Самая большая температура плавления
Вольфрам | Plansee
Вольфрам применяется везде, где приходится работать с высокой температурой. Ведь по жаропрочности с ним не сравнится ни один другой металл! У вольфрама из всех металлов самая высокая температура плавления и, соответственно, самая высокая рабочая температура. Он также отличается исключительно низким коэффициентом теплового расширения и высоким уровнем стабильности формы. Вольфрам практически неразрушим. Из этого материала мы изготавливаем, например, компоненты для высокотемпературных печей, ламп, медицинской техники и систем нанесения тонких покрытий.
| Атомный номер | 74 |
| Номер CAS | 7440-33-7 |
| Атомная масса | 183,84 [г/моль] |
| Точка плавления | 3420 °C |
| Точка кипения | 5555 °C |
| Плотность при 20 °C | 19,25 [г/см3] |
| Кристаллическая структура | кубическая объемноцентрированная |
| Коэффициент линейного теплового расширения при 20 °C | 4,4 × 10-6 [м/(мК)] |
| Теплопроводность при 20 °C | 164 [Вт/(мК)] |
| Удельная теплоемкость при 20 °C | 0,13 [Дж/(гК)] |
| Электропроводность при 20 °C | 18,2 × 106 [См/м] |
| Удельное электрическое сопротивление при 20 °C | 0,055 [(Ом·мм2)/м] |
Ассортимент материалов
Чистый вольфрам или сплав?Качеству нашей продукции можно доверять. При производстве вольфрамовых изделий методом порошковой металлургии мы собственными силами выполняем весь технологический процесс — от подготовки металлического порошка до выпуска конечного продукта. В качестве сырья используется только чистейший оксид вольфрама. Так мы гарантируем исключительную чистоту материала. Мы гарантируем степень чистоты вольфрама 99,97 % (чистота металла без молибдена). Остаток преимущественно составляют следующие элементы:
| Элемент | Типичное макс. значение [мкг/г] |
Гарантированное макс. значение [мкг/г] |
| Al | 1 | 15 |
| Cr | 3 | 20 |
| Cu | 1 |
10 |
| Fe | 8 |
30 |
| K | 1 |
10 |
| Mo | 12 | 100 |
| Ni |
2 |
20 |
| Si | 1 |
20 |
| C | 6 |
30 |
| H | 0 | 5 |
| N | 1 |
5 |
| O | 2 |
20 |
| Cd | 1 | 5 |
| Hg | 0 | 1 |
| Pb | 1 |
5 |
Присутствие Сr (VI) и органических примесей исключено в принципе из-за процесса производства (многократная термообработка при температуре выше 1000 °C в атмосфере Н2)
| Материал | Химический состав (масс. %) |
|
| W (чистый) | > 99,97 % W |
|
| W-UHP (высокой чистоты) | > 99,9999 % W | |
| WK65 |
60–65 мкг/г K | |
| WVM | 30–70 мкг/г K | |
| WVMW | 15–40 мкг/г K | |
| WL | WL05 WL10 WL15 WL20 |
0,5 % La2O3 1,0 % La2O3 1,5 % La2O3 2,0 % La2O3 |
| WC20 | 2,0 % CeO2 | |
| WRe |
WRe05 WRe26 |
5,0 % Re 26,0 % Re |
| WCu* | 10–40 % Cu | |
| Тяжелые сплавы высокой плотности на основе вольфрама* |
Densimet® Inermet® Denal® |
1,5–10 % Ni, Fe, Mo 5–10 % Ni, Cu 2,5–10 % Ni, Fe, Co |
* Подробную информацию о наших металломатричных композитах на основе вольфрама можно найти на странице материалов W-MMC.
Мы оптимизируем свойства вольфрам в зависимости от планируемого применения. За счет различных легирующих добавок можно регулировать следующие характеристики:
- физические свойства (температура плавления, плотность, электропроводность, теплопроводность, тепловое расширение, работа выхода электронов и др.)
- механические свойства (прочность, ползучесть, пластичность и др.)
- химические свойства (коррозионная стойкость, пригодность к обработке травлением)
- обрабатываемость (механическая обработка, поведение при деформации, свариваемость)
- рекристаллизационные свойства (температура рекристаллизации)
Но это еще не все! Используя особые технологии производства, мы можем изменять и другие свойства вольфрама в широком диапазоне. Результат: вольфрамовые сплавы с различным набором свойств, максимально адаптированные к требованиям конкретной области применения.
WK65 (вольфрам-калий)
Мы добавляем в вольфрам 60–65 мкг/г калия и используем получаемый материал для производства проволоки с вытянутой многослойной микроструктурой.
Такая микроструктура придает материалу превосходные высокотемпературные свойства, например хорошее сопротивление ползучести и стабильность формы. При использовании специальных технологий производства материал WK65 может выдерживать больше нагрузок, чем WVM.WVM (вольфрам для вакуумной металлизации)
Сплав WVM состоит практически из чистого вольфрама, легированного минимальным количеством калия. Мы выпускаем WVM преимущественно в форме прутков и проволоки, которые идут на изготовление спиралей испарителей, нитей накала и компонентов оборудования для эпитаксии. Также выпускается листовой WVM, из которого изготавливают лодочки испарителей. Благодаря легированию специальными присадками и продуманной термомеханической обработке материал получает многослойную «штапельную» микроструктуру, которая обеспечивает повышенную стабильность формы при высокой температуре.
WVMW (WVM-вольфрам)
Материалы WVMW и S-WVMW были разработаны специально для изготовления анодов диаметром более 15 мм в короткодуговых лампах.
Для обоих композитов мы применяем практически чистый вольфрам с небольшой добавкой калия. S-WVMW идеально подходит для стержней диаметром больше 30 мм. Специальные технологии производства, которые мы используем для изготовления S-WVMW, позволяют добиваться высокой плотности материала в стержневом сердечнике.WL (вольфрам – оксид лантана)
Мы добавляем в наш вольфрам 0,5, 1,0, 1,5 или 2 масс. % оксида лантана (La2O3), чтобы повысить его сопротивление ползучести и температуру рекристаллизации. Наш материал WL также легче поддается механической обработке благодаря равномерному распределению частиц оксида в его структуре. Работа выхода электронов у WL значительно ниже, чем у чистого вольфрама. По этой причине WL широко используется для изготовления источников ионов и электродов ламп.
WC20 (вольфрам – оксид церия)
Композит WC20 применяется для изготовления сварочных электродов.
Мы добавляем в вольфрам 2 масс. % оксида церия и получаем материал с более низкой работой выхода электронов, улучшенными характеристиками зажигания и увеличенным ресурсом по сравнению с чистым вольфрамом.WRe (вольфрам-рений)
Для обеспечения большей пластичности и более низкой температуры перехода из хрупкого в вязкое состояние мы легируем вольфрам рением. Помимо прочего, вольфрам-рений имеет более высокую температуру рекристаллизации и более высокое сопротивление ползучести. Мы используем WRe в стандартных составах — WRe05 и WRe26 — в качестве материала для термоэлементов, которые должны выдерживать температуру более 2000 °C. Этот материал также используется в аэрокосмической промышленности.
Свойства
Хорош во всех отношениях. Свойства вольфрамаВольфрам относится к группе тугоплавких металлов, то есть металлов, температура плавления которых выше, чем у платины (1772 °C).
В тугоплавких металлах энергия связи между отдельными атомами особенно высока. Такие металлы отличаются высокой температурой плавления и одновременно низким давлением пара, хорошей жаропрочностью, а в случае вольфрамо-медных композитов — еще и высоким модулем упругости. Для них также характерны низкий коэффициент теплового расширения и относительно высокая плотность.
Вольфрам имеет самую высокую температуру плавления среди всех металлов, а также чрезвычайно высокий модуль упругости. В целом его свойства аналогичны молибдену. Оба металла относятся к одной группе в периодической системе химических элементов. Однако некоторые свойства вольфрама более ярко выражены по сравнению с молибденом. Благодаря превосходным термическим свойствам вольфрам легко выдерживает самые высокие температуры.
Чтобы придать выпускаемому вольфраму и его сплавам нужные свойства, мы используем разные виды и количества легирующих элементов и соответствующим образом настраиваем технологический процесс.
Мы используем преимущественно легированные вольфрамовые материалы.
Например, в WVM и WК65 добавляется небольшое количество калия. Калий положительно влияет на механические свойства материала, особенно при высоких температурах. Добавлением La2O3 можно не только улучшить обрабатываемость сплава, но и, что особенно важно, снизить работу выхода электронов, что позволит использовать вольфрам для изготовления катодов.
Рений мы добавляем, чтобы повысить пластичность вольфрама. Медь же улучшает электропроводность материала. Благодаря хорошей обрабатываемости наши тяжелые сплавы подходят также для производства изделий сложной геометрии. Они могут использоваться, например, в качестве материала для экранирующих пластин или амортизирующих и абсорбирующих компонентов.
Какими физическими свойствами обладает вольфрам?
Вольфрам обладает самой высокой точкой плавления среди всех тугоплавких металлов, довольно низким коэффициентом теплового расширения и относительно высокой плотностью.
Нельзя также не отметить хорошую электропроводность и превосходную теплопроводность этого металла. Все эти свойства выражены в вольфраме гораздо сильнее, чем в молибдене. В периодической системе химических элементов вольфрам отнесен к той же группе, что и молибден, но располагается на период ниже.Физические свойства вольфрама также зависят от температуры. Ниже приведены сравнительные графики основных характеристик материала.
На графике (вверху справа, в виде синей полосы разброса) показаны значения коэффициента эмиссии вольфрама в зависимости от температуры (взяты из публикаций и научных трудов). Значения коэффициента эмиссии, определенные экспериментально на образцах Plansee в стандартном состоянии поставки, находятся в верхней части полосы разброса.
Какими механическими свойствами обладает вольфрам?
Мы регулируем чистоту материала, определяем вид и количество легирующих компонентов и изменяем микроструктуру вольфрама путем особой термомеханической обработки, сочетающей в себе термообработку и формование.
В результате получаем оптимальные материалы с нужным набором механических свойств для конкретных задач. Вольфрам по своим механическим свойствам сходен с молибденом. Как и в случае с молибденом, эти свойства зависят от температуры испытания. Вольфрам имеет самую высокую температуру плавления среди всех металлов: 3420 °C. Высокая теплостойкость и высокий модуль упругости обуславливают хорошее сопротивление ползучести.Как и молибден, вольфрам имеет кубическую объемноцентрированную кристаллическую решетку и, следовательно, такой же характерный переход из хрупкого в вязкое состояние. Температуру перехода из хрупкого в вязкое состояние можно снизить путем деформации и легирования. Прочность возрастает с увеличением степени деформации. Однако, в отличие от других металлов, пластичность при этом также увеличивается. Для улучшения пластичности в вольфрам чаще всего добавляют рений.
ЛегированиеЛегирование пришло к нам из латинского языка (ligare — «связывать») через немецкий (legieren — «сплавлять»).
В металлургии под легированием понимается введение одного или нескольких легирующих элементов, содержание которых часто измеряется в микрограммах. Также часто используется термин «микролегирование». Содержание добавок при таком легировании достигает нескольких сотен микрограммов. Количество добавок часто измеряют в миллионных долях, обозначаемых как «ppm». Термин ppm происходит от английского parts per million, что означает «частей на миллион», т.е. 10-6.Если вы планируете использовать вольфрам при высоких температурах, следует учитывать его температуру рекристаллизации. Ведь при повышении степени рекристаллизации снижается не только его прочность, но и пластичность. Легирование мелкими частицами оксида (например, оксида лантана или оксида церия) повышает температуру рекристаллизации и сопротивление ползучести вольфрама. Чем сильнее давление деформации, тем ощутимее действие оксидов, структура которых при термомеханической обработке становится еще более мелкозернистой.
В таблице приведена температура рекристаллизации наших вольфрамовых материалов при различной степени деформации.
Материал Температура [°C] при 100 % рекристаллизации (длительность отжига — 1 час) Степень деформации = 90 % Степень деформации = 99,99 % W (чистый) 1350 - WVM - 2000 WL10 1500 2500 WL15 1550 2600 WRe05 1700 - WRe26 1750 - При работе с вольфрамом необходимо тонкое чутье. Формование без обработки резанием, такое как гибка или отбортовка, должно осуществляться при температуре выше точки перехода из хрупкого в вязкое состояние. У вольфрама эта температура выше, чем у молибдена. Чем толще обрабатываемый лист, тем больше должна быть температура предварительного нагрева.
Для резки и штамповки температура предварительного нагрева должна быть выше, чем для отбортовки. Вольфрам с трудом поддается машинной обработке. А вот наши сплавы вольфрама с оксидом лантана обрабатывать легче. Тем не менее уровень износа инструмента при этом также очень высок, что может привести к выщерблению. Если у вас остались вопросы по механической обработке тугоплавких металлов, наши опытные специалисты всегда готовы вас проконсультировать.Какими химическими свойствами обладает вольфрам?
При относительной влажности ниже 60 % вольфрам устойчив к коррозии. В более влажном воздухе на нем образуются цветные налеты, но менее выраженные, чем у молибдена. Стеклянные расплавы, водород, азот, инертные газы, металлические расплавы и оксидные керамические расплавы воздействуют на вольфрам незначительно, даже при очень высоких температурах, если они не содержат дополнительных окислителей.
В таблице ниже приведены антикоррозионные свойства вольфрама. Если не указано иное, эти данные относятся к чистым растворам, не содержащих воздуха или азота. Инородные химически активные вещества даже в незначительных концентрациях могут сильно влиять на стойкость к коррозии. У вас есть вопросы по такой сложной проблеме, как коррозия? К вашим услугам наш опыт и собственная лаборатория по исследованию коррозии.
СРЕДА УСТОЙЧИВ (+), НЕУСТОЙЧИВ (-) ПРИМЕЧАНИЕ Вода Холодная и теплая вода < 80 °C + Горячая вода > 80 °C, деаэрированная + Пар до 700 °C + Кислоты Плавиковая кислота, HF + < 100 °C Соляная кислота, HCI + Фосфорная кислота, H3PO4 + < 270 °C Серная кислота, H2SO4 + < 70 %, < 190 °C Азотная кислота, HNO3 + Царская водка, HNO3 + 3 HCl + < 30 °C Органические кислоты + Щелочи Раствор аммиака, NH4OH + Гидроксид калия, KOH + < 50 %, < 100 °C Гидроксид натрия, NaOH + < 50 %, < 100 °C Галогены Фтор, F2 - Хлор, Cl2 + < 250 °C Бром, Br2 + < 450 °C Йод, I2 + < 450 °C Неметаллы Бор, B + < 1200 °C Углерод, C + < 1200 °C Кремний, Si + < 900 °C Фосфор, P + < 800 °C Сера, S + < 500 °C Газы* Аммиак, NH3 + < 1000 °C Монооксид углерода (окись углерода), CO + < 1400 °C Диоксид углерода (углекислый газ), CO2 + < 1200 °C Углеводороды + < 1200 °C Воздух и кислород, O2 + < 500 °C Инертные газы (He, Ar, N2) + Водород, H2 + Водяной пар + < 700 °C * Особое значение имеет точка росы газа. 
Влажность может привести к окислению.Плавление Стекловарение* + < 1700 °C Алюминий, Al + < 700 °C Бериллий, Be - Висмут, Bi + < 1400 °C Цезий, Cs + < 1200 °C Церий, Ce + < 800 °C Медь, Cu + < 1300 °C Европий, Eu + < 800 °C Галлий, Ga + < 1000 °C Золото, Au + < 1100 °C Железо, Fe - Свинец, Pb + < 1100 °C Литий, Li + < 1600 °C Магний, Mg + < 1000 °C Ртуть, Hg + < 600 °C Никель, Ni - Плутоний, Pu + < 700 °C Калий, K + < 1200 °C Рубидий, Rb + < 1200 °C Самарий, Sm + < 800 °C Скандий, Sc + < 1400 °C Серебро, Ag + Натрий, Na + < 600 °C Олово, Sn + < 980 °C Уран, U + < 900 °C Цинк, Zn + < 750 °C Материалы для печестроения Оксид алюминия, Al2O3 + < 1900 °C Оксид бериллия, BeO + < 2000 °C Графит, C + < 1200 °C Магнезит, MgCO3 + < 1600 °C Оксид магния, MgO + < 1600 °C Карбид кремния, SiC + < 1300 °C Оксид циркония, ZrO2 + < 1900 °C Коррозионная стойкость вольфрама
| W |
WK65 |
WVM |
WL | |
| Содержание легирующих элементов (в массовых процентах) |
99,97 % Вт | 60–65 мкг/г K | 30–70 мкг/г K |
0,5 % La2O3 1,0 % La2O3 1,5 % La2O3 2,0 % La2O3 |
| Теплопроводность | ∼ | ∼ | ∼ | ∼ |
| Стойкость к высоким температурам / сопротивление ползучести |
∼ | ++ | ++ + |
+ |
| Температура рекристаллизации | ∼ | ++ | ++ | + |
| Мелкозернистость | ∼ | + | + | + |
| Пластичность |
∼ | + | + | + |
| Обрабатываемость/деформируемость |
∼ | + | + | ++ |
| Работа выхода электронов | ∼ | ∼ | ∼ | -- |
∼ на уровне чистого W + выше, чем у чистого W ++ значительно выше, чем у чистого W - ниже, чем у чистого W -- значительно ниже, чем у чистого W
| WC20 | WRe | WCu | |
| Содержание легирующих элементов (в массовых процентах) |
2 % CeO2 | 5 % / 26 % Re | 10–40 % Cu |
| Теплопроводность | ∼ | - |
+ |
| Стойкость к высоким температурам / сопротивление ползучести |
+ | + | -- |
| Температура рекристаллизации | + | + | |
| Мелкозернистость | + | ∼ | |
| Пластичность |
+ | ++ | ++ |
| Обрабатываемость/деформируемость |
++ | + | ++ |
| Работа выхода электронов | + |
∼ на уровне чистого W + выше, чем у чистого W ++ значительно выше, чем у чистого W - ниже, чем у чистого W -- значительно ниже, чем у чистого W
Особенности и область применения
Показатели качества
Благодаря уникальным свойствам вольфрам находит особое применение в промышленности.
Ниже представлены три примера его использования.
Отличное сопротивление ползучести и высокая чистота
Из нашего вольфрама получаются отличные тигли для плавления и отверждения в отрасли выращивания кристаллов сапфира. Высокая чистота материала предотвращает загрязнение кристаллов, а хорошее сопротивление ползучести гарантирует постоянство формы. Даже самые высокие температуры не влияют на результат процесса.
Исключительная чистота материала и хорошая электропроводность
Самый низкий коэффициент теплового расширения среди всех металлов и хорошая электропроводность делают вольфрам идеальным материалом для тонких покрытий. Хорошая электропроводность и низкая степень диффузии в соседние слои делают вольфрам незаменимым в тонкопленочных транзисторах, например тех, которые используются в экранах TFT-LCD.
Разумеется, материал высочайшей чистоты для покрытий в виде мишеней для напыления можно приобрести у нас. Ни у одного из других производителей вы не найдете вольфрамовые мишени в таком широком диапазоне форматов.Длительный срок службы и самая высокая температура плавления
Благодаря длительному сроку службы при самых высоких температурах наши вольфрамовые тигли и стержни оправок легко выдерживают даже воздействие расплавленного кварцевого стекла. Использование вольфрама высокой степени чистоты позволяет избежать образования пузырьков и обесцвечивания кварцевого расплава.
Добыча
Естественные месторождения и переработка рудыВольфрам был впервые обнаружен в Средние века в Рудных горах (на границе между Саксонией и Богемией) в процессе восстановления олова. Однако в то время он считался нежелательным сопутствующим элементом. Вольфрамовая руда способствовала образованию шлака в процессе восстановления олова и тем самым снижала выход олова из руды.
Название металла произошло от немецкого Wolf Rahm — волчья слюна, поскольку считалось, что его руда «пожирает олово, как волк съедает овцу». В 1752 году химик Аксель Фредрик Кронштедт открыл тяжелый металл, который назвал Tung Sten, что в переводе с шведского означает «тяжелый камень». Лишь спустя 30 лет Карлу Вильгельму Шееле удалось получить вольфрамовую кислоту из руды. И всего спустя два года ассистенты Шееле — братья Хуан Хосе и Фаусто де Элюар — восстановили триоксид вольфрама, получив чистый вольфрам. Сегодня именно эти два брата считаются настоящими открывателями вольфрама. Название wolframium и соответствующий химический знак W были предложены Йёнсом Якобом Берцелиусом.
В природе вольфрамовая руда в основном встречается в виде вольфрамита ((Fe/Mn)WO4) и шеелита (CaWO4). Крупнейшие месторождения вольфрама находятся в Китае, России и США. В Австрии также есть шеелит, он добывается в Миттерзилле в районе Фельбертауэрн.
В зависимости от месторождения вольфрамовые руды содержат от 0,3 до 2,5 массового процента WO3.
Путем дробления, шлифовки, флотации и обжига можно увеличить содержание WO3 примерно до 60 %. Оставшиеся примеси устраняются путем гидролиза раствором едкого натра. Полученный вольфрамат натрия превращают в паравольфрамат аммония (APW) в процессе ионообменной экстракции.
Восстановление производится в водородной атмосфере при температуре от 500 до 1000 °C:
| WO3+ 3H2 › W + 3H2O |
Наша аффилированная компания GTP специализируется на переработке, извлечении и восстановлении паравольфрамата аммония (APW). GTP поставляет нам металлический вольфрам высокой чистоты и стабильно высокого качества.
На страницу GTPЗакупки в соответствии с RMAP
Часть поставляемого на рынки вольфрама происходит из так называемых «конфликтных источников», то есть добывается в зонах военных конфликтов: прежде всего в Демократической Республике Конго (ДРК) и соседних странах.
Мы осознаем свою ответственность перед обществом и принципиально не используем сырье, которое может быть связано с такими конфликтами.
По собственной инициативе мы подтверждаем безупречное происхождение нашего вольфрама особым сертификатом. В этом документе в соответствии с инициативой RMI (Responsible Minerals Initiative), ранее известной как CFSP, подтверждается использование вольфрамового сырья из этически благонадежных источников. Аудиторский комитет RBA и GeSI подтвердил, что зарегистрированная в Тованде компания Global Tungsten & Powders (GTP) — часть Plansee Group — закупает вольфрам в соответствии с требованиями RMAP. Для клиентов Plansee этот сертификат также является независимым доказательством того, что Plansee Group получает вольфрам из бесконфликтных источников.
Подробнее о принципе устойчивостиПроизводственный процесс
Как все это делается? Методами порошковой металлургии!Что такое порошковая металлургия? В настоящее время, как известно, большинство промышленных металлов и сплавов, таких как сталь, алюминий и медь, получают в виде черновых отливок с использованием литейных форм.
В порошковой металлургии плавление не применяется: изделия создаются путем прессования металлических порошков и последующей термической обработки (спекания) ниже температуры плавления материала. Три важные составляющие порошковой металлургии — металлический порошок, прессование, спекание. Все эти составляющие находятся под нашим полным контролем, и мы можем оптимизировать их собственными силами.
Почему мы выбрали порошковую металлургию? Порошковая металлургия позволяет получать материалы с температурой плавления более 2000 °C. Производство будет экономически выгодным даже при выпуске небольших объемов продукции. Порошковые смеси с индивидуально подобранным составом позволяют получать исключительно однородные материалы с регулируемыми свойствами.
Вольфрамовый порошок смешивается с легирующими присадками (если таковые предусмотрены) и подвергается холодному изостатическому прессованию с давлением до 2000 бар. Полученная прессовка спекается в специальных печах при температуре выше 2000 °C.
При этом формируется особая микроструктура и значительно увеличивается плотность материала. Особые свойства (высокую жаропрочность и твердость либо специальные характеристики текучести) нашим материалам придают верно подобранные методы формования, такие как ковка, прокатка, волочение. Идеальная согласованность всех этапов производства — вот секрет высочайшего качества нашей продукции, непревзойденной чистоты материалов и полного соответствия самым жестким стандартам.
Восстановление
Смешивание, плавление
Прессование
Спекание
Формовка
Термообработка
Механическая обработка
Контроль качества
Повторное использование
ОксидMolymet (Чили) — крупнейшая в мире компания по переработке молибденовых рудных концентратов и наш основной поставщик триоксида молибдена.
Plansee Group является акционером Molymet с долей участия 21,15 %. Global Tungsten & Powders (США) — подразделение Plansee Group и наш основной поставщик вольфрамового порошка.
Ассортимент продукции
| Материал | Листы и пластины [толщина] | Прутки [диаметр] | Проволока [диаметр] |
| W | 0,025–20 мм | 0,3–90 мм | 0,025–1,50 мм |
| W-UHP | На заказ | ||
| WK65 | 0,010–1,50 мм | ||
| WVM | 0,05–5 мм | 0,3–12,99 мм | 0,050–1,50 мм |
| WVMW | 13–45 мм | ||
| WL05/WL10/WL15 | На заказ | 0,3–90 мм | |
| WC20 | На заказ | ||
| WRe05/WRe26 | На заказ | 0,4–1,50 мм |
Если у вас остались вопросы по перечисленным выше размерам или вы хотите приобрести полуфабрикаты из других материалов, например WCu или INERMET®, свяжитесь с нами.
Интернет-магазин
Здесь вы можете легко и быстро заказать листовой и полосовой металл, прутки, проволоку, а также другую продукцию из вольфрама и вольфрамовых сплавов, любых размеров.
Загрузки
Требуется дополнительная информация о вольфраме и его сплавах? Все это вы найдете в нашей брошюре о материалах и паспорте безопасности.
Вопросы и ответы
Ответы на часто задаваемые вопросы о вольфраме
Является ли вольфрам металлом?
Вольфрам — это тугоплавкий (жаростойкий) металл, который относится к группе переходных металлов. Его химический символ — латинская буква «W», а атомный номер — 74. Тугоплавкими называют металлы, температура плавления которых выше, чем у платины (1772 °C).
Какими свойствами обладает вольфрам?
Ни один металл не сравнится с вольфрамом по жаропрочности.
У вольфрама самая высокая точка плавления среди металлов, и он не разрушается даже при очень высоких температурах. Вольфрам также отличается исключительно низким коэффициентом теплового расширения, высоким уровнем стабильности формы и хорошей электропроводностью.Где применяется вольфрам?
Благодаря уникальным механическим и химическим свойствам вольфрам отлично подходит для применения в сложных средах с целым спектром жестких требований. Из этого материала мы изготавливаем, например, компоненты для высокотемпературных печей, ламп, медицинской техники и систем нанесения тонких покрытий.
Откуда произошло название «вольфрам»?
Вольфрам был впервые обнаружен в Средние века в Рудных горах (на границе между Саксонией и Богемией) в процессе восстановления олова.
Однако в то время он считался нежелательным сопутствующим элементом. Вольфрамовая руда способствовала образованию шлака в процессе восстановления олова и тем самым снижала выход олова из руды. Название металла произошло от немецкого Wolf Rahm — волчья слюна, поскольку считалось, что его руда «пожирает олово, как волк съедает овцу». В 1752 году химик Аксель Фредрик Кронштедт открыл тяжелый металл, который назвал Tung Sten, что в переводе с шведского означает «тяжелый камень». Лишь спустя 30 лет Карлу Вильгельму Шееле удалось получить вольфрамовую кислоту из руды. И всего спустя два года ассистенты Шееле — братья Хуан Хосе и Фаусто де Элюар — восстановили триоксид вольфрама, получив чистый вольфрам. Сегодня именно эти два брата считаются настоящими открывателями вольфрама. Название wolframium и соответствующий химический знак W были предложены Йёнсом Якобом Берцелиусом.Где добывают вольфрам?
В природе вольфрамовая руда в основном встречается в виде вольфрамита ((Fe/Mn)WO4) и шеелита (CaWO4).
Крупнейшие месторождения вольфрама находятся в Китае, России и США. В Австрии также есть шеелит, он добывается в Миттерзилле в районе Фельбертауэрн.
Другие материалы
4295.94
Mo
Молибден
73180.95
Ta
Тантал
W-MMC
Metal Matrix Composites
Физики определили самое тугоплавкое вещество
Физики из Имперского колледжа Лондона, Института трансурановых элементов (Карлсруэ) и Университета Лондона уточнили температуры плавления карбидов гафния и тантала. С помощью лазерных методов плавки ученые показали, что наибольшей температурой плавления обладает чистый карбид гафния — HfC0,98 — материал плавится при 3959 ±84 градусах Цельсия. Ранее считалось, что самым тугоплавким материалом из известных является смешанный карбид гафния-тантала, содержащий примерно 20 процентов гафния. Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports, кратко о нем сообщает пресс-релиз колледжа.
Исследования температуры плавления карбидов гафния и тантала датируются еще первой половиной XX века. Для этого использовался метод Пирани-Алтертума: с помощью электрического тока нагревалась пластинка материала с отверстием в центре. За пластинкой следили с помощью пирометра. В момент плавления отверстие оказывалось заполнено материалом и изменяло свое свечение. Разброс температур плавления, определенных этим методом для карбида гафния составил почти двести градусов, и по результатам измерений трудно было однозначно определить, какой из карбидов гафния и тантала является самым тугоплавким.
Авторы новой работы, отметив несовершенство ранних пирометров и методик, предложили использовать новый подход для определения температуры плавления. В ней образец керамики плавился под действием мощного 4,5-киловаттного лазера, после чего исследователи следили за его свечением. Момент плавления определялся по изменению отражения от поверхности. После этого лазер отключался, а температура плавления определялась по плато на графике остывания образца: в момент затвердевания отводимая от образца теплота не меняет его температуры.
В результате оказалось, что наименьшей температурой плавления обладает карбид тантала — она соответствует 3768 ± 77 градусам Цельсия. Интересно, что в некоторых ранних работах карбид тантала наоборот считался более тугоплавким, чем карбид гафния. Высокими температурами плавления обладал состав Ta0.8Hf0.2C, ранее считавшийся рекордсменом — порядка 3905 ± 82 градусов Цельсия. Остальные смешанные карбиды плавились при более низких температурах. Абсолютным рекордсменом, по данным новой работы, стал карбид гафния HfC0,98, материал плавится при 3959 ±84 градусах Цельсия. Для сравнения, самым тугоплавким металлом является вольфрам, плавящийся при 3422 градусах Цельсия.
Считается, что карбидные керамики могут найти применение при строительстве гиперзвуковых самолетов. При движении в атмосфере на скорости свыше пяти чисел Маха теплозащита должна выдерживать температуры в 2200 кельвин и выше.
Ранее химики из Университета Брауна (Провиденс) теоретически предсказали существование фазы смешанного карбида-нитрида гафния с рекордно высокой температурой плавления — свыше 4400 кельвин.
Ее состав отвечает формуле HfN0.38C0.51.
Владимир Королёв
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Топ-10 материалов с самой высокой температурой плавления в мире
Топ-10 материалов с самой высокой температурой плавления в мире
5 комментариев админ
просмотров сообщений: 69,581
Хотите знать, какие материалы имеют очень высокую температуру плавления? Вы попали в нужное место. В этой статье мы представим материалов с самой высокой температурой плавления в мире – топ-10.
Материалы с самой высокой температурой плавления в мире
1. Сплав карбида тантала и гафния (3990 ℃ )
Сплав карбида тантала и гафния занимает 1-е место среди материалов с самой высокой температурой плавления. Сплав карбида гафния тантала
(Ta4HfC5) на самом деле относится к соединению пентакарбоната тантала и гафния , которое имеет самую высокую температуру плавления среди известных соединений.
Можно считать, что он состоит из двух бинарных соединений, t карбид антала (температура плавления 3983 ℃) и карбид гафния (температура плавления 3928 ℃).
Сплавы карбида тантала-гафния применяются в качестве жаропрочных и высокопрочных материалов для ракетных и реактивных двигателей, а также деталей контрольно-регулировочной аппаратуры.
Ta4HfC5
2. Графит (3652 ℃ )
Графит занимает 2-е место среди материалов с самой высокой температурой плавления в мире.
Графит представляет собой аллотроп углерода, в котором три других атома углерода (расположенные в виде сот шестиугольников) ковалентно связаны друг с другом, образуя ковалентные молекулы. Благодаря своей особой структуре обладает жаростойкостью, электро- и теплопроводностью, смазывающей способностью, химической стабильностью, пластичностью и так далее.
Традиционный графит может использоваться в качестве огнеупорного материала, проводящего материала, износостойкого и смазочного материала для литья, песка, штамповки и материала для высокотемпературной металлургии, в то время как новый графит используется в качестве гибкого графитового уплотнительного материала, автомобильного аккумулятора, нового композита.
материал и т. д.
Графит
3. Алмаз (3550 ℃ )
Алмаз — еще один материал с очень высокой температурой плавления. Алмаз — это атомарный кристалл, а графит — смешанный кристалл. Температура плавления кристалла графита выше, чем у алмаза, что кажется невероятным.
Однако длина ковалентных связей в чешуйчатом слое кристалла графита составляет 1,42×10-10 м, а длина ковалентных связей в кристалле алмаза составляет 1,55×10-10 м. Ковалентные связи, чем меньше связь, тем больше энергия связи, чем прочнее связь, тем труднее ее разорвать, тем больше энергии вы должны предоставить, поэтому температура плавления должна быть выше.
Алмаз используется для режущих инструментов в декоративно-прикладном искусстве и промышленности, таких как вытяжной штамп, токарный инструмент, резьбонарезной станок, твердомерная головка, геологическое и нефтяное буровое долото, резак для шлифовального круга, стеклорез, алмазная ручка, нож для правки и абразивный материал.
материал.
Алмаз
4. Вольфрам (3400 ℃ )
Вольфрам занимает 4-е место в нашем списке материалов с самой высокой температурой плавления.
Вольфрам представляет собой стальной серый или серебристо-белый металл с высокой твердостью, высокой температурой плавления и устойчивостью к воздушной эрозии при комнатной температуре. Как тугоплавкий металл (обычно температура плавления выше 1650 ℃) с самой высокой температурой плавления, он обладает хорошей жаропрочностью.
Вольфрам в основном используется в производстве нити и высокоскоростной резки легированной стали, сверхтвердых штампов, а также в оптических приборах, химических приборах.
Вольфрам
5. Борид титана (3225 ℃)
Борид титана занимает 5-е место в нашем списке материалов с самой высокой температурой плавления в мире.
Борид титана (TiB2) имеет серый или серовато-черный цвет и гексагональную (AlB2) кристаллическую структуру.
Керамика обладает отличной теплопроводностью, устойчивостью к окислению и механической эрозионной стойкостью. Борид титана является приемлемым электрическим проводником и может использоваться в качестве катодного материала при выплавке алюминия.
TiB2
6. Борид циркония (3245 ℃)
Борид циркония также является одним из материалов с самой высокой температурой плавления.
Борид циркония (ZrB2) представляет собой высококовалентный тугоплавкий керамический материал с гексагональной кристаллической структурой. Его сверхвысокотемпературная керамика (UHTC) имеет температуру плавления 3246oC, высокую температуру плавления, относительно низкую плотность (около 6,09 г/см3) и хорошую жаропрочность.
Борид циркония может использоваться для высокотемпературных авиационных применений, таких как сверхзвуковые полеты или ракетные двигательные установки.
ZrB2
7. Рений (3180 ℃)
Рений — еще один материал с очень высокой температурой плавления, заслуживающий места в нашем списке.
Рений — металлический элемент и один из металлов с высокой температурой плавления. Рений, как и платина, растворяется в разбавленной азотной кислоте или перекиси водорода, но не растворяется в соляной и плавиковой кислотах.
Может окисляться до очень стабильного полуторного оксида рения Re2O7, что является особым свойством рения. Рений можно использовать для изготовления электрических нитей, корпусов спутников и ракет, защитных пластин для атомных реакторов.
Рений
8. Карбид титана (3100 ℃)
Когда речь идет о материалах с самой высокой температурой плавления, Карбид титана является надежным вариантом.
Карбид титана (TiC) – очень твердый (твердость по Моосу до 9-9,5) тугоплавкий керамический материал, аналогичный карбиду вольфрама. Это железо-серый кристалл с металлическим блеском, принадлежащий к гранецентрированной кубической кристаллической структуре типа хлорида натрия.
Карбид титана обладает высокой температурой плавления, температурой кипения и твердостью, а также хорошей тепло- и электропроводностью и даже проявляет сверхпроводимость при очень низких температурах.
Карбид титана широко используется в производстве кермета, жаропрочных сплавов, твердых сплавов, износостойких материалов, высокотемпературных радиационных материалов и других высокотемпературных вакуумных устройств.
Порошок карбида титана
9. Осмий (3045 ℃ )
Осмий занимает девятое место в нашем списке материалов с самой высокой температурой плавления в мире.
Осмий — элемент шестого периода Ⅷ группы в периодической таблице. Это один из металлов платиновой группы, тяжелый металл платиновой группы и самый плотный из известных металлов. Осмий очень стабилен на воздухе, в то время как осмий в виде порошка легко окисляется.
Осмий может быть использован для изготовления сплава сверхвысокой твердости, сплава осмия с родием, рутением, иридием или платиной, обычно используемого в качестве проигрывателя, перьевой ручки, часов и инструментов.
Осмий
10. Карбид кремния (2820 ℃)
Карбид кремния — еще один материал с очень высокой температурой плавления. Наш список не будет полным, если в нем отсутствует карбид кремния.
Карбид кремния (SiC) изготовлен из кварцевого песка, нефтяного кокса (или угольного кокса), древесной стружки (для производства зеленого карбида кремния необходимо добавить соль) и другого сырья посредством высокотемпературной плавки в печи сопротивления.
Частицы карбида кремния можно спекать вместе, чтобы сформировать очень твердую керамику, которая широко используется в приложениях, требующих высокой долговечности, таких как керамические пластины в автомобильных тормозах, автомобильных сцеплениях и пуленепробиваемых жилетах.
SiC
Заключение
Спасибо, что прочитали наш список материалов с самой высокой температурой плавления в мире, и надеемся, что он вам понравился.
Если вы знаете какие-либо материалы с очень высокой температурой плавления, которые заслуживают места в нашем списке, не стесняйтесь оставлять комментарии ниже, чтобы сообщить нам об этом, и мы очень скоро добавим их в этот список.
Если вы хотите узнать больше о материалах, которые мы упомянули выше, вы можете посетить Advanced Refractory Metals (ARM) для получения дополнительной информации. ARM со штаб-квартирой в Лейк-Форест, Калифорния, является ведущим производителем и поставщиком тугоплавких металлов и предоставляет клиентам высококачественные изделия из тугоплавких металлов по очень конкурентоспособной цене.
Похожие сообщения:
Применение и свойства вольфрамово-никелевого сплава железа
Вольфрамово-медный сплав против вольфрамово-никелевого сплава железа
5 важных применений никеля
Применение металлического молибдена и его сплавов
Новый материал имеет более высокую температуру плавления, чем любое известное вещество
30 июля 2015 г.
Источник: ASM International
только нужное количество гафния, азота и углерода будет иметь температуру плавления более 4400 К (7460 ° F). Это примерно две трети температуры на поверхности Солнца и на 200 К выше, чем самая высокая температура плавления, когда-либо зарегистрированная экспериментально.
Экспериментальный рекордсмен - вещество, изготовленное из элементов гафния, тантала и углерода (Hf-Ta-C). Но эти новые расчеты предполагают, что оптимальный состав гафния, азота и углерода — HfN0,38C0,51 — является многообещающим кандидатом на то, чтобы установить новую планку. Следующим шагом, который сейчас предпринимают исследователи, является синтез материала и подтверждение результатов в лаборатории.
«Преимущество начала с вычислительного подхода заключается в том, что мы можем попробовать множество различных комбинаций очень недорого и найти те, с которыми стоит поэкспериментировать в лаборатории», — говорит Аксель ван де Валле, доцент инженерных наук в Университете Брауна.
«Иначе мы бы просто снимали в темноте. Теперь мы знаем, что у нас есть кое-что, что стоит попробовать».
Исследователи использовали вычислительную технику, которая определяет точки плавления путем моделирования физических процессов на атомном уровне в соответствии с законом квантовой механики. Этот метод рассматривает динамику плавления, поскольку они происходят на наноуровне, в блоках примерно из 100 атомов. Он более эффективен, чем традиционные методы, но по-прежнему требователен к вычислительным ресурсам из-за большого количества потенциальных соединений для тестирования. Работа была выполнена с использованием компьютерной сети XSEDE Национального научного фонда и высокопроизводительного компьютерного кластера «Оскар» Брауна.
Группа проанализировала материал Hf-Ta-C, точка плавления которого уже была определена экспериментально. Моделирование позволило выявить некоторые факторы, влияющие на замечательную теплостойкость материала.
В работе показано, что Hf-Ta-C сочетал высокую теплоту плавления (энергию, выделяющуюся или поглощаемую при переходе из твердого состояния в жидкое) с небольшой разницей между энтропиями (беспорядком) твердой и жидкой фаз.
«Что заставляет что-то таять, так это энтропия, полученная в процессе фазового превращения», — объясняет ван де Валле. «Поэтому, если энтропия твердого тела уже очень высока, это имеет тенденцию стабилизировать твердое тело и повышать температуру плавления».
Затем исследователи использовали полученные данные для поиска соединений, которые могли бы максимизировать эти свойства. Они обнаружили, что соединение с гафнием, азотом и углеродом будет иметь столь же высокую теплоту плавления, но меньшую разницу между энтропиями твердого тела и жидкости. Когда они рассчитали температуру плавления, используя свой вычислительный подход, она оказалась на 200 К выше экспериментальной записи.
В настоящее время группа сотрудничает с лабораторией Александры Навроцкой в Калифорнийском университете в Дэвисе для синтеза соединения и проведения экспериментов по определению температуры плавления. Лаборатория Навроцкого оборудована для таких высокотемпературных экспериментов.
Возможное использование?
Работа может в конечном итоге привести к созданию новых высокоэффективных материалов для различных целей, от покрытия газовых турбин до теплозащитных экранов на высокоскоростных самолетах.
Но неясно, будет ли само соединение HfN0,38C0,51 полезным материалом, говорит ван де Валле.
«Точка плавления — не единственное важное свойство [в материалах]», — говорит он. «Вам нужно будет учитывать такие вещи, как механические свойства, стойкость к окислению и всевозможные другие свойства. Поэтому, принимая во внимание эти вещи, вы можете смешать другие вещи с этим, что может снизить температуру плавления. Но поскольку вы уже начинаете, высокий, у вас есть больше возможностей для настройки других свойств. Так что я думаю, что это дает людям представление о том, что можно сделать».
Работа также демонстрирует мощь этой относительно новой вычислительной техники, говорит ван де Валле. В последние годы возрос интерес к использованию вычислений для изучения свойств материалов большого числа соединений-кандидатов, но большая часть этой работы была сосредоточена на свойствах, которые вычислить гораздо проще, чем температуру плавления. «Точка плавления — действительно сложная проблема прогнозирования по сравнению с тем, что делалось раньше», — говорит ван де Валле.
