稀有金屬
鎢是一種稀有金屬。稀 有金屬通常指在自然界中含量較少或分布稀散的金屬。鎢是一種分布較廣泛的元素,幾乎遍見(jiàn)于各類巖石中,但含量較低。鎢在地殼中的含量為0.001%,在花 崗巖中含量平均為1.5×10-6,這種特性導(dǎo)致其提取難度非常大,通常只能用有機(jī)溶劑萃取法及離子交換法分離提取。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與冶金工藝、設(shè)備和分析檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展以及稀有金屬生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,使得鎢的純度不斷提高,性能不斷改進(jìn),品種不斷增多,從而擴(kuò)大了鎢的應(yīng)用領(lǐng)域。我國(guó)鎢礦資源豐富,鎢的 產(chǎn)量和出口總量均占世界。
鎢是屬于有色金屬,
也是重要的戰(zhàn)略金屬,鎢礦在古代被稱為“重石”。1781年由瑞典化學(xué)家卡爾·威廉·舍勒發(fā)現(xiàn)白鎢礦,并提取出新的元素酸-鎢酸,1783年被西班牙人德普爾亞發(fā)現(xiàn)黑鎢礦也從中提取出鎢酸,同年,用碳還原三氧化鎢次得到了鎢粉,并命名該元素。鎢在地殼中的含量為0.001%。已發(fā)現(xiàn)的含鎢礦物有20種。鎢礦床一般伴隨著花崗質(zhì)巖漿的活動(dòng)而形成。經(jīng)過(guò)冶煉后的鎢是銀白色有光澤的金屬,熔點(diǎn),硬度很大。鎢是熔點(diǎn)的金屬。
自然界里出現(xiàn)的有五種鎢的同位素,它們的半衰期均非常長(zhǎng),因此可以被看作是穩(wěn)定同位素。所有這些同位素均可以通過(guò)α衰變蛻化為鉿。能夠測(cè)量到的半衰期是180W,其半衰期為1.8×1018年,其它同位素沒(méi)有被觀測(cè)到自然衰變,強(qiáng)迫退化的半衰期:182W, T1/2> 8.3 年,184W, T1/2> 29 年,185W, T1/2> 13 年,186W, T1/2> 27 年。它們的半衰期僅是理論值。平均每年在一克180W中發(fā)生兩次α衰變。此元素已發(fā)現(xiàn)4種同位素,有三種可能有輕微放射性,它們分別是182W、186W、183W。
鎢有27種人造放射性同位素,其中穩(wěn)定的是181W,其半衰期為121.2天,185W的半衰期為75.1天,188W的半衰期為69.4天,178W的半衰期為21.6天。其它放射性同位素的半衰期均在24小時(shí)以下,其中大多數(shù)少于8分鐘。
鎢以純金屬狀態(tài)和以合金系狀態(tài)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代技術(shù)中,合金系狀態(tài)中主要的是合金鋼、以碳化鎢為基的硬質(zhì)合金、耐磨合金和強(qiáng)熱合金。鎢主要分別應(yīng)用于以下工業(yè)領(lǐng)域:
鋼鐵工業(yè):鎢大部分用于生產(chǎn)特種鋼。廣泛采用的高速鋼含有9%——24%的鎢、3.8%——4.6%的鉻、1%——5%的釩、4%——7%鈷、0.7%——1.5%碳。高速鋼的特點(diǎn)是在空氣中有高的強(qiáng)化回火溫度(700——800℃)下,能自動(dòng)淬火,因此,直到600—650℃它還保持高的硬度和耐磨性。合金工具鋼中的鎢鋼含有0.8%——1.2%的鎢;鉻鎢硅鋼含有2%——2.7%的鎢;鉻鎢鋼中含有2%——9%的鎢;鉻鎢錳鋼中含有0.5%——1.6%的鎢。含鎢的鋼用于制造各種工具:如鉆頭、銑刀、拉絲模、陰模和陽(yáng)模,氣支工具等零件。鎢磁鋼是含有5.2%——6.2%的鎢、0.68%——0.78%碳、0.3%——0.5%鉻的永磁體鋼。鎢鈷磁鋼含有11.5%——14.5%的鎢、5.5%——6.5%鉬、11.5%——12.5%鈷的硬磁材料。它們具有高的磁化強(qiáng)度和矯頑磁力。