25 použití wolframu: Fakta, která byste měli vědět!

by

Wolfram (W) je vzácný šedobílý lesklý chemický prvek s atomovým číslem 72, který patří do skupiny 6 periodické tabulky prvků. Podívejme se na různá použití wolframu.

Níže jsou uvedeny některé z aplikací wolframu v různých oblastech:

  • Průmysl slitin
  • Magnetický průmysl
  • Chemický průmysl
  • Elektronický průmysl
  • Laboratoře

Wolfram je považován za jeden z pěti důležitých žáruvzdorných kovů. Tento článek se bude podrobně zabývat různými průmyslovými aplikacemi wolframu a jeho příbuzných sloučenin.

Slitinářský průmysl

  • Tepelná odolnost a tvrdost wolframu může pomoci vytvořit užitečné slitiny. Rychlořezná ocel například obsahuje až 18 % wolframu.
  • Slitiny wolframu se používají v průmyslových odvětvích, jako je letecký a automobilový průmysl, stejně jako v odstínění záření.
  • S obsahem wolframu superslitiny, jako je Stellite a Hastelloy, se používají v lopatkách turbín.
  • Wolframové superslitiny se používají v povlakech a součástech odolných proti opotřebení.
  • Při spojení s jiným vysoce vodivým kovem, jako je stříbro nebo měď, je tepelná odolnost wolframu užitečná při aplikacích obloukového svařování.

Magnetický průmysl

Tvrdé permanentní magnety jsou vyrobeny z kalené wolframové oceli kvůli jejich vysoké koercitivitě a remanenci.

Chemický průmysl

  • Sulfid wolframu (IV) je vysokoteplotní mazivo a také působí jako složka katalyzátorů pro hydrodesulfurizace.
  • Katalyzátory obsahující wolfram jsou vhodné pro hydrogenolýzu, epoxidacea oxidační procesy.
  •  Sulfid wolframu může být použit jako elektrokatalyzátor, zatímco wolframany lze použít jako fotokatalyzátory.
  • Keramické glazury obsahují oxidy wolframu a wolframany hořčíku a vápníku se široce používají v zářivkách a osvětlení.
  • Scintilační detektory v jaderné fyzice jsou vyrobeny z krystalových wolframanů.
  • Oxid wolframu se používá v uhelných elektrárnách jako katalyzátor v selektivní katalytická redukce.

Elektronický průmysl

  • Díky svému vysokému bodu tání se wolfram dobře hodí pro svařování, elektrotechniku, topení a další vysokoteplotní aplikace. Nejčastěji se používá v procesu svařování wolframovým inertním plynem (TIG).
  • Kvůli vodivým vlastnostem wolframu a relativní chemické inertnosti se často používá v zařízeních s elektronovým paprskem, jako jsou elektronové mikroskopy, jako hroty emitoru a v elektrodách.
  • Wolfram působí jako spojovací materiál v integrovaných obvodech, spojuje tranzistory a dielektrický materiál oxidu křemičitého.
  • Wolfram se používá v kovových fóliích, které používají wolframový povlak k nahrazení kabeláže v konvenční elektronice.
  • Elektronická struktura wolframu z něj dělá primární zdroj pro rentgenové cíle a také stínící materiál proti vysokoenergetickému záření.
  • Wolframové nanodrátky mají potenciál být používány v nanoelektronice, zejména jako senzory plynu a pH sondy.

Laboratoře

  • Vysoce čisté wolframové granule se používají k urychlení procesu stanovení síry a uhlíku v kovech.
  • Wolfram se používá jako činidlo v biochemické analýze ve formě vysoce čistého wolframanu sodného.
  • Wolfram se používá v mineralogii jako metawolframan sodný k přípravě těžkých kapalin pro separaci minerálů na základě hustoty.

Použití wolframového oleje

Wolframový olej nebo tungový olej (nebo čínský dřevěný olej) je rostlinný světle žlutý, štiplavý vysychající olej, který se skládá z konjugované kyseliny trienové, kyseliny α-eleostearové a mastné kyseliny.

Tungový olej se získává ze semen tungového stromu. Použití tungového oleje v různých oblastech je uvedeno níže:

  • Potahovací průmysl
  • Povrchová úprava dřeva

Průmysl nátěrů

  • Tungový olej se používá jako prostředek odolný proti povětrnostním vlivům v rychleschnoucích barvách a lacích.
  • Tungový olej, který je odolný vůči alkoholu a kyselinám, se používá jako ekologický nátěr pro kuchyňské aplikace, jako jsou prkénka, pracovní desky, koše, mísy atd.

Povrchová úprava dřeva

  • Tungový olej je nejúčinnější přírodní dokončovací olej. Aplikuje se na dřevěný nábytek, paluby lodí a podlahy.
  • Při aplikaci na dřevěný povrch vytváří hluboký zlatý odstín se saténově matným vzhledem, který zvýrazňuje vzhled nábytku.
  • Tungový olej působí jako plnivo zrna, zabraňuje pronikání vody do dřeva a inhibuje růst hub a bakterií.  

Použití wolframového prášku

Wolframový prášek je wolframový kov v práškové formě a má šedo-bílou barvu. Vodíková redukce vysoce čistých oxidů wolframu je hlavní metodou výroby wolframového prášku.

Wolframový prášek je nemísitelný s vodou a mírně mísitelný s kyselinami. Použití wolframového prášku v různých průmyslových odvětvích je následující:

  • Zpracovatelský průmysl
  • Chemický průmysl
  • Slitiny
  • Svařovací průmysl

Zpracovatelský průmysl

Wolframový prášek ve své čisté formě může být tvarován do zpracovatelských materiálů, jako jsou tyče, dráty, desky a trubky.  

Chemický průmysl

Používá se hlavně jako surovina při výrobě karbidu wolframu a ferrowolframu, který má širokou škálu aplikací.

Slitiny

  • Wolframový prášek je kombinován s jinými kovovými prášky a formován do různých slitin wolframu, které zahrnují slitinu wolframu rhenium, slitinu wolframu mědi, slitinu wolframu molybdenu atd.
  • Slitina wolframu s vysokou hustotou se používá jako radiační štít.
  • Žáruvzdorné slitiny wolframu se používají k výrobě nástrojů, materiálů pro povrchové kalení kovů, spalovacích trubek a lopatek plynových turbín.

Svařovací průmysl

V procesu svařování žárovým nástřikem lze wolframový prášek použít jako prášek pro žárový nástřik.

Použití wolframové oceli

Wolframová ocel je slitina wolframu složená z karbidu wolframu a kobaltu, které tvoří 99 % všech součástí a 1 % jsou jiné kovy.

Wolframová ocel je odolná vůči korozi a teplu, má vysokou tvrdost a je stabilní při vysokých teplotách. Díky těmto funkcím je užitečný v moderních průmyslových odvětvích, která jsou uvedena takto:

  • Průmyslové nářadí
  • Průmyslové řezací zařízení

Průmyslové nářadí

  • Wolframová ocel se používá jako nástrojová ocel ve strojírenství, zpracování dřeva a kovoobráběcích výrobcích, jako jsou matrice a ve zpracovatelském průmyslu.
  • Wolframová ocel se používá v tryskách raketových motorů.

Průmyslové řezací zařízení

Wolframová ocel se používá při výrobě vysoce odolných a vysokorychlostních řezných nástrojů, jako jsou mikrovrtáky, soustružnické nástroje, samoostřicí rotační řezné kotouče, spirálové vrtáky, pilové kotouče, vrtáky, závitníky, výstružníky a vyvrtávací a frézovací frézy .

Použití karbidu wolframu

Karbid wolframu (WC) je hustá chemická sloučenina podobná kovu složená z atomů wolframu a uhlíku ve stejných částech. Vypadá jako světle šedý prášek, který se rozkládá při 2,600 XNUMX °C.

Výjimečné vlastnosti WC, jako je jeho trvanlivost, odolnost proti korozi a schopnost snášet vysoké teploty, z něj činí velmi žádaný v různých průmyslových odvětvích:

  • Strojírenství a stavebnictví
  • Klenotnický průmysl
  • Vrtný a těžební průmysl
  • mlynářství
  • Sportovní a hudební vybavení
  • Výroba chirurgických nástrojů

Strojírenství a stavebnictví

  • Řezné nástroje vyrobené ze slinutého karbidu wolframu-kobaltu jsou odolné proti otěru a běžně se používají pro obrábění tvrdých materiálů, jako je uhlíková ocel nebo nerezová ocel.
  • Tvrdokovové řezné nástroje, jako jsou vrtáky, nože, kotoučové pily a soustružnické a frézovací nástroje, jsou vyrobeny z karbidu wolframu a často se používají pro konstrukční účely.

Klenotnický průmysl

  • Klenotnický průmysl vyrábí prsteny ze slinutého karbidu wolframu, kovového wolframu a kompozitů karbidu wolframu/kovu.
  • WC se hojně využívá k výrobě náušnic, náhrdelníků a různých dalších forem šperků především pro svou tvrdost a vysokou odolnost proti poškrábání.

Vrtný a těžební průmysl

  • WC je široce používáno v důlních aplikacích, jako jsou hlubinná kladiva, horní příklepové vrtací korunky, válečkové frézy, tunelové vrtací stroje a výstružníky pro vyvrtávání.
  • WC se používá při výrobě dlouhých stěnových kombajnů a dlát pro dlouhé stěny při hlubinné těžbě uhlí.
  • WC se používá pro prvky odolné proti korozi a opotřebení při regulaci vstupu pro podsestavy, síta vrtů, těsnicí kroužky a pouzdra, které se často používají při vrtání ropy a zemního plynu.

mlynářství

Karbid wolframu je houževnatý materiál, který je snadno tvarovatelný a často se používá pro frézovací vložky a stopkové frézy. Díky všestrannosti karbidu wolframu jsou možné extrémně přesné frézovací nástroje.

Sportovní a hudební vybavení

  • Trekové hůlky, které běžně používají turisté pro udržení rovnováhy a pro snížení zátěže kloubů nohou, obvykle používají karbidové hroty, aby zajistily trakci na tvrdých površích.
  • Hnací pásy motorových saní mohou být vybaveny nabroušenými hroty s hroty z karbidu wolframu, které jsou také známé jako čepy. Tyto hřeby zlepšují trakci a řízení na tvrdších zledovatělých površích.
  • Aby koně měli lepší přilnavost na kluzkých površích, jako je led nebo vozovky, může být karbid wolframu použit v podkovářství, což je praxe kování koní.
  • WC je vhodné pro použití v hudebních nástrojích, jako jsou skluzavky na kytaru. Ve srovnání se standardními ocelovými, skleněnými nebo mosaznými sklíčky poskytuje hustota a hmotnost sklíčka vynikající amplitudu a rozteč.

Výroba chirurgických nástrojů

Karbid wolframu se také používá při výrobě chirurgických nástrojů, jako jsou kleště, hemostaty, rukojeti čepelí, chapadla, držáky jehel, kautery atd.

Použití zirkonovaného wolframu

Wolfram se používá při výrobě svařovacích elektrod, například zirkonizované wolframové elektrody obsahují alespoň 99.10 % wolframu a 0.40 až 0.80 % zirkonia.

Zirkonový wolfram je použitelný v níže uvedeném průmyslu:

  • Svařovací průmysl

Svařovací průmysl

  • Zirkonizované wolframové elektrody se běžně používají ke svařování kovů s vyššími body tání na povrchu než podpovrchové kovy pod nimi.
  • Extrémně stabilní oblouk je tvořen zirkonizovanou wolframovou elektrodou, která také odolává stříkání wolframu.
  • Zirkonový wolfram má velkou odolnost proti znečištění a zachovává si kuličkový hrot, díky čemuž je ideální pro svařování hliníku střídavým proudem.

Použití mědi a wolframu

Měď-wolfram (WCu), pseudoslitina, je kovová matricová kompozitní směs mědi (10-50%) a wolframu. Vykazuje vynikající tepelné a elektrické vlastnosti.

WCu má výhody, jako je vysoká měrná hmotnost, odolnost proti vysokým teplotám, vysoká pevnost a odolnost proti ablaci oblouku, díky čemuž je užitečný v průmyslových odvětvích, jako jsou:

  • Elektrotechnický průmysl
  • Vojenské materiály odolné vůči vysokým teplotám
  • Elektroda pro obrábění
  • Mikroelektronické materiály

Elektronický průmysl

  • Jedinečné vlastnosti slitin wolframu a mědi, jako je antifúzní svařování, nízký vypínací proud a schopnost nízké tepelné emise elektronů, je činí užitečnými ve vysokonapěťových spínačích. 
  • Kompozit CuW75, který obsahuje 75 % wolframu, se často používá v přírubách, substrátech, nosičích čipů a rámech pro výkonová polovodičová zařízení.

Vojenské materiály odolné vůči vysokým teplotám

Díky své odolnosti vůči vysokým teplotám se WCu používá v letectví jako trysky, vzduchová kormidla a plynová kormidla pro raketové a raketové motory.

Elektroda pro obrábění

Aplikace wolfram-měděných elektrod zahrnují elektrody pro elektrodové obrábění (EDM), vysokotlaké výbojové elektrody a elektrody pro odporové svařování.

Mikroelektronické materiály

Materiály z wolframové mědi se často používají pro balení vysoce výkonných zařízení, materiály chladičů ve výměnících tepla, keramiku, součásti pro odvod tepla a základy arsenidu galia, protože mají koeficient tepelné roztažnosti, který se podobá arsenidu galia, křemíkové destičky a keramické materiály.

Použití modrého wolframu

Modrý wolfram označovaný také jako lanthanovaný wolfram, jsou svařovací elektrody, které jsou barevně označeny modrým páskem. Je dobře známý pro svou vysokou kapacitu spouštění oblouku a dokáže odolat mnoha cyklům oblouku.

Modré wolframové elektrody se používají ve svařovacích aplikacích jako záporná elektroda k vedení stejnosměrného i střídavého proudu, když se používají zdroje konstantního proudu, invertory nebo transformátory. Hlavním důvodem pro jeho použití je vysoký spouštěcí oblouk a proudová zatížitelnost a potenciál odolávat mnoha cyklům oblouku.

Použití šedého wolframu

Šedý wolfram, také známý jako Ceriované wolframové elektrody, obsahuje nejméně 97.30 % wolframu a 1.80 až 2.20 % ceru. Mají nízkoampérový oblouk a omezenou radiaci.

V níže uvedeném průmyslu se nejčastěji používá šedý wolfram:

  • Svařovací průmysl

Svařovací průmysl

  • Šedé wolframové elektrody fungují efektivně při střídavých postupech, ale nejlépe fungují při stejnosměrném svařování při nízkých hodnotách proudu.
  • Šedý wolfram si díky svému vynikajícímu potenciálu iniciace oblouku při nízkých proudech získal popularitu při výrobě orbitálních trubic a trubek a při výrobě tenkých plechů.
  • Šedý wolfram je nejvhodnější pro svařování uhlíkové oceli, nerezové oceli, titanu a slitin niklu a někdy může nahradit 2% thoriované elektrody.

Použití fialového wolframu

Fialový wolfram je elektroda ze vzácných zemin, která obsahuje 98.34 % wolframu, 1.5 % lanthanu, 0.0.8 % zirkonia a yttria. Vykazuje neradioaktivitu a zvýšenou stabilitu oblouku.

Fialový wolfram je rozšířený a užitečný pro všechny aplikace svařování střídavým a stejnosměrným proudem zahrnujícím nerezovou ocel, nelegovanou a vysoce legovanou ocel, nikl, titan, hliník, hořčík a slitiny. Jsou také nejvhodnější pro automatizované svařování díky svým vynikajícím zapalovacím vlastnostem.

Thoriated Tungsten Použití

Thoriovaný wolfram je TIG svařování elektrody, které obsahují alespoň 97.30 % wolframu a 1.7 až 2.2 % thoria. Je méně náchylný k oxidaci a má vyšší bod tání.

Thoriovaný wolfram se používá jako emitor elektrody pro řezání plazmou v neoxidačním plazmovém plynu. Thorium v ​​něm zvyšuje emisi elektronů wolframu, takže je velmi užitečné při stejnosměrném svařování. Je to vynikající svařovací materiál pro slitiny niklu, slitiny titanu, slitiny mědi a nekorodující oceli.

Tungsten U
Aplikace wolframu

Proč investovat do čističky vzduchu?

Tvrdý, hustý kov s atomovou hmotností 183.84 uu a 5 stabilními izotopy, wolfram, je také označován jako wolfram. Tento článek jasně ukázal, že wolfram a jeho četné slitiny se používají v každém jiném odvětví a hrají klíčovou roli v našem každodenním životě.