سایت آگهی 747 | ثبت آگهی رایگان | درج آگهی

http://irandoozeh.com/
تنگستن کارباید



تنگستن کارباید



تنگستن کارباید

در این مقاله قصد داریم به معرفی کامل تنگستن و تاریخچه و نحوه و زمان پیدایش تنگستن ، خصوصیات و ویژگی های قابل توجه و چشمگیر این محصول و همینطور کاربردهای تنگستن در صنایع مختلف ، ترکیبات و فرمول شیمیایی آن بپردازیم.با ما همراه باشید


– تنگستن کارباید چیست؟

تنگستن کارباید ( نام سابق آن wolfram ) ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان W و عدد اتمی 74 می‌باشد. تنگستن که عنصری است بسیار سخت و سنگین ، جزو فلزات انتقالی و به رنگ خاکستری مایل به آبی تا سفید در سنگهای معدنی بسیاری از جمله ولف رامیت و شیلیت یافت شده و از نظر خصوصیات فیزیکی نیرومند خود قابل توجه است. از نوع خالص آن بیشتر در مصارف الکتریکی استفاده می‌شود، اما ترکیبات و آلیاژهای فراوان آن کاربردهای بسیار زیادی دارد؛ ( بارزترین آنها افروزه های لامپ و آلیاژهای دیرگداز عصر فضا است).


– تاریخچه تنگستن کارباید

در سال 1781 کارل ویلهلم شیله(Carl Wilhelm Scheele)یک اسی جدید_تنگستنیک اسید_را کشف کرد که از شیلیته_تنگستن امروزی_ حاصل می‌شد. شیله وتوربرن برگمنمعتقد بودند با کاهش این اسید می‌توان فلز جدیدی بدست آورد. در سال 1783 خوزه وفاستو اسیدی را یافتند که از ولفرامیت به دست می‌آمد و بسیار شبیه بهتنگستیک اسید بود.در اواخر آن سال این دو برادر توانستند با کاهش این اسید همراه زغال تنگستن را جداسازی کنند و نام خود را به عنوان کاشف این عنصر ثبت کنند.

گرچه روش­ های مختلف تولید فلز تنگستن ثبت و مورد تایید قرار گرفتند، اما استفاده از تنگستن به دلیل قیمت بالای آن مورد توجه نبود. پیشرفت­ هایی که منجر به استفاده صنعتی تنگستن شد در سال 1890 و با تولید WC توسط Morssan آغاز گردید به نحوی­ که تنها در یک دوره 30 ساله، کاربید تنگستن به بزرگ­ترین مصرف کننده تنگستن تبدیل شد. در سال 1903 اولین فیلامانت تنگستنی در لامپ­ های گداخته و در کشور مجارستان تولید شد. در سال 1920، تنگستن تنها عنصر آلیاژی صنعت فولاد و فیلامانت لامپ­ های گداخته به­ شمار می­ آمد.


– کشف تنگستن کارباید ( زمان پیدایش تنگستن)

درسال 1574، کانی ولفرامیت توسط Lazarus Ercker به­ عنوان یک کان­سنگ قلع حاوی آرسنیک و آهن اکتشاف شد.

کانی شیلیت در سال 1757 توسط Cronstedt شناخته شد که آن ­را یک کانی آهن حاوی کلسیم می­ دانست

و به­ دلیل چگالی بالای آن، آن را تنگستن نامید که این نام برگرفته از کلمه سوئدی tung sten به معنی سنگ سنگین می­ باشد.

در سال Scheele ،1781 ضمن تجزیه این کانه، به این نتیجه رسید که شیلیت نمک کلسیم از اسیدی ناشناخته می­ باشد.

در سال 1783، Juan José و برادرش، توسط روش احیا با کربن موفق به تولید عنصر تنگستن از ولفرامیت شدند.

آن­ها این عنصر را ولفرام نامیده و به دنبال آن در 1821، Von Leonhard نام شیلیت (Scheelite) را برای کانی CaWO4 پیشنهاد نمود.

شیمی واقعی تنگستن توسط Oxland در سال 1874 مشخص شد.

وی روش تولید تنگستات سدیم، تری اکسید تنگستن و فلز تنگستن را ابداع کرد.

او اولین کسی بود که روش تولید فروتنگستن که در ساخت فولادهای مدرن به­­ کار می­ رود، را ارایه داد.





تنگستن کارباید




– خواص ویژگی های اتمی ، فیزیکی و شیمیایی تنگستن

تنگستن به خاطر نقطه‌ی ذوب بالایش و همچنین چگالی زیادش که 19.3 برابر چگالی آب است زبان‌زد است.


خواص اتمی، فیزیکی و شیمیایی تنگستن
عدد اتمی 74
جرم اتمی 183.86
نقطه ذوب

3410 ºC
نقطه جوش

5530 ºC
شعاع اتمی

135 pm
ظرفیت 2
رنگ خاکستری فولادی تا سفید قلعی
حالت استاندارد جامد
گروه 6B
انرژی یونیزاسیون

768.6 Kj/mol
شعاع یونی

0.068 nm (+4),0.067 nm (+6)
شکل الکترونی

[Xe] 4f14 5d4 6s2
الکترونگاتیوی 2.36
حالت اکسیداسیون 2
چگالی

19.3 g/cm3
دوره تناوبی 6
شماره سطح انرژی یونیزاسیون

6
شعاع کووالانسی

162±7 pm
شعاع واندروالس

0.137 nm
گرمای تبخیر

824 Kj/mol


– ایزوتوپ های تنگستن کارباید


ایزوتوپ‌های تنگستن
ایزوتوپ NA نیم‌عمر DM DE(MEV) DP
180W 0.12% 1.8×1018 y α 2.516 176Hf
181W syn 121.2 d ε 0.188 181Ta
182W 26.50% 182W ایزوتوپ پایدار است که 108نوترون دارد
183W 14.31% 183W ایزوتوپ پایدار است که 109نوترون دارد
184W 30.64% 184W ایزوتوپ پایدار است که 110نوترون دارد
185W syn 75.1 d β− 0.433 185Re
186W 28.43% 186W ایزوتوپ پایدار است که 112نوترون دارد




– کاربردهای تنگستن کارباید

کاربرد تنگستن و آلیاژهای آن به 13 دسته اصلی تقسیم می­ شود که عبارت است از :

صنعت روشنایی
صنعت الکترونیک
تکنولوژی دما بالا
جوشکاری
مهندسی پزشکی، تشعشع و تولید پرتو ایکس
نظامی
متالورژی
فولادهای آلیاژی
سوپر آلیاژها
کاربید تنگستن
فلزات سنگین (هوی­ متال­ها)
آشکارسازها
ورزشی

تقریباً نیمی از تنگستن برای تولید مواد سخت- کاربید تنگستن- مصرف می شود. بیشتر باقی‌مانده در آلیاژها و فولادها بکار می رود. کمتر از 10 درصد است در سایرترکیبات شیمیایی استفاده می شود.


– منابع یافت تنگستن و فرمول شیمیایی

کانی­ های تنگستن در سنگ های آذرین، دگرگونی و رسوبی یافت می شوند. اغلب ذخایر اقتصادی تنگستن جهان در دوره های مزوزوئیک و سنوزوئیک در طول فازهای کوهزایی آلپی بوجود آمده ­اند.

کانسارهای تنگستن جنوب شرقی چین که بزرگ­ترین ذخایر تنگستن دنیا را تشکیل می دهند، متعلق به مزوزوئیک می باشند. هم­چنین کانسارهای تنگستن در کره‌ جنوبی و تایلند به این زمان تعلق دارند. مهم­ترین و بزرگ­ترین ذخایر تنگستن در جنوب شرق چین، جمهوری کره، قزاقستان، شمال قفقاز، اروپای مرکزی، کانادا و شرق استرالیا قرار دارند.

کانی شناسی تنگستن بسیار ساده است. تنگستن به­ صورت خالص در طبیعت یافت نمی­ شود و تنها به­ صورت ترکیبی در بیست کانی یافت می شود که اکثر آنها کمیاب هستند. فقط شیلیت و سه کانی گروه ولفرامیت اهمیت بیش­تری دارند. از این بیست کانی، یازده کانی اولیه و بقیه محدود به نواحی هوازده می شوند. نام و فرمول شیمیایی کانیهای مهم تجاری این گروه در جدول ذیل آورده شده‌ است.

درصد تنگستن


فرمول شیمیایی


نام کانی

63/9


CaWO4


Scheelite

45


CuWO4


Cuprotungstite

متغیر


(Cu, Ca)WO4


Cuproscheelite

40/4


PbWO4


Stolzite

متغیر


Pb(W,Mo)O4


Chillagite

60/7


MnWO4


Hubnerite

60/6-60/7


(Mn,Fe)WO4


Wolframite

60/6


FeWO4


Ferberite



به استثنای تنگستنیت، همه کانی­ها تنگستات هستند که از میان آن­ها تنها گروه شیلیت و ولفرامیت از اهمیت صنعتی برخوردارند.
– سنگ معدن تنگستن

به­ طور کلی سنگ­های معدن تنگستن را می­ توان به دو گروه تقسیم کرد:

سنگ­ های مهم از نظر اقتصادی و سنگ­ های پایین رتبه.

گروه اول شامل ولفرامیت، هیوبنریت، فربریت و شیلیت می­ باشد که از فراوانی و خلوص کافی برخور دارند و اکتشاف و استخراج آن­ها اقتصادی است.

گروه دوم به ­دلیل مقادیر کم، خلوص کم و کمیاب بودن اهمیت کم­تری دارند.

مهم­ترین ویژگی­های شیلیت، ولفرامیت، فربریت و هوبنریت در جدول ذیل آمده است.

Scheelite


Hobnerite


Wolframite


Ferberite


CaWO4


MnWO4


(Fe,Mn)WO4


FeWO4


فرمول شیمیایی

80.6


76.6


76.5


76.3


مقدار WO3،%

تتراگونال


مونوکلینیک


مونوکلینیک


مونوکلینیک


ساختار کریستالی

1.1373


a 0.485


0.479


0.471


a , nm

a/c 1:2.165


c 0.577


0.574


0.570


b , nm



a/c 0.498


0.799


0.574


c , nm



90° 53´


90° 26´


90°


β

5.4-6.1


7.2-7.3


7.1-7.5


7.5


چگالی،g/cm3

قهوه­ ای-سفید مایل به زرد


قرمز- قهوه­ ای- سیاه


خاکستری تیره- سیاه


سیاه


رنگ



5


5-5.5


5


سختی، Mohs
– وابستگی دمایی ضریب مقاومت

طبق تجربه می دانیم در بیشتر فلزات از جمله تنگستن با افزایش دما مقاومت الکتریکی آنها نیز افزایش می یابد که

این افزایش مقاومت با توجه به رابطه ی زیر برای افزایش دماهای نه چندان زیاد قابل محاسبه است:

R2=R1(1+αΔθ

که در آن α ضریب دمایی مقاومت ویژه بر حسب بر کلویناست. α برای تنگستن 0/0045است.