難熔金屬
鎢是熔點的難熔金屬。一般熔點高于1650℃并有一定儲 量的金屬以及熔點高于鋯熔點(1852℃)的金屬稱為難熔金屬。典型的難熔金屬有鎢、鉭、鉬、鈮、鉿、鉻、釩、鋯和鈦。作為一種難熔金屬,鎢重要的優(yōu)點是有良好的高溫強度,對熔融堿金屬和蒸氣有良好的耐蝕性能,鎢只有在1000℃以上才出現(xiàn)氧化物揮發(fā)和液相氧化物。但是,它同時也具有塑性-脆性轉變溫度較高,在室溫下難以塑性加工的缺點。以鎢為代表的難熔金屬在冶金、化工、電子、光源、機械工業(yè)等部門得到了廣泛應用。
鎢是稀有高熔點金屬,屬于元素周期系中第六周期(第二長周期)的 ⅥB族。鎢是一種銀白色金屬,外形似鋼。鎢的熔點高,蒸氣壓很低,蒸發(fā)速度也較小。它的主要物理性質如下:
元素符號&Nbsp; W
原子序數(shù)74
穩(wěn)定同位素及其所占%180(0.14);182(26.41); 183(14.40);184(30.64);186(28.41)
原子體積9.53 cm3/mol
固態(tài)密度:19.35克/每立方厘米。
液態(tài)密度:17.6克/每立方厘米。
晶體結構及晶格常數(shù)α-W:體心立方 a=3.16524 pm(25℃)
β-W:立方晶格 a=5.046 nm(630℃以下穩(wěn)定)
鎢是1781年由瑞典化學家舍勒發(fā)現(xiàn)的。到20世紀初期,由于其一系列應用的開發(fā),如1900年在巴黎世界博覽會首次展出以鎢作為合金元素的高速鋼以及采用鎢絲制作的燈泡;1927-1928年研制成碳化鎢基燒結硬質合金等,鎢冶金工業(yè)開始得以產(chǎn)生和發(fā)展。
為了適應用戶對鎢制品日益提高的質量需求,降低成本,減少對環(huán)境的污染,鎢冶金技術得到長足的進步,新的先進技術取代傳統(tǒng)的技術。主要體現(xiàn)在以下方面:
在鎢礦物原料分解方面,早期產(chǎn)業(yè)化的蘇打壓煮法發(fā)展成為不僅能處理白鎢精礦、低品位白鎢中礦,同時能夠處理黑白鎢混合礦;在理論 研究得到突破的基礎上,NaOH(氫氧化鈉)分解法由只能處理低鈣黑鎢精礦發(fā)展成為能處理包括白鎢精礦、難選鎢中礦在內的各種鎢礦物原料的通用技術。當然,隨著發(fā)展逐步淘汰了NaOH熔合法、蘇打燒結法、鹽酸分解法等效率低、環(huán)境污染嚴重的傳統(tǒng)方法。同時也降低了對選礦的要求,大幅度提高了資源利用率。
熱強和耐磨合金
作為難熔的金屬鎢是許多熱強合金的成分,如3%——15%的鎢、25%——35%的鉻、45%——65%的鈷、0.5%——0.75%的碳組成的合金,主要用于強烈耐磨的零件,例如航空發(fā)動機的活門、壓模熱切刀的工作部件、渦輪機葉輪、挖掘設備、犁頭的表面涂層。
在航空火箭技術中,以及要求機器零件,發(fā)動機和一些儀器的高熱強度的其它部門中,鎢和其它難熔金屬(如鉭、鈮、鉬、錸)的合金用作熱強材料。