Физические и химические свойства вольфрама — ключевые знания для промышленности

Физические и химические свойства вольфрама

Вольфрам — стратегический материал, ценный за свои выдающиеся физические и химические характеристики. Его сплавы служат критическими компонентами в бронебойных снарядах, спутниковых гироскопах, ракетных соплах и экранировке ядерных реакторов. В этой статье мы рассматриваем основные физические и химические черты вольфрама.

Свойства вольфрама

1. Физические свойства

Вольфрам (W) — редкий серебристо-белый металл группы VIB периодической таблицы. Он имеет сталеподобный внешний вид, но обладает экстраординарно высокой точкой плавления 3410 °C и точкой кипения 5927 °C. Его атомный номер 74, относительная атомная масса 183,85, атомный объем 9,53 см³/моль. С плотностью 19,35 г/см³ — в 2,5 раза больше стали и сравнимой с золотом — вольфрам предлагает замечательную массовую плотность. Металл демонстрирует хорошую электропроводность и модуль упругости 35 000–38 000 МПа для проводящих форм.

W обладает двумя кристаллическими структурами: α (кубическая объемно-центрированная) с константой решетки a = 3,16524 нм, и β, стабильная только в присутствии кислорода ниже 630 °C, с a = 5,046 нм. Выше 630 °C β необратимо превращается в α.

2. Химические свойства

Вольфрам химически инертен при комнатной температуре, устойчив к реакции с воздухом и водой. Он остается неизменным под действием соляной, серной, азотной, фторной кислот и царской водки, если не нагревать. Между 80 °C и 100 °C только фторная кислота может травлить вольфрам; другие кислоты оказывают минимальное влияние.

В расплавленном состоянии щелочи окисляют вольфрам до вольфрамата, особенно при наличии окислителей, таких как NaNO₃, NaNO₂, KClO₃ или PbO₂. Вольфрам реагирует с кислородом, фтором, хлором, бромом, йодом, углеродом, азотом и серой при повышенных температурах, образуя соединения вроде карбида вольфрама — твердого, износостойкого материала — в то время как он не соединяется с водородом.

Карбид вольфрама

Вольфрам имеет 27 синтетических радиоизотопов. Самый стабильный, ¹⁸¹W, имеет полураспад 121,2 дня; ¹⁸⁵W и ¹⁸⁸W имеют полураспады 75,1 и 69,4 дня соответственно, в то время как ¹⁷⁸W длится 21,6 дня. Остальные изотопы распадаются за менее чем 24 часа, многие в течение 8 минут.

Заключение

Спасибо за чтение. Надеемся, этот обзор улучшит ваше понимание физических и химических свойств вольфрама. Для более глубоких знаний о вольфраме и других рефрактарных металлах посетите Advanced Refractory Metals (ARM).

Штаб-квартира в Лейк-Форест, Калифорния, ARM — ведущий глобальный поставщик высококачественных рефрактарных металлов — включая вольфрам, молибден, тантал, рений, титан и цирконий — предлагающий конкурентоспособные цены и экспертную поддержку.