Вольфрам - уникальный металл, обладающий выдающимися физико-химическими свойствами. Его порошки широко используются в современных технологиях благодаря теплостойкости, износостойкости и другим полезным качествам. Узнайте в этой статье подробнее о свойствах и применении вольфрама в виде порошка.
Физико-химические свойства вольфрама в порошке
Вольфрам в виде порошка обладает следующими физико-химическими характеристиками:
- Высокая плотность - 19,3 г/см3
- Высокие температуры плавления 3422°C и кипения 5930°C
- Высокая теплопроводность - 173 Вт/(м·К)
- Высокая электропроводность - 18,5 мкОм/см
Химически стойкий металл, устойчив к коррозии. Плохо взаимодействует с кислотами, щелочами и другими агрессивными средами при высоких температурах.
Небольшие примеси железа, никеля, меди могут негативно влиять на свойства вольфрама. Важны строгий контроль состава и высокая чистота порошка.
Фракционный состав
Размер частиц порошка влияет на такие характеристики как плотность, сыпучесть, реакционная способность. Различают микро- и нанопорошки вольфрама с размером частиц от единиц до сотен микрометров.
Правила хранения и транспортировки
Для сохранения свойств вольфрамового порошка существуют определенные правила:
- Хранение в сухом, отапливаемом помещении в закрытой таре
- Исключение попадания влаги и химически активных веществ
- Транспортировка в специальной таре, исключающей нарушение упаковки
Соблюдение этих условий позволяет сохранить качество и рабочие характеристики порошка в течение длительного срока.
Технология получения вольфрамовых порошков
Вольфрам порошок производится двумя основными способами - восстановлением оксидов и электролизом расплавов.
Метод восстановления оксидов
Сырьем служит оксид вольфрама WO3, который восстанавливают водородом или углеродом с образованием порошка. Процесс проводят при температуре 800-1000°С. Полученный порошок отличается высокой чистотой.
Метод электролиза расплавов
Электролиз расплавленных солей вольфрама позволяет также получать высокочистый мелкодисперсный порошок заданного гранулометрического состава.
Порошки проходят многоступенчатую очистку и контроль качества по ГОСТу. Основные марки отличаются по содержанию примесей, размеру частиц, насыпной плотности.
Вольфрам порошок: применение в промышленности
Вольфрам порошок: применение распространено достаточно широко, благодаря уникальному комплексу полезных свойств этого металла и его соединений.
Металлургия и производство твердых сплавов
Из порошков прессуют заготовки для последующего спекания тугоплавких и износостойких вольфрам-кобальтовых твердых сплавов. Их используют для производства режущего инструмента.
Порошковая металлургия
Методом порошковой металлургии изготавливают детали сложной конфигурации - фильеры, электроды, тигли, нагреватели. Часто используют марку вольфрам порошок пвт.
Электротехника и электроника
Благодаря высокой температуре плавления и стойкости к дуговым разрядам вольфрам широко используют для изготовления нитей накаливания в лампах и электровакуумных приборах. Порошок применяют для создания токопроводящих покрытий и электрических контактов.
Атомная энергетика
Из вольфрамового порошка прессуют и спекают детали, работающие в активной зоне ядерных реакторов при высоких температурах и облучении.
Химическая промышленность
Соединения вольфрама используют в качестве высокоэффективных гетерогенных катализаторов для нужд нефтехимии и других отраслей.
Военная техника
Бронебойные сердечники снарядов и кинетических пенетраторов изготавливают из вольфрамовых сплавов благодаря их высокой плотности и твердости.
Сельскохозяйственная техника
Вольфрамо-кобальтовые твердые сплавы незаменимы для производства режущих рабочих органов почвообрабатывающих машин, повышающих их износостойкость.
Перспективы применения
Ведутся исследования по использованию нанопорошков и наноструктур на основе вольфрама в электронике, оптике, медицине и других передовых областях.
Медицина
Исследуются возможности использования наночастиц вольфрама в качестве контрастирующих агентов для улучшения визуализации в рентгенологии и магнитно-резонансной томографии. Перспективны радиофармацевтические препараты на основе соединений вольфрама для диагностики и лечения онкологических заболеваний.
Оптика
Оксиды и фториды вольфрама прозрачны в инфракрасном диапазоне, что позволяет использовать их в качестве материалов для изготовления оптических линз и окон, работающих в ИК-области спектра.
Электроника
Ультрадисперсные порошки вольфрама перспективны для создания высокочувствительных газовых сенсоров, сверхпроводниковых квантовых интерференционных приборов (СКВИД), а также токопроводящих паст и чернил для печатной электроники.
Аэрокосмическая техника
Карбиды, нитриды и другие соединения вольфрама исследуются на предмет использования в жаропрочных материалах для деталей ракетных двигателей, работающих при экстремальных температурах.
Атомная энергетика
Наноструктурированные вольфрам и рений с добавками осмия позволят увеличить ресурс работы плазменных установок термоядерного синтеза.
