Wolfraam is een dof zilverkleurig metaal met het hoogste smeltpunt van puur metaal. Ook bekend als Wolfram, waarvan het element zijn symbool W heeft, is wolfraam beter bestand tegen breuk dan diamant en is veel harder dan staal.
De unieke eigenschappen van dit vuurvaste metaal - de sterkte en het vermogen om hoge temperaturen te weerstaan - maken het ideaal voor veel commerciële en industriële toepassingen.
Wolfraam eigenschappen
- Atoomsymbool: W
- Atoomnummer: 74
- Elementcategorie: overgangsmetaal
- Dichtheid: 19,24 gram / centimeter3
- Smeltpunt: 6192 ° F (3422 ° C)
- Kookpunt: 10031 ° F (5555 ° C)
- Moh's hardheid: 7,5
Productie
Wolfraam wordt voornamelijk gewonnen uit twee soorten mineralen, wolframiet en scheeliet. De recycling van wolfraam is echter ook goed voor ongeveer 30% van het wereldwijde aanbod. China is 's werelds grootste producent van het metaal en levert meer dan 80% van het wereldaanbod.
Nadat wolfraamerts is verwerkt en gescheiden, wordt de chemische vorm ammoniumparawolframaat (APT) geproduceerd. APT kan worden verwarmd met waterstof om wolfraamoxide te vormen of zal reageren met koolstof bij temperaturen boven 1925 ° F (1050 ° C) om wolfraammetaal te produceren.
Toepassingen
De belangrijkste toepassing van wolfraam is al meer dan 100 jaar de gloeidraad in gloeilampen. Gedoteerd met kleine hoeveelheden kalium-aluminiumsilicaat, wordt wolfraampoeder bij hoge temperatuur gesinterd om het draadgloeidraad te produceren dat zich in het midden van gloeilampen bevindt die miljoenen huizen rondom de stad verlichten wereld.
Vanwege het vermogen van wolfraam om zijn vorm te behouden bij hoge temperaturen, worden wolfraamfilamenten nu ook gebruikt in verschillende huishoudelijke toepassingen, waaronder lampen, schijnwerpers, verwarmingselementen in elektrische ovens, magnetrons en röntgenstralen buizen.
De tolerantie van het metaal voor intense hitte maakt het ook ideaal voor thermokoppels en elektrische contacten in vlamboogovens en lasapparatuur. Toepassingen die een geconcentreerde massa of gewicht vereisen, zoals contragewichten, zinklood en darts, gebruiken vaak wolfraam vanwege de dichtheid.
Wolfraamcarbide
Wolfraamcarbide wordt geproduceerd door een wolfraamatoom te binden met een enkel koolstofatoom (weergegeven door het chemische symbool WC) of twee wolfraamatomen met een enkel koolstofatoom (W2C). Het wordt gedaan door wolfraampoeder met koolstof te verwarmen bij temperaturen van 2550 ° F tot 2900 ° F (1400 ° C tot 1600 ° C) in een stroom waterstofgas.
Volgens de hardheidsschaal van Moh (een maat voor het vermogen van een materiaal om een ander materiaal te krassen), heeft wolfraamcarbide een hardheid van 9,5, slechts iets lager dan diamant. Om deze reden wordt wolfraam gesinterd (een proces waarbij de poedervorm bij hoge temperaturen moet worden geperst en verwarmd) om producten te maken die worden gebruikt bij het bewerken en snijden.
Het resultaat zijn materialen die kunnen werken in omstandigheden met hoge temperaturen en stress, zoals boren, draaibankgereedschap, freesmessen en pantserdoorborende munitie.
Gecementeerd hardmetaal wordt geproduceerd met een combinatie van wolfraamcarbide en kobalt poeder. Het wordt ook gebruikt om slijtvaste gereedschappen te vervaardigen, zoals in de mijnbouw. De tunnelboormachine die werd gebruikt om de Kanaaltunnel te graven die Groot-Brittannië met Europa verbond, was in feite uitgerust met bijna 100 hardmetalen punten.
Wolfraam legeringen
Wolfraammetaal kan worden gecombineerd met andere metalen om hun sterkte en slijtvastheid te vergroten corrosie. Staallegeringen bevatten vaak wolfraam voor deze gunstige eigenschappen. Stell gebruikt in hogesnelheidstoepassingen - die gebruikt in snij- en bewerkingsgereedschappen zoals zaagbladen - bevatten ongeveer 18% wolfraam.
Wolfraamstaallegeringen worden ook gebruikt bij de productie van raketmotormondstukken, die hoge hittebestendige eigenschappen moeten hebben. Andere wolfraamlegeringen zijn onder meer stelliet (kobalt, chroom en wolfraam), dat wordt gebruikt in lagers en zuigers vanwege zijn duurzaamheid en slijtvastheid, en Hevimet, dat wordt gemaakt door een wolfraamlegeringspoeder te sinteren en wordt gebruikt in munitie, darttonnen en golf Clubs.
Superlegeringen gemaakt van kobalt, ijzer of nikkelkan samen met wolfraam worden gebruikt om turbinebladen voor vliegtuigen te produceren.