatom (dargestellt durch das chemische Symbol WC) oder durch zwei Wolframatome mit einem einzelnen Kohlenstoffatom (W2C) hergestellt. Es wird durch Erhitzen von Wolframpulver mit Kohlenstoff bei Temperaturen von 2550 ° F bis 2900 ° F (1400 ° C bis 1600 ° C) in einem Wasserstoffgasstrom durchgeführt.
Nach Mohs Härteskala (ein Maß für die Fähigkeit eines Materials, ein anderes zu kratzen) hat Wolframcarbid eine Härte von 9,5, nur geringfügig niedriger als Diamant. Aus diesem Grund wird diese harte Verbindung gesintert, ein Prozess, der das Pressen und Erhitzen der Pulverform bei hohen Temperaturen erfordert, um Produkte herzustellen, die beim Bearbeiten und Schneiden verwendet werden. Das Ergebnis sind Materialien, die bei hohen Temperaturen und Belastungen arbeiten können, wie Bohrer, Drehwerkzeuge, Fräser und panzerbrechende Munition.
Hartmetall wird unter Verwendung einer Kombination von Wolframcarbid und Kobaltpulver hergestellt und wird verwendet, um verschleißfeste Werkzeuge herzustellen, wie sie in der Bergbauindustrie verwendet werden.
Die Tunnelbohrmaschine, mit der der Kanaltunnel zwischen Großbritannien und Europa gegraben wurde, war tatsächlich mit fast 100 Hartmetallspitzen ausgestattet.
Wolframlegierungen:
Wolfram-Metall kann mit anderen Metallen kombiniert werden, um ihre Festigkeit und Beständigkeit gegen Verschleiß und Korrosion zu erhöhen. Stahllegierungen enthalten oft Wolfram für diese vorteilhaften Eigenschaften. Viele Schnellarbeitsstähle, wie sie in Schneid- und Bearbeitungswerkzeugen wie Sägeblättern verwendet werden, enthalten rund 18 Prozent Wolfram.
Wolfram-Stahl-Legierungen werden auch bei der Herstellung von Raketentriebwerksdüsen verwendet, die hohe Wärmebeständigkeitseigenschaften aufweisen müssen. Andere Wolframlegierungen umfassen Stellite (Kobalt, Chrom und Wolfram), die aufgrund ihrer Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit in Lagern und Kolben verwendet werden, und Hevimet, das durch Sintern eines Wolframlegierungspulvers hergestellt wird und in Munition, Dart-Fässern verwendet wird und Golfschläger.
Superlegierungen aus Kobalt, Eisen oder Nickel können zusammen mit Wolfram zur Herstellung von Turbinenschaufeln für Flugzeuge verwendet werden.