जहां उच्च घनत्व टंगस्टन लगाया जाता है। टंगस्टन का घनत्व

टंगस्टन भी उच्च अपवर्तक के साथ धातुओं के समूह से संबंधित है। इसकी खोज स्वीडन में शीले नामक रसायनज्ञ ने की थी। यह वह था जिसने 1781 में एक अज्ञात धातु के ऑक्साइड को वुल्फ्रामाइट खनिज से अलग किया था। वैज्ञानिक 3 साल के बाद अपने शुद्ध रूप में टंगस्टन प्राप्त करने में कामयाब रहे।

विवरण

टंगस्टन उन सामग्रियों के समूह से संबंधित है जिनका उपयोग अक्सर विभिन्न उद्योगों में किया जाता है। वह W . अक्षर से निरूपितऔर आवर्त सारणी में क्रम संख्या 74 है। यह हल्के भूरे रंग की विशेषता है। इसके विशिष्ट गुणों में से एक उच्च अपवर्तकता है। टंगस्टन का गलनांक 3380 डिग्री सेल्सियस होता है। यदि हम इसे प्रयोग की दृष्टि से देखें तो इस सामग्री के सबसे महत्वपूर्ण गुण हैं:

• घनत्व;
• पिघलने का तापमान;
• विद्युतीय प्रतिरोध;
• रैखिक विस्तार का गुणांक।

इसके विशिष्ट गुणों की गणना करते समय, उच्च क्वथनांक को उजागर करना आवश्यक है, जो पर स्थित है 5 900 डिग्री सेल्सियस के स्तर पर... एक अन्य विशेषता इसकी कम वाष्पीकरण दर है। यह 2000 डिग्री सेल्सियस के तापमान की स्थिति में भी अधिक नहीं है। विद्युत चालकता जैसी संपत्ति के लिए, यह धातु तांबे जैसे सामान्य मिश्र धातु से 3 गुना अधिक है।

टंगस्टन के उपयोग को सीमित करने वाले कारक

ऐसे कई कारक हैं जो इस सामग्री के उपयोग को सीमित करते हैं:

• उच्च घनत्व;
• कम तापमान पर भंगुरता की महत्वपूर्ण प्रवृत्ति;
• ऑक्सीकरण के लिए कम प्रतिरोध।

अपनी उपस्थिति से, टंगस्टन पारंपरिक स्टील जैसा दिखता है... इसका मुख्य अनुप्रयोग मुख्य रूप से उच्च शक्ति विशेषताओं वाले मिश्र धातुओं के उत्पादन से जुड़ा है। यह धातु खुद को प्रसंस्करण के लिए उधार देती है, लेकिन केवल तभी जब इसे पहले से गरम किया जाता है। चुने गए उपचार के प्रकार के आधार पर, एक निश्चित तापमान पर हीटिंग किया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि कार्य टंगस्टन से छड़ बनाना है, तो वर्कपीस को 1450-1500 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पहले से गरम किया जाना चाहिए।

100 वर्षों से, टंगस्टन का व्यावसायिक रूप से उपयोग नहीं किया गया है। विभिन्न तकनीकों के निर्माण में इसके उपयोग को इसके उच्च गलनांक द्वारा नियंत्रित किया गया था।

इसके औद्योगिक उपयोग की शुरुआत 1856 से जुड़ी हुई है, जब इसे पहली बार मिश्र धातु उपकरण स्टील ग्रेड के लिए इस्तेमाल किया गया था। उनके उत्पादन के दौरान, संरचना में टंगस्टन को 5% तक की कुल हिस्सेदारी के साथ जोड़ा गया था। स्टील की संरचना में इस धातु की उपस्थिति ने खराद पर काटने की गति को बढ़ाना संभव बना दिया 5 से 8 मीटर प्रति मिनट.

19वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में उद्योग का विकास मशीन उपकरण उद्योग के सक्रिय विकास की विशेषता है। हर साल उपकरणों की मांग लगातार बढ़ रही थी, जिसके लिए मशीन बिल्डरों को मशीनों की उच्च गुणवत्ता वाली विशेषताओं को प्राप्त करने की आवश्यकता थी, और इसके अलावा उनकी परिचालन गति भी बढ़ रही थी। काटने की गति बढ़ाने के लिए पहला प्रोत्साहन टंगस्टन का उपयोग था।

पहले से ही 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में, काटने की गति में वृद्धि हुई थी 35 मीटर प्रति मिनट तक... यह न केवल टंगस्टन के साथ, बल्कि अन्य तत्वों के साथ मिश्र धातु इस्पात द्वारा प्राप्त किया गया था:

• मोलिब्डेनम;
• क्रोम;
• वैनेडियम

इसके बाद, मशीनों पर काटने की गति बढ़कर 60 मीटर प्रति मिनट हो गई। लेकिन, इतनी ऊंची दरों के बावजूद, विशेषज्ञों ने समझा कि इस विशेषता को सुधारने का अवसर था। विशेषज्ञों ने लंबे समय तक यह नहीं सोचा कि काटने की गति बढ़ाने के लिए कौन सा तरीका चुनना है। उन्होंने टंगस्टन का उपयोग करने का सहारा लिया, लेकिन पहले से ही अन्य धातुओं और उनके प्रकारों के साथ गठबंधन में कार्बाइड के रूप में। आजकल 2000 मीटर प्रति मिनट की मशीनों पर धातु काटना काफी आम बात है।

किसी भी सामग्री की तरह, टंगस्टन के अपने विशेष गुण होते हैं, जिसकी बदौलत यह रणनीतिक धातुओं के समूह में आ गया। हम पहले ही ऊपर कह चुके हैं कि इस धातु के फायदों में से एक इसकी उच्च अपवर्तकता है। यह इस संपत्ति के कारण है कि सामग्री का उपयोग फिलामेंट्स के निर्माण के लिए किया जा सकता है।

इसका गलनांक है 2500 डिग्री सेल्सियस पर... लेकिन केवल यह गुण इस सामग्री के सकारात्मक गुणों तक ही सीमित नहीं है। इसके अन्य फायदे भी हैं जिनका उल्लेख किया जाना चाहिए। उनमें से एक सामान्य और उच्च तापमान स्थितियों के तहत प्रदर्शित उच्च शक्ति है। उदाहरण के लिए, जब लोहे और उस पर आधारित मिश्र धातुओं को 800 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर गर्म किया जाता है, तो ताकत 20 गुना कम हो जाती है। उन्हीं शर्तों के तहत, टंगस्टन की ताकत केवल तीन गुना कम हो जाती है। 1500 डिग्री सेल्सियस की स्थितियों में, लोहे की ताकत व्यावहारिक रूप से शून्य हो जाती है, लेकिन टंगस्टन में यह सामान्य तापमान पर लोहे के स्तर पर होता है।

आज दुनिया में उत्पादित टंगस्टन का 80% मुख्य रूप से उच्च गुणवत्ता वाले स्टील के निर्माण में उपयोग किया जाता है। मशीन-निर्माण उद्यमों द्वारा उपयोग किए जाने वाले स्टील ग्रेड के आधे से अधिक में टंगस्टन होता है। वे उन्हें अपनी मुख्य सामग्री के रूप में उपयोग करते हैं। टरबाइन भागों के लिए, गियरबॉक्स, और कंप्रेसर मशीनों के निर्माण के लिए ऐसी सामग्री का उपयोग भी करते हैं। टंगस्टन युक्त मशीन स्टील्स का उपयोग शाफ्ट, गियर और एक-टुकड़ा जाली रोटर के उत्पादन के लिए किया जाता है।

इसके अलावा, उनका उपयोग क्रैंकशाफ्ट, कनेक्टिंग रॉड्स के निर्माण के लिए किया जाता है। मशीन-निर्माण स्टील की संरचना में टंगस्टन और अन्य मिश्र धातु तत्वों को जोड़ने से उनकी कठोरता बढ़ जाती है। इसके अलावा, एक महीन दाने वाली संरचना प्राप्त करना संभव है। इसके साथ ही उत्पादित मशीन-निर्माण स्टील्स में कठोरता और ताकत जैसी विशेषताओं में वृद्धि होती है।

गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातुओं के उत्पादन में, टंगस्टन का उपयोग पूर्वापेक्षाओं में से एक है। इस विशेष धातु का उपयोग करने की आवश्यकता इस तथ्य के कारण है कि यह एकमात्र ऐसा है जो लोहे के पिघलने के मूल्य से अधिक उच्च तापमान पर महत्वपूर्ण भार का सामना करने में सक्षम है। इस धातु पर आधारित टंगस्टन और यौगिकों की विशेषता उच्च शक्ति और अच्छी लोच है। इस संबंध में, वे दुर्दम्य सामग्री के समूह में शामिल अन्य धातुओं से बेहतर हैं।

माइनस

हालांकि, टंगस्टन के लाभों को सूचीबद्ध करते हुए, यह ध्यान दिया जाना चाहिए और नुकसान जो इस सामग्री में निहित हैं.

टंगस्टन, जो वर्तमान में उत्पादित होता है, में 2% थोरियम होता है। इस मिश्र धातु को थोरियेटेड टंगस्टन कहा जाता है। इसकी विशेषता है तन्य शक्ति 70 एमपीए 2420 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर। यद्यपि इस सूचक का मूल्य अधिक नहीं है, हम ध्यान दें कि केवल 5 धातुएं, टंगस्टन के साथ, ऐसे तापमान पर अपनी ठोस अवस्था नहीं बदलती हैं।

इस समूह में मोलिब्डेनम शामिल है, जिसका गलनांक 2625 डिग्री है। एक अन्य धातु टेक्नेटियम है। हालांकि, निकट भविष्य में इस पर आधारित मिश्र धातुओं का उत्पादन होने की संभावना नहीं है। इन तापमान स्थितियों के तहत रेनियम और टैंटलम अत्यधिक टिकाऊ नहीं होते हैं। इसलिए, टंगस्टन एकमात्र ऐसी सामग्री है जो उच्च तापमान भार के तहत पर्याप्त ताकत प्रदान करने में सक्षम है। इस कारण से कि यह दुर्लभ लोगों में से है, यदि इसे बदलने का अवसर है, तो निर्माता इसके विकल्प का उपयोग करते हैं।

हालांकि, व्यक्तिगत घटकों के उत्पादन में, ऐसी कोई सामग्री नहीं है जो पूरी तरह से टंगस्टन को बदल सके। उदाहरण के लिए, डीसी आर्क लैंप के इलेक्ट्रिक लैंप और एनोड के फिलामेंट्स के निर्माण में, केवल टंगस्टन का उपयोग किया जाता है, क्योंकि बस कोई उपयुक्त विकल्प नहीं हैं। साथ ही इसका उपयोग किया जाता है इलेक्ट्रोड के निर्माण मेंआर्गन-आर्क और परमाणु-हाइड्रोजन वेल्डिंग के लिए। साथ ही, इस सामग्री का उपयोग करके, एक हीटिंग तत्व का निर्माण किया जाता है जिसका उपयोग 2000 डिग्री सेल्सियस की स्थितियों में किया जाता है।

आवेदन

इस पर आधारित टंगस्टन और मिश्र धातुओं का व्यापक रूप से विभिन्न उद्योगों में उपयोग किया जाता है। उनका उपयोग विमान के इंजन के उत्पादन में, रॉकेट्री के क्षेत्र में उपयोग किए जाने के साथ-साथ अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी के उत्पादन के लिए भी किया जाता है। इन क्षेत्रों में, इन मिश्र धातुओं का उपयोग करके, रॉकेट इंजन में जेट नोजल और महत्वपूर्ण वर्गों के इंसर्ट बनाए जाते हैं। इसके अलावा, ऐसी सामग्रियों का उपयोग रॉकेट मिश्र धातुओं के निर्माण के लिए बुनियादी सामग्री के रूप में किया जाता है।

इस धातु से मिश्र धातुओं के उत्पादन में एक विशेषता है जो इस सामग्री की अपवर्तकता से जुड़ी है। उच्च तापमान पर, कई धातुएं अपनी अवस्था बदलती हैं और गैसों में बदलोया अत्यधिक वाष्पशील तरल पदार्थ। इसलिए, मिश्र धातु प्राप्त करने के लिए जिसमें टंगस्टन मौजूद है, पाउडर धातु विज्ञान के तरीकों का उपयोग किया जाता है।

इस तरह के तरीकों में धातु पाउडर के मिश्रण को दबाने, बाद में सिंटरिंग और आगे उन्हें इलेक्ट्रोड भट्टियों में किए गए चाप पिघलने के अधीन करना शामिल है। कुछ मामलों में, sintered टंगस्टन पाउडर को किसी अन्य धातु के तरल समाधान के साथ अतिरिक्त रूप से लगाया जाता है। इस प्रकार, टंगस्टन, तांबा, चांदी के छद्म-मिश्र धातु प्राप्त होते हैं, जिनका उपयोग विद्युत प्रतिष्ठानों में संपर्कों के लिए किया जाता है। तांबे की तुलना में, ऐसे उत्पादों का स्थायित्व 6-8 गुना अधिक होता है।

इस धातु और इसके मिश्र धातुओं में आवेदन के दायरे को और विस्तारित करने की काफी संभावनाएं हैं। सबसे पहले, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि, निकल के विपरीत, ये सामग्रियां "उग्र" सीमाओं पर काम कर सकती हैं। निकल के बजाय टंगस्टन उत्पादों के उपयोग से बिजली संयंत्रों के परिचालन मापदंडों में वृद्धि होती है। और यह ले जाता है उपकरण दक्षता में वृद्धि... इसके अलावा, टंगस्टन-आधारित उत्पाद कठोर वातावरण का आसानी से सामना कर सकते हैं। इस प्रकार, हम विश्वास के साथ कह सकते हैं कि निकट भविष्य में टंगस्टन ऐसी सामग्रियों के समूह का नेतृत्व करना जारी रखेगा।

टंगस्टन ने विद्युत तापदीप्त लैंप को बेहतर बनाने की प्रक्रिया में भी योगदान दिया। 1898 की अवधि तक, इन विद्युत प्रकाश जुड़नार में कार्बन फिलामेंट का उपयोग किया जाता था।

• निर्माण करना आसान था;
• इसका उत्पादन सस्ता था।

चारकोल फिलामेंट का एकमात्र दोष यह था कि जीवन कालउसकी एक छोटी थी। 1898 के बाद, लैंप के कार्बन फिलामेंट में ऑस्मियम के रूप में एक प्रतियोगी था। 1903 में शुरू हुआ टैंटलम का उपयोग बिजली के लैंप के उत्पादन के लिए किया गया था। हालांकि, पहले से ही 1906 में, टंगस्टन ने इन सामग्रियों को बदल दिया और गरमागरम लैंप के लिए फिलामेंट्स के निर्माण के लिए इस्तेमाल किया जाने लगा। इसका उपयोग आज आधुनिक प्रकाश बल्बों के निर्माण में भी किया जाता है।

इस सामग्री को उच्च ताप प्रतिरोध प्रदान करने के लिए, धातु की सतह पर रेनियम और थोरियम की एक परत लगाई जाती है। कुछ मामलों में, टंगस्टन फिलामेंट रेनियम को मिलाकर बनाया जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि उच्च तापमान पर यह धातु वाष्पित होने लगती है, और यह इस तथ्य की ओर जाता है कि इस सामग्री का धागा पतला हो जाता है। रचना में रेनियम के जुड़ने से वाष्पीकरण के प्रभाव में 5 गुना कमी आती है।

आजकल, न केवल इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के उत्पादन में, बल्कि टंगस्टन का सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है विभिन्न सैन्य-औद्योगिक उत्पाद... हथियार स्टील के अलावा इस प्रकार की सामग्री के लिए उच्च प्रदर्शन प्रदान करता है। इसके अलावा, यह आपको कवच सुरक्षा की विशेषताओं में सुधार करने के साथ-साथ कवच-भेदी के गोले को और अधिक प्रभावी बनाने की अनुमति देता है।

निष्कर्ष

टंगस्टन धातु विज्ञान में उपयोग की जाने वाली मांग की गई सामग्रियों में से एक है। उत्पादित स्टील्स की संरचना में इसे जोड़ने से उनकी विशेषताओं में वृद्धि होती है। वे थर्मल तनाव के लिए अधिक प्रतिरोधी बन जाते हैं, और इसके अलावा, गलनांक बढ़ जाता है, जो विशेष रूप से चरम स्थितियों में उपयोग किए जाने वाले उत्पादों के लिए महत्वपूर्ण है। उच्च तापमान पर... विभिन्न उपकरणों, उत्पादों और तत्वों, इस धातु या इसके आधार पर मिश्र धातुओं से बने असेंबलियों के निर्माण में उपयोग, आपको उपकरणों की विशेषताओं में सुधार करने और उनके काम की दक्षता बढ़ाने की अनुमति देता है।

टंगस्टन- सबसे दुर्दम्य धातु। केवल अधातु तत्व, कार्बन का गलनांक अधिक होता है। मानक परिस्थितियों में रासायनिक रूप से प्रतिरोधी। वोल्फ्रामियम नाम को खनिज वुल्फ्रामाइट से तत्व में स्थानांतरित किया गया था, जिसे 16 वीं शताब्दी के रूप में जाना जाता है। लेट कहा जाता है। स्पुमा लुपी ("भेड़िया फोम") या उसे। वुल्फ रहम ("भेड़िया क्रीम", "भेड़िया क्रीम")। नाम इस तथ्य के कारण था कि टंगस्टन, टिन अयस्क के साथ, टिन के गलाने में हस्तक्षेप करता है, इसे स्लैग के फोम में बदल देता है ("भेड़िया भेड़ की तरह टिन को खा जाता है")।

यह सभी देखें:

संरचना

टंगस्टन क्रिस्टल में एक शरीर-केंद्रित घन जाली होती है। ठंड में टंगस्टन क्रिस्टल को कम प्लास्टिसिटी की विशेषता होती है, इसलिए, पाउडर को दबाने की प्रक्रिया में, वे व्यावहारिक रूप से अपने मूल आकार और आकार को नहीं बदलते हैं, और पाउडर का संघनन मुख्य रूप से कणों के सापेक्ष आंदोलन के माध्यम से होता है।

एक शरीर-केंद्रित क्यूबिक टंगस्टन सेल में, परमाणु कोने पर और कोशिका के केंद्र में स्थित होते हैं, अर्थात। प्रति कोशिका में दो परमाणु होते हैं। बीसीसी संरचना परमाणुओं की निकटतम पैकिंग नहीं है। कॉम्पैक्टनेस फैक्टर 0.68 है। टंगस्टन का अंतरिक्ष समूह Im3m।

गुण

टंगस्टन उच्चतम सिद्ध गलनांक और क्वथनांक के साथ एक चमकदार हल्के भूरे रंग की धातु है (यह माना जाता है कि सीबोर्गियम और भी अधिक दुर्दम्य है, लेकिन अभी तक यह दृढ़ता से नहीं कहा जा सकता है - सेबोर्गियम का जीवनकाल बहुत छोटा है)। गलनांक - 3695 K (3422 ° C), 5828 K (5555 ° C) पर उबलता है। शुद्ध टंगस्टन का घनत्व 19.25 g/cm³ है। पैरामैग्नेटिक गुण रखता है (चुंबकीय संवेदनशीलता 0.32 · 10-9)। ब्रिनेल कठोरता 488 किग्रा / मिमी², विद्युत प्रतिरोधकता 20 ° C - 55 · 10−9 ओम · मी, 2700 ° C - 904 · 10−9 ओम · मी पर। एनील्ड टंगस्टन में ध्वनि की गति 4290 m/s होती है। यह एक पैरामैग्नेटिक है।

टंगस्टन सबसे भारी, कठोर और सबसे दुर्दम्य धातुओं में से एक है। अपने शुद्ध रूप में, यह प्लैटिनम के समान एक चांदी-सफेद धातु है, लगभग 1600 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, यह फोर्जिंग के लिए अच्छी तरह से उधार देता है और इसे पतले धागे में खींचा जा सकता है।

भंडार और उत्पादन

पृथ्वी की पपड़ी में टंगस्टन का क्लार्क (विनोग्रादोव के अनुसार) 1.3 g / t (पृथ्वी की पपड़ी में सामग्री द्वारा 0.00013%) है। चट्टानों में इसकी औसत सामग्री, पीपीएम: अल्ट्राबेसिक - 0.1, बेसिक - 0.7, मध्यम - 1.2, अम्लीय - 1.9।

टंगस्टन प्राप्त करने की प्रक्रिया अयस्क सांद्रता से WO 3 ट्रायऑक्साइड के पृथक्करण के एक विकल्प से होकर गुजरती है और बाद में लगभग 700 ° C के तापमान पर हाइड्रोजन के साथ धातु पाउडर में कमी आती है। टंगस्टन के उच्च गलनांक के कारण, एक कॉम्पैक्ट रूप प्राप्त करने के लिए पाउडर धातु विज्ञान विधियों का उपयोग किया जाता है: परिणामस्वरूप पाउडर को दबाया जाता है, हाइड्रोजन वातावरण में 1200-1300 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पाप किया जाता है, फिर इसके माध्यम से एक विद्युत प्रवाह पारित किया जाता है। धातु को ३००० डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है, जबकि एक अखंड सामग्री में सिंटरिंग होता है। ज़ोन पिघलने का उपयोग बाद के शुद्धिकरण और एक मोनोक्रिस्टलाइन रूप प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

मूल

टंगस्टन प्रकृति में मुख्य रूप से लोहे और मैंगनीज या कैल्शियम के ऑक्साइड, और कभी-कभी सीसा, तांबा, थोरियम और दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के साथ टंगस्टन ट्रायऑक्साइड WO 3 द्वारा निर्मित ऑक्सीकृत जटिल यौगिकों के रूप में होता है। औद्योगिक महत्व में वुल्फ्रामाइट (लौह और मैंगनीज टंगस्टेट nFeWO 4 * mMnWO 4 - फेरबेराइट और हबनेराइट, क्रमशः) और स्कीलाइट (कैल्शियम टंगस्टेट CaWO 4) हैं। टंगस्टन खनिज आमतौर पर ग्रेनाइट चट्टानों में एम्बेडेड होते हैं, इसलिए औसत टंगस्टन एकाग्रता 1-2% है।

सबसे बड़ा भंडार कजाकिस्तान, चीन, कनाडा और संयुक्त राज्य अमेरिका में है; बोलीविया, पुर्तगाल, रूस, उज्बेकिस्तान और दक्षिण कोरिया में जमा राशि को भी जाना जाता है। टंगस्टन का विश्व उत्पादन प्रति वर्ष 49-50 हजार टन है, जिसमें चीन में 41, रूस में 3.5 शामिल हैं; कजाकिस्तान 0.7, ऑस्ट्रिया 0.5। टंगस्टन के मुख्य निर्यातक: चीन, दक्षिण कोरिया, ऑस्ट्रिया। मुख्य आयातक: यूएसए, जापान, जर्मनी, ग्रेट ब्रिटेन।
आर्मेनिया और अन्य देशों में टंगस्टन जमा भी हैं।

आवेदन

टंगस्टन की अपवर्तकता और प्लास्टिसिटी इसे प्रकाश जुड़नार के साथ-साथ पिक्चर ट्यूब और अन्य वैक्यूम ट्यूबों में फिलामेंट्स के लिए अपरिहार्य बनाती है।
अपने उच्च घनत्व के कारण, टंगस्टन भारी मिश्र धातुओं का आधार है, जिनका उपयोग काउंटरवेट, सब-कैलिबर के कवच-भेदी कोर और आर्टिलरी गन के तीर के आकार के पंख वाले गोले, कवच-भेदी गोलियों के कोर और अल्ट्रा-हाई-स्पीड के लिए किया जाता है। बैलिस्टिक मिसाइलों (180 हजार आरपीएम तक) की उड़ान को स्थिर करने के लिए जाइरो रोटर्स।

टंगस्टन का उपयोग आर्गन आर्क वेल्डिंग के लिए इलेक्ट्रोड के रूप में किया जाता है। टंगस्टन युक्त मिश्र धातुओं में गर्मी प्रतिरोध, एसिड प्रतिरोध, कठोरता और घर्षण प्रतिरोध की विशेषता होती है। उनका उपयोग सर्जिकल उपकरण (एमेलॉय मिश्र धातु), टैंक कवच, टारपीडो और शेल शेल, विमान और इंजन के सबसे महत्वपूर्ण भागों, रेडियोधर्मी पदार्थों के भंडारण के लिए कंटेनर बनाने के लिए किया जाता है। टंगस्टन उपकरण स्टील्स के सर्वोत्तम ग्रेड का एक महत्वपूर्ण घटक है। टंगस्टन का उपयोग उच्च तापमान वाले वैक्यूम प्रतिरोध भट्टियों में हीटिंग तत्वों के रूप में किया जाता है। टंगस्टन और रेनियम के एक मिश्र धातु का उपयोग ऐसी भट्टियों में थर्मोकपल के रूप में किया जाता है।

मैकेनिकल इंजीनियरिंग (मोड़, मिलिंग, प्लानिंग, छेनी) में धातुओं और गैर-धातु संरचनात्मक सामग्री के यांत्रिक प्रसंस्करण के लिए, खनन उद्योग में ड्रिलिंग, टंगस्टन कार्बाइड पर आधारित कठोर मिश्र और मिश्रित सामग्री का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है (उदाहरण के लिए, जीत, से मिलकर बनता है) कोबाल्ट मैट्रिक्स में WC क्रिस्टल के; रूस में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले ग्रेड - VK2, VK4, VK6, VK8, VK15, VK25, T5K10, T15K6, T30K4), साथ ही साथ टंगस्टन कार्बाइड, टाइटेनियम कार्बाइड, टैंटलम कार्बाइड (टीटी ग्रेड के लिए) विशेष रूप से गंभीर प्रसंस्करण की स्थिति, उदाहरण के लिए, गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स की छेनी और योजना फोर्जिंग और कठोर सामग्री के रोटरी हथौड़ा ड्रिलिंग)। यह व्यापक रूप से लौह-आधारित स्टील्स और मिश्र धातुओं में एक मिश्र धातु तत्व (अक्सर मोलिब्डेनम के साथ) के रूप में उपयोग किया जाता है। उच्च-मिश्र धातु इस्पात को "उच्च गति" के रूप में वर्गीकृत किया गया है, जिसमें पी अक्षर से शुरू होने वाले चिह्नों में लगभग हमेशा टंगस्टन होता है। (P18, P6M5। तेज से - तेज, गति)।

टंगस्टन सल्फाइड WS 2 का उपयोग उच्च तापमान (500 ° C तक) ग्रीस के रूप में किया जाता है। कुछ टंगस्टन यौगिकों का उपयोग उत्प्रेरक और वर्णक के रूप में किया जाता है। टंगस्टेट्स के मोनोक्रिस्टल (सीसा, कैडमियम, कैल्शियम के टंगस्टेट्स) का उपयोग परमाणु भौतिकी और परमाणु चिकित्सा में एक्स-रे और अन्य आयनकारी विकिरण के जगमगाहट डिटेक्टरों के रूप में किया जाता है।

टंगस्टन ditelluride WTe 2 का उपयोग थर्मल ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा (थर्मो-ईएमएफ लगभग 57 μV / K) में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है। कृत्रिम रेडियोन्यूक्लाइड 185 W का उपयोग पदार्थ अनुसंधान में रेडियोधर्मी लेबल के रूप में किया जाता है। स्थिर 184 डब्ल्यू का उपयोग यूरेनियम -235 के साथ मिश्र धातुओं के एक घटक के रूप में ठोस-राज्य परमाणु रॉकेट इंजन में किया जाता है, क्योंकि यह कम थर्मल न्यूट्रॉन कैप्चर क्रॉस सेक्शन (लगभग 2 बार्न) वाला एकमात्र सामान्य टंगस्टन आइसोटोप है।

टंगस्टन - W

वर्गीकरण

निकेल-स्ट्रुन्ज़ (10वां संस्करण)	1.एई.05
दाना (७वां संस्करण)	1.1.38.1

टंगस्टन धातुओं के बीच न केवल अपनी अपवर्तकता से, बल्कि इसके द्रव्यमान से भी बाहर खड़ा है। सामान्य परिस्थितियों में टंगस्टन का घनत्व 19.25 ग्राम / सेमी³ है, जो एल्यूमीनियम के लगभग 6 गुना है। तांबे की तुलना में टंगस्टन 2 गुना भारी होता है। पहली नज़र में, उच्च घनत्व एक नुकसान की तरह लग सकता है, क्योंकि इससे बने उत्पाद भारी होंगे। लेकिन धातु की इस विशेषता ने भी प्रौद्योगिकी में अपना आवेदन पाया है। उच्च घनत्व के कारण टंगस्टन के लाभ:

1. एक बड़े द्रव्यमान को एक छोटी मात्रा में केंद्रित करने की क्षमता।
2. आयनकारी विकिरण (विकिरण) से सुरक्षा।

पहला गुण धातु की आंतरिक संरचना द्वारा समझाया गया है। एक परमाणु के नाभिक में 74 प्रोटॉन और 110 न्यूट्रॉन यानि 184 कण होते हैं। रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी में, जिसमें परमाणु बढ़ते हुए परमाणु द्रव्यमान में स्थित हैं, टंगस्टन 74वें स्थान पर है। इस कारण भारी परमाणुओं से बने पदार्थ का द्रव्यमान बड़ा होगा। विकिरण परिरक्षण सभी उच्च घनत्व सामग्री में निहित है। यह इस तथ्य के कारण है कि आयनकारी विकिरण, किसी भी बाधा से टकराकर, इसे अपनी ऊर्जा का हिस्सा स्थानांतरित करता है। सघन पदार्थों में प्रति इकाई आयतन में कणों की उच्च सांद्रता होती है, इसलिए आयनकारी किरणें अधिक टकराती हैं और तदनुसार, अधिक ऊर्जा खो देती हैं। धातु का उपयोग उपरोक्त गुणों पर आधारित है।

टंगस्टन का अनुप्रयोग

अन्य धातुओं की तुलना में उच्च घनत्व टंगस्टन का एक बड़ा लाभ है।

टंगस्टन का व्यापक रूप से विभिन्न उद्योगों में उपयोग किया जाता है।

धातु के एक बड़े द्रव्यमान के आधार पर उपयोग करता है

इसका काफी घनत्व टंगस्टन को एक मूल्यवान संतुलन सामग्री बनाता है। इससे बने बैलेंसिंग वेट पुर्जों पर अभिनय करने वाले भार को कम करते हैं। इस प्रकार, उनकी परिचालन अवधि बढ़ा दी गई है। टंगस्टन अनुप्रयोग:

1. एयरोस्पेस। भारी धातु के पुर्जे प्रभावी टॉर्क को संतुलित करते हैं। इसलिए, टंगस्टन का उपयोग हेलीकॉप्टर ब्लेड, प्रोपेलर, पतवार के निर्माण के लिए किया जाता है। इस तथ्य के कारण कि सामग्री में चुंबकीय गुण नहीं हैं, इसका उपयोग विमानन के ऑन-बोर्ड इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम के उत्पादन में किया जाता है।
2. मोटर वाहन उद्योग। टंगस्टन का उपयोग किया जाता है जहां बड़े पैमाने पर अंतरिक्ष की एक छोटी मात्रा में ध्यान केंद्रित करना आवश्यक होता है, उदाहरण के लिए, भारी ट्रकों, महंगी एसयूवी और डीजल वाहनों पर स्थापित ऑटोमोबाइल इंजन में। इसके अलावा, टंगस्टन क्रैंकशाफ्ट और फ्लाईव्हील, चेसिस लोड के निर्माण के लिए एक लाभप्रद सामग्री है। इसके उच्च घनत्व के अलावा, धातु को लोच के एक उच्च मापांक की विशेषता है, इन गुणों के लिए धन्यवाद, इसका उपयोग ड्राइव पर कंपन को नम करने के लिए किया जाता है।
3. प्रकाशिकी। जटिल विन्यास के टंगस्टन भार सूक्ष्मदर्शी और अन्य उच्च-सटीक ऑप्टिकल उपकरणों में संतुलन के रूप में कार्य करते हैं।
4. खेल उपकरण का उत्पादन। खेल उपकरण में लेड के स्थान पर टंगस्टन का उपयोग किया जाता है, क्योंकि बाद वाले के विपरीत, यह स्वास्थ्य और पर्यावरण के लिए हानिकारक नहीं है। उदाहरण के लिए, सामग्री का उपयोग गोल्फ क्लबों के निर्माण में किया जाता है।
5. मैकेनिकल इंजीनियरिंग में। वाइब्रेटिंग हथौड़े टंगस्टन से बने होते हैं, जिससे वे ढेर चलाते हैं। प्रत्येक उपकरण के मध्य में एक घूर्णन भार होता है। यह कंपन ऊर्जा को प्रेरक शक्ति में परिवर्तित करता है। टंगस्टन की उपस्थिति के कारण, काफी मोटाई की सघन मिट्टी के लिए थरथानेवाला हथौड़ों का उपयोग करना संभव है।
6. सटीक उपकरणों के निर्माण के लिए। गहरी ड्रिलिंग में, सटीक उपकरणों का उपयोग किया जाता है, जिसके धारक को कंपन के अधीन नहीं होना चाहिए। यह आवश्यकता टंगस्टन द्वारा पूरी की जाती है, जिसमें लोच का एक उच्च मापांक भी होता है। एंटी-वाइब्रेशन होल्डर सुचारू संचालन प्रदान करते हैं, इसलिए उनका उपयोग टूल शाफ्ट में बोरिंग और ग्राइंडिंग बार में किया जाता है। उपकरण का काम करने वाला हिस्सा टंगस्टन के आधार पर बनाया गया है, क्योंकि इसमें कठोरता बढ़ गई है।

विकिरण से बचाने की क्षमता के आधार पर उपयोग करें

सर्जरी में टंगस्टन कोलाइमर।

• इस मानदंड के अनुसार, टंगस्टन मिश्र धातु कच्चा लोहा, स्टील, सीसा और पानी से आगे हैं, इसलिए कोलाइमर और सुरक्षात्मक ढाल धातु से बने होते हैं, जिनका उपयोग रेडियोथेरेपी में किया जाता है। टंगस्टन मिश्र धातु विरूपण के अधीन नहीं हैं और अत्यधिक विश्वसनीय हैं। मल्टी-लीफ कोलिमीटर का उपयोग विकिरण को प्रभावित ऊतक के एक विशिष्ट क्षेत्र में निर्देशित करना संभव बनाता है। चिकित्सा के दौरान, स्थान को स्थानीयकृत करने और ट्यूमर की प्रकृति का निर्धारण करने के लिए पहले एक्स-रे लिया जाता है। फिर कोलिमेटर की पंखुड़ियां इलेक्ट्रिक मोटर द्वारा वांछित स्थिति में ले जाया जाता है। 120 पंखुड़ियों का उपयोग किया जा सकता है, जिसकी मदद से एक क्षेत्र बनाया जाता है जो ट्यूमर के आकार को दोहराता है। इसके अलावा, उच्च विकिरण वाले बीम को प्रभावित क्षेत्र में निर्देशित किया जाता है। इस मामले में, ट्यूमर इस तथ्य से विकिरणित होता है कि मल्टी-लीफ कोलिमेटर रोगी के चारों ओर घूमता है। आसन्न स्वस्थ ऊतकों और पर्यावरण को विकिरण से बचाने के लिए, कोलाइमर अत्यधिक सटीक होना चाहिए।
• रेडियोसर्जरी के लिए टंगस्टन से बने विशेष रिंग कोलाइमर विकसित किए गए हैं, जिनका विकिरण सिर और गर्दन को निर्देशित किया जाता है। यह उपकरण गामा विकिरण पर उच्च-परिशुद्धता फोकस करता है। इसके अलावा, टंगस्टन कंप्यूटर टोमोग्राफ के लिए प्लेटों का एक हिस्सा है, डिटेक्टरों और रैखिक त्वरक के लिए परिरक्षण तत्व, डोसिमेट्री उपकरण और गैर-विनाशकारी परीक्षण उपकरण, रेडियोधर्मी पदार्थों के लिए कंटेनर। टंगस्टन का उपयोग ड्रिलिंग उपकरणों में किया जाता है। डूबे हुए उपकरणों को एक्स-रे और गामा विकिरण से बचाने के लिए इसकी ढालें ​​बनाई जाती हैं।

टंगस्टन मिश्र धातु वर्गीकरण

टंगस्टन के बढ़े हुए घनत्व और अपवर्तकता जैसे मानदंड इसे कई उद्योगों में उपयोग करना संभव बनाते हैं। हालांकि, आधुनिक तकनीकों को कभी-कभी अतिरिक्त भौतिक गुणों की आवश्यकता होती है जो शुद्ध धातु में नहीं होती हैं। उदाहरण के लिए, इसकी विद्युत चालकता तांबे की तुलना में कम है, और सामग्री की नाजुकता के कारण जटिल ज्यामितीय आकार के एक हिस्से का निर्माण मुश्किल है। ऐसी स्थितियों में अशुद्धियाँ मदद करती हैं। इसके अलावा, उनकी संख्या अक्सर 10% से अधिक नहीं होती है। तांबा, लोहा, निकल, टंगस्टन को जोड़ने के बाद, जिसका घनत्व बहुत अधिक रहता है (16.5 ग्राम / सेमी³ से कम नहीं), विद्युत प्रवाह को बेहतर ढंग से संचालित करता है और नमनीय हो जाता है, जिससे इसे अच्छी तरह से संसाधित करना संभव हो जाता है।

निवास परमिट, वीएनएम, वीडी

संरचना के आधार पर, मिश्र धातुओं को अलग तरह से चिह्नित किया जाता है।

1. VNZH टंगस्टन मिश्र धातु है जिसमें निकल और लोहा होता है,
2. - निकल और तांबा,
3. वीडी - केवल तांबा।

लेबलिंग में, बड़े अक्षरों के बाद संख्याएँ होती हैं जो प्रतिशत दर्शाती हैं। उदाहरण के लिए, वीएनएम ३-२ एक टंगस्टन मिश्र धातु है जिसमें ३% निकेल और २% तांबा मिलाया जाता है, वीएनएम ५-३ में ५% निकल और अशुद्धता में ३% लोहा होता है, वीडी -30 में ३०% तांबा होता है।

टंगस्टन दुर्दम्य धातुओं से संबंधित है, जो पृथ्वी की पपड़ी में अपेक्षाकृत दुर्लभ हैं। इस प्रकार, टंगस्टन की पृथ्वी की पपड़ी (% में) में सामग्री लगभग 10 -5, रेनियम 10 -7, मोलिब्डेनम 3.10 -4, नाइओबियम 10 -3, टैंटलम 2.10 -4 और वैनेडियम 1.5.10 -2 है।

आग रोक धातु संक्रमण तत्व हैं और तत्वों की आवर्त सारणी के समूह IV, V, VI और VII (उपसमूह A) में स्थित हैं। परमाणु क्रमांक में वृद्धि के साथ, प्रत्येक उपसमूह में दुर्दम्य धातुओं का गलनांक बढ़ता है।

तत्व वीए और वीआईए समूह (वैनेडियम, नाइओबियम, टैंटलम, क्रोमियम, मोलिब्डेनम और टंगस्टन) अन्य दुर्दम्य धातुओं के विपरीत, शरीर-केंद्रित क्यूबिक जाली के साथ दुर्दम्य धातु हैं, जिनमें एक चेहरा-केंद्रित और हेक्सागोनल घनी पैक संरचना होती है।

यह ज्ञात है कि धातुओं और मिश्र धातुओं की क्रिस्टल संरचना और भौतिक गुणों को निर्धारित करने वाला मुख्य कारक उनके अंतर-परमाणु बंधनों की प्रकृति है। दुर्दम्य धातुओं को अंतर-परमाणु बंधन की एक उच्च शक्ति की विशेषता होती है और इसके परिणामस्वरूप, एक उच्च गलनांक, यांत्रिक शक्ति में वृद्धि और महत्वपूर्ण विद्युत प्रतिरोध होता है।

इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी द्वारा धातुओं का अध्ययन करने की संभावना से परमाणु पैमाने की संरचनात्मक विशेषताओं का अध्ययन करना संभव हो जाता है, यांत्रिक गुणों और अव्यवस्थाओं, स्टैकिंग दोषों आदि के बीच संबंध का पता चलता है। प्राप्त आंकड़ों से पता चलता है कि विशिष्ट भौतिक गुण जो दुर्दम्य धातुओं को सामान्य से अलग करते हैं। उनके परमाणुओं की इलेक्ट्रॉनिक संरचना द्वारा निर्धारित किया जाता है। इलेक्ट्रॉन एक परमाणु से दूसरे परमाणु में अलग-अलग डिग्री तक जा सकते हैं, और संक्रमण का प्रकार एक निश्चित प्रकार के अंतर-परमाणु बंधन से मेल खाता है। इलेक्ट्रॉनिक संरचना की ख़ासियत उच्च स्तर के अंतर-परमाणु बलों (बॉन्ड), एक उच्च गलनांक, धातुओं की ताकत और अन्य तत्वों और अंतरालीय अशुद्धियों के साथ उनकी बातचीत को निर्धारित करती है। टंगस्टन में, ऊर्जावान रूप से सक्रिय शेल में 5 d और 6 s इलेक्ट्रॉन होते हैं।

दुर्दम्य धातुओं में से, टंगस्टन का घनत्व सबसे अधिक होता है - 19.3 ग्राम / सेमी 3। हालांकि, जब संरचनाओं में उपयोग किया जाता है, तो टंगस्टन के उच्च घनत्व को एक नकारात्मक संकेतक के रूप में माना जा सकता है, फिर भी, उच्च तापमान पर बढ़ी हुई ताकत टंगस्टन उत्पादों के आकार को कम करके उनके द्रव्यमान को कम करना संभव बनाती है।

दुर्दम्य धातुओं का घनत्व काफी हद तक उनकी स्थिति पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, एक sintered टंगस्टन रॉड का घनत्व 17.0-18.0 g / cm 3 से होता है, और जाली रॉड का घनत्व 75% की विरूपण दर के साथ 18.6-19.2 g / cm 3 होता है। मोलिब्डेनम में भी यही देखा गया है: एक पापी बार में 9.2-9.8 ग्राम / सेमी 3 का घनत्व होता है, जो 75% -9.7-10.2 ग्राम / सेमी 3 की विरूपण डिग्री के साथ जाली होता है और 10.2 ग्राम / सेमी 3 डाला जाता है ...

तुलना के लिए टंगस्टन, टैंटलम, मोलिब्डेनम और नाइओबियम के कुछ भौतिक गुण तालिका में दिए गए हैं। 1. टंगस्टन की तापीय चालकता तांबे की तापीय चालकता के आधे से भी कम है, लेकिन यह लोहे या निकल की तुलना में बहुत अधिक है।

तत्वों की आवर्त सारणी के समूह VA, VIA, VIIA की आग रोक धातुओं में अन्य तत्वों की तुलना में रैखिक विस्तार का कम गुणांक होता है। टंगस्टन में रैखिक विस्तार का सबसे कम गुणांक होता है, जो इसकी परमाणु जाली की उच्च स्थिरता को इंगित करता है और इस धातु की एक अनूठी संपत्ति है।

टंगस्टन में एनाल्ड कॉपर की विद्युत चालकता की तुलना में लगभग 3 गुना कम तापीय चालकता है, लेकिन यह लोहे, प्लैटिनम और फॉस्फोराइट कांस्य की तुलना में अधिक है।

धातु विज्ञान के लिए, तरल अवस्था में धातु के घनत्व का बहुत महत्व है, क्योंकि यह विशेषता चैनलों के साथ गति की गति को निर्धारित करती है, गैसीय और गैर-धातु समावेशन को हटाने की प्रक्रिया और एक संकोचन गुहा और छिद्र के गठन को प्रभावित करती है। सिल्लियां टंगस्टन के लिए, यह मान अन्य दुर्दम्य धातुओं की तुलना में अधिक है। हालांकि, एक अन्य भौतिक विशेषता - पिघलने के तापमान पर तरल अपवर्तक धातुओं का सतह तनाव - कम भिन्न होता है (तालिका 1 देखें)। सुरक्षात्मक कोटिंग, संसेचन, पिघलने और कास्टिंग जैसी प्रक्रियाओं में इस भौतिक संपत्ति का ज्ञान आवश्यक है।

धातु का एक महत्वपूर्ण कास्टिंग गुण तरलता है। यदि सभी धातुओं के लिए यह मान निर्धारित किया जाता है कि तरल धातु को सर्पिल रूप में पिघलने के तापमान से 100-200 डिग्री सेल्सियस अधिक तापमान पर डाला जाता है, तो टंगस्टन की तरलता इस मूल्य की अनुभवजन्य निर्भरता को एक्सट्रपलेशन करके प्राप्त की जाती है। फ्यूजन की गर्मी।

टंगस्टन विभिन्न गैसों, अम्लों और कुछ पिघली हुई धातुओं में स्थिर होता है। कमरे के तापमान पर, टंगस्टन हाइड्रोक्लोरिक, सल्फ्यूरिक और फॉस्फोरिक एसिड के साथ बातचीत नहीं करता है, भंग नाइट्रिक एसिड के संपर्क में नहीं है और, मोलिब्डेनम की तुलना में कुछ हद तक, नाइट्रिक और हाइड्रोफ्लोरिक एसिड के मिश्रण पर प्रतिक्रिया करता है। टंगस्टन में कुछ क्षार के वातावरण में उच्च संक्षारण प्रतिरोध होता है, उदाहरण के लिए, सोडियम और पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के वातावरण में, जिसमें यह 550 ° C के तापमान के लिए प्रतिरोधी होता है। पिघले हुए सोडियम के संपर्क में आने पर, यह 900 ° C तक स्थिर रहता है। , पारा 600 डिग्री सेल्सियस तक, गैलियम 800 तक और बिस्मथ 980 डिग्री सेल्सियस तक। इन तरल धातुओं में जंग की दर 0.025 मिमी / वर्ष से अधिक नहीं होती है। 400-490 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, टंगस्टन हवा और ऑक्सीजन में ऑक्सीकरण करना शुरू कर देता है। हाइड्रोक्लोरिक, नाइट्रिक और हाइड्रोफ्लोरिक एसिड में 100 डिग्री सेल्सियस तक गर्म होने पर एक कमजोर प्रतिक्रिया होती है। हाइड्रोफ्लोरिक और नाइट्रिक एसिड के मिश्रण में, टंगस्टन तेजी से घुल जाता है। गैसीय मीडिया के साथ बातचीत तापमान (डिग्री सेल्सियस) पर शुरू होती है: क्लोरीन 250 के साथ, फ्लोरीन 20 के साथ। कार्बन डाइऑक्साइड में, टंगस्टन को 1200 डिग्री सेल्सियस पर ऑक्सीकरण किया जाता है, अमोनिया में प्रतिक्रिया नहीं होती है।

आग रोक धातुओं के ऑक्सीकरण की नियमितता मुख्य रूप से तापमान से निर्धारित होती है। 800-1000 ° C तक के टंगस्टन में ऑक्सीकरण का एक परवलयिक पैटर्न होता है, और 1000 ° C से ऊपर यह रैखिक होता है।

तरल धातु मीडिया (सोडियम, पोटेशियम, लिथियम, पारा) में उच्च संक्षारण प्रतिरोध बिजली संयंत्रों में टंगस्टन और इसके मिश्र धातुओं के उपयोग की अनुमति देता है।

टंगस्टन के ताकत गुण सामग्री और तापमान की स्थिति पर निर्भर करते हैं। जाली टंगस्टन छड़ के लिए, पुन: क्रिस्टलीकरण के बाद तन्य शक्ति परीक्षण तापमान के आधार पर भिन्न होती है, जो परीक्षण तापमान के आधार पर 20 डिग्री सेल्सियस पर 20 डिग्री सेल्सियस से 15.5 किलोग्राम / मिमी 2 पर 1370 डिग्री सेल्सियस पर होती है। पाउडर धातु विज्ञान द्वारा प्राप्त टंगस्टन जब तापमान 1370 से 2205 तक बदलता है। डिग्री सेल्सियस है? बी = 22.5 × 6.3 किग्रा / मिमी 2. टंगस्टन की ताकत विशेष रूप से ठंड विरूपण के दौरान बढ़ जाती है। 0.025 मिमी के व्यास वाले तार में 427 किग्रा / मिमी 2 की तन्यता ताकत होती है।

विकृत व्यावसायिक रूप से शुद्ध टंगस्टन एचबी 488 की कठोरता, एचबी 286 की घोषणा की। साथ ही, इस तरह की उच्च कठोरता पिघलने बिंदु के करीब तापमान तक बनी रहती है, और काफी हद तक धातु की शुद्धता पर निर्भर करती है।

लोचदार मापांक लगभग पिघलने वाले तापमान के परमाणु आयतन से संबंधित होता है

जहाँ T pl निरपेक्ष गलनांक है; वी एТ - परमाणु मात्रा; K एक स्थिरांक है।

धातुओं के बीच टंगस्टन की एक विशिष्ट विशेषता एक उच्च वॉल्यूमेट्रिक विरूपण भी है, जो अभिव्यक्ति से निर्धारित होता है

जहां ई पहली तरह की लोच का मापांक है, किग्रा / मिमी 2; - अनुप्रस्थ विरूपण का गुणांक।

टैब। 3 उपरोक्त अभिव्यक्ति का उपयोग करके गणना की गई स्टील, कच्चा लोहा और टंगस्टन के लिए वॉल्यूमेट्रिक विरूपण में परिवर्तन को दिखाता है।

20 डिग्री सेल्सियस पर व्यावसायिक रूप से शुद्ध टंगस्टन की प्लास्टिसिटी 1% से कम है और अशुद्धियों से इलेक्ट्रॉन-बीम क्षेत्र की सफाई के साथ-साथ 2% थोरियम ऑक्साइड के साथ डोप किए जाने के बाद बढ़ जाती है। बढ़ते तापमान के साथ, प्लास्टिसिटी बढ़ जाती है।

समूह IV, V, VIA की धातुओं के अंतर-परमाणु बंधों की उच्च ऊर्जा कमरे और ऊंचे तापमान पर उनकी उच्च शक्ति को निर्धारित करती है। दुर्दम्य धातुओं के यांत्रिक गुण उनकी शुद्धता, उत्पादन विधियों, यांत्रिक और थर्मल उपचार, अर्ध-तैयार उत्पादों के प्रकार और अन्य कारकों पर काफी निर्भर करते हैं। साहित्य में प्रकाशित दुर्दम्य धातुओं के यांत्रिक गुणों के बारे में अधिकांश जानकारी अपर्याप्त शुद्ध धातुओं पर प्राप्त की गई थी, क्योंकि वैक्यूम परिस्थितियों में पिघलने का उपयोग अपेक्षाकृत हाल ही में किया जाने लगा था।

अंजीर में। 1 तत्वों की आवर्त सारणी में स्थिति पर दुर्दम्य धातुओं के गलनांक की निर्भरता को दर्शाता है।

चाप पिघलने के बाद टंगस्टन के यांत्रिक गुणों की तुलना और पाउडर धातु विज्ञान की विधि द्वारा प्राप्त टंगस्टन से पता चलता है कि यद्यपि उनकी अंतिम शक्ति में मामूली अंतर होता है, चाप पिघलने वाला टंगस्टन अधिक नमनीय हो जाता है।

एक sintered बार के रूप में टंगस्टन की ब्रिनेल कठोरता एचबी 200-250 है, और लुढ़का हुआ ठंडा काम शीट एचबी 450-500, मोलिब्डेनम की कठोरता क्रमशः एचबी 150-160 और एचबी 240-250 है।

टंगस्टन की मिश्रधातु उसकी प्लास्टिसिटी बढ़ाने के लिए की जाती है, इसके लिए स्थानापन्न तत्वों का उपयोग किया जाता है। समूह VII और VIII के तत्वों की थोड़ी मात्रा जोड़कर समूह VIA की धातुओं की लचीलापन बढ़ाने के प्रयासों पर अधिक ध्यान दिया जाता है। प्लास्टिसिटी में वृद्धि को इस तथ्य से समझाया गया है कि जब संक्रमण धातुओं को एडिटिव्स के साथ मिलाया जाता है, तो मिश्र धातु तत्वों के इलेक्ट्रॉनों के स्थानीयकरण के कारण मिश्र धातु में एक अमानवीय इलेक्ट्रॉन घनत्व बनाया जाता है। इस मामले में, मिश्र धातु तत्व का परमाणु विलायक के आसन्न मात्रा में अंतर-परमाणु बंधनों की ताकतों को बदलता है; इस तरह के आयतन की लंबाई मिश्र धातु और मिश्र धातु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना पर निर्भर होनी चाहिए।

टंगस्टन मिश्र धातु बनाने में कठिनाई यह है कि बढ़ती ताकत के साथ आवश्यक लचीलापन प्रदान करना अभी तक संभव नहीं है। मोलिब्डेनम, टैंटलम, नाइओबियम और थोरियम ऑक्साइड (अल्पकालिक परीक्षणों के दौरान) के साथ डोप किए गए टंगस्टन मिश्र धातुओं के यांत्रिक गुण तालिका में दिए गए हैं। 4.

मोलिब्डेनम के साथ मिश्र धातु टंगस्टन मिश्र धातुओं को प्राप्त करना संभव बनाता है, जो उनकी ताकत के गुणों में 2200 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक गैर-मिश्रित टंगस्टन से बेहतर होते हैं (तालिका 4 देखें)। 1650 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर टैंटलम सामग्री में 1.6 से 3.6% की वृद्धि के साथ, ताकत 2.5 गुना बढ़ जाती है। यह बढ़ाव में 2 गुना कमी के साथ है।

टंगस्टन पर आधारित फैलाव-कठोर और जटिल मिश्र धातु मिश्र धातु, जिसमें मोलिब्डेनम, नाइओबियम, हेफ़नियम, ज़िरकोनियम और कार्बन होते हैं, विकसित किए गए हैं और उन्हें महारत हासिल है। उदाहरण के लिए, निम्नलिखित रचनाएँ: W - 3% Mo - 1% Nb; डब्ल्यू - 3% मो - 0.1% एचएफ; डब्ल्यू - 3% मो - 0.05% जेडआर; डब्ल्यू - 0.07% जेडआर - 0.004% बी; डब्ल्यू - 25% मो - 0.11% जेडआर - 0.05% सी।

मिश्र धातु W - 0.48% Zr-0.048% C है? बी = 55.2 किग्रा / मिमी 2 1650 डिग्री सेल्सियस पर और 43.8 किग्रा / मिमी 2 1925 डिग्री सेल्सियस पर।

टंगस्टन मिश्र धातुओं में बोरॉन का एक हजारवां हिस्सा, ज़िरकोनियम का दसवां हिस्सा, और हेफ़नियम और लगभग 1.5% नाइओबियम में उच्च यांत्रिक गुण होते हैं। उच्च तापमान पर इन मिश्र धातुओं की तन्यता ताकत 54.6 kgf / mm 2 1650 ° C, 23.8 kgf / mm 2 2200 ° C और 4.6 kgf / mm 2 2760 ° C पर होती है। हालाँकि, संक्रमण तापमान (लगभग 500 ° C) ) ऐसी मिश्र धातुओं की प्लास्टिक अवस्था से लेकर भंगुर अवस्था तक काफी अधिक होती है।

साहित्य में 0.01 और 0.1% C के साथ टंगस्टन मिश्र धातुओं की जानकारी होती है, जो कि एक तन्य शक्ति की विशेषता होती है जो कि पुनर्रचित टंगस्टन की तन्य शक्ति से 2-3 गुना अधिक होती है।

रेनियम टंगस्टन मिश्र धातुओं के ताप प्रतिरोध को काफी बढ़ा देता है (तालिका 5)।

बहुत लंबे समय से और बड़े पैमाने पर, विद्युत और वैक्यूम प्रौद्योगिकी में टंगस्टन और इसके मिश्र धातुओं का उपयोग किया गया है। टंगस्टन और इसके मिश्र धातु शक्तिशाली विद्युत निर्वात उपकरणों के फिलामेंट्स, इलेक्ट्रोड, कैथोड और अन्य संरचनात्मक तत्वों के निर्माण के लिए मुख्य सामग्री हैं। एक गरमागरम अवस्था में उच्च उत्सर्जन और प्रकाश उत्पादन, कम वाष्प दबाव टंगस्टन को इस उद्योग के लिए सबसे महत्वपूर्ण सामग्रियों में से एक बनाता है। शुद्ध (कोई एडिटिव्स नहीं) टंगस्टन का उपयोग इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरणों में कम तापमान पर काम करने वाले भागों के निर्माण के लिए किया जाता है जो कि 300 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर नहीं होते हैं।

विभिन्न तत्वों के योजक टंगस्टन के गुणों को महत्वपूर्ण रूप से बदलते हैं। यह आवश्यक विशेषताओं के साथ टंगस्टन मिश्र धातु बनाना संभव बनाता है। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरणों के कुछ हिस्सों के लिए जिन्हें 2900 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर नॉन-सैगिंग टंगस्टन के उपयोग की आवश्यकता होती है और प्राथमिक पुनर्संरचना के उच्च तापमान के साथ, सिलिकॉन-क्षार या एल्यूमीनियम एडिटिव्स के साथ मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है। सिलिकॉन क्षार और थोरियम एडिटिव्स पुन: क्रिस्टलीकरण तापमान को बढ़ाते हैं और उच्च तापमान पर टंगस्टन की ताकत बढ़ाते हैं, जिससे बढ़ते यांत्रिक तनाव की स्थितियों में 2100 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर काम करने वाले भागों का निर्माण संभव हो जाता है।

उत्सर्जन गुणों को बढ़ाने के लिए इलेक्ट्रॉनिक और गैस-डिस्चार्ज उपकरणों के कैथोड, जनरेटर लैंप के हुक और स्प्रिंग्स थोरियम ऑक्साइड के एक योजक के साथ टंगस्टन से बने होते हैं (उदाहरण के लिए, ग्रेड VT-7, VT-10, VT-15, के साथ) थोरियम ऑक्साइड की सामग्री, क्रमशः 7, 10 और 15%)।

उच्च तापमान वाले थर्मोकपल टंगस्टन-रेनियम मिश्र धातुओं से बने होते हैं। एडिटिव्स के बिना टंगस्टन, जिसमें अशुद्धियों की एक बढ़ी हुई सामग्री की अनुमति है, का उपयोग इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरणों (कांच की झाड़ियों, ट्रैवर्स) के ठंडे भागों के निर्माण में किया जाता है। निकल और बेरियम के साथ टंगस्टन के एक मिश्र धातु से फ्लैश लैंप के इलेक्ट्रोड और गैस-डिस्चार्ज लैंप के ठंडे कैथोड बनाने की सिफारिश की जाती है।

1700 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर संचालन के लिए, बीबी -2 मिश्र धातुओं (टंगस्टन-मोनिओबियम) का उपयोग किया जाना चाहिए। यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि अल्पकालिक परीक्षणों में, 0.5 से 2% तक नाइओबियम सामग्री वाले मिश्र धातुओं में 1650 डिग्री सेल्सियस पर 2-2.5 गुना अधिक तन्यता ताकत होती है। 15% मोलिब्डेनम के साथ सबसे टिकाऊ मिश्र धातु टंगस्टन है। W-Re-Th O 2 मिश्र धातुओं में W-Re मिश्र धातुओं की तुलना में अच्छी मशीनेबिलिटी होती है; थोरियम डाइऑक्साइड के जुड़ने से टर्निंग, मिलिंग, ड्रिलिंग जैसी प्रोसेसिंग संभव हो जाती है।

टंगस्टन को रेनियम के साथ मिलाने से इसकी प्लास्टिसिटी बढ़ जाती है, जबकि बढ़ते तापमान के साथ ताकत के गुण लगभग समान हो जाते हैं। टंगस्टन मिश्र धातुओं में महीन ऑक्साइड मिलाने से उनकी लचीलापन बढ़ जाती है। इसके अलावा, ये एडिटिव्स मशीनेबिलिटी में काफी सुधार करते हैं।

रेनियम के साथ टंगस्टन के मिश्र (W - 3% Re; W - 5% Re; W - 25% Re) का उपयोग स्टील उत्पादन और अन्य प्रकार की प्रौद्योगिकी में 2480 ° C तक के तापमान को मापने और नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। एक्स-रे ट्यूबों में एंटी-कैथोड के निर्माण में टंगस्टन-रेनियम मिश्र धातुओं का उपयोग बढ़ रहा है। इस मिश्र धातु के साथ लेपित मोलिब्डेनम एंटी-कैथोड उच्च तनाव के तहत काम करते हैं और लंबे समय तक सेवा जीवन रखते हैं।

हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता में परिवर्तन के लिए टंगस्टन इलेक्ट्रोड की उच्च संवेदनशीलता उन्हें पोटेंशियोमेट्रिक अनुमापन के लिए उपयोग करने की अनुमति देती है। ऐसे इलेक्ट्रोड का उपयोग पानी और विभिन्न समाधानों को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। वे डिजाइन में सरल हैं और कम विद्युत प्रतिरोध है, जो उन्हें विद्युत रासायनिक प्रक्रियाओं में निकट-इलेक्ट्रोड परत के एसिड प्रतिरोध के अध्ययन में माइक्रोइलेक्ट्रोड के रूप में उपयोग करने का वादा करता है।

टंगस्टन के नुकसान इसकी कम लचीलापन (?<1%), большая плотность, высокое поперечное сечение захвата тепловых нейтронов, плохая свариваемость, низкая ока-линостойкость и плохая обрабатываемость резанием. Однако легирование его различными элементами позволяет улучшить эти характеристики.

विद्युत उद्योग और इंजन नोजल लाइनर के लिए कई हिस्से तांबे या चांदी के साथ टंगस्टन से बने होते हैं। संसेचन धातु (तांबे या चांदी) के साथ दुर्दम्य ठोस चरण (टंगस्टन) की परस्पर क्रिया ऐसी है कि धातुओं की पारस्परिक घुलनशीलता व्यावहारिक रूप से अनुपस्थित है। टंगस्टन की उच्च सतह ऊर्जा के कारण तरल तांबे और चांदी के साथ टंगस्टन के संपर्क कोण छोटे होते हैं, और यह तथ्य चांदी या तांबे के प्रवेश में सुधार करता है। चांदी या तांबे के साथ गर्भवती टंगस्टन का उत्पादन शुरू में दो तरीकों से किया गया था: पिघली हुई धातु में टंगस्टन बिलेट को पूरी तरह से डुबो कर या निलंबित टंगस्टन बिलेट को आंशिक रूप से डुबो कर। तरल हाइड्रोस्टेटिक दबाव या वैक्यूम सक्शन का उपयोग करके संसेचन के तरीके भी हैं।

टंगस्टन से चांदी या तांबे के साथ लगाए गए विद्युत संपर्कों का निर्माण निम्नानुसार किया जाता है। सबसे पहले, टंगस्टन पाउडर को कुछ तकनीकी परिस्थितियों में दबाया और पाप किया जाता है। फिर परिणामस्वरूप वर्कपीस को लगाया जाता है। वर्कपीस के प्राप्त सरंध्रता के आधार पर, संसेचन एजेंट का अनुपात बदल जाता है। इस प्रकार, टंगस्टन में तांबे की सामग्री 30 से 13% तक भिन्न हो सकती है जब विशिष्ट दबाव दबाव 2 से 20 tf / cm 2 में बदल जाता है। संसेचन सामग्री प्राप्त करने की तकनीक काफी सरल, किफायती है, और ऐसे संपर्कों की गुणवत्ता अधिक है, क्योंकि घटकों में से एक सामग्री को उच्च कठोरता, क्षरण प्रतिरोध, एक उच्च गलनांक देता है, और दूसरा इसकी विद्युत चालकता को बढ़ाता है।

ठोस ईंधन इंजन के लिए नोजल इंसर्ट के निर्माण के लिए तांबे या चांदी के साथ संसेचित टंगस्टन का उपयोग करने पर अच्छे परिणाम प्राप्त होते हैं। तापीय चालकता और विद्युत चालकता, तापीय विस्तार के गुणांक के रूप में संसेचित टंगस्टन के ऐसे गुणों में वृद्धि से इंजन के स्थायित्व में काफी वृद्धि होती है। इसके अलावा, इंजन के संचालन के दौरान टंगस्टन से संसेचन धातु के वाष्पीकरण का सकारात्मक प्रभाव पड़ता है, गर्मी के प्रवाह को कम करता है और दहन उत्पादों के क्षरण प्रभाव को कम करता है।

टंगस्टन पाउडर का उपयोग इलेक्ट्रोस्टैटिक आयन इंजन के कुछ हिस्सों के लिए झरझरा सामग्री के निर्माण में किया जाता है। इन उद्देश्यों के लिए टंगस्टन का उपयोग इसकी बुनियादी विशेषताओं में सुधार करना संभव बनाता है।

टंगस्टन से बने नोजल के थर्मल क्षरण गुण, बिखरे हुए ऑक्साइड ZrO2, MgO2, V2O3, HfO 2 के साथ प्रबलित, sintered टंगस्टन से बने नोजल की तुलना में वृद्धि। उपयुक्त तैयारी के बाद, उच्च तापमान के क्षरण को कम करने के लिए टंगस्टन सतह पर गैल्वेनिक कोटिंग्स लागू की जाती हैं, उदाहरण के लिए, निकल चढ़ाना, जो एक इलेक्ट्रोलाइट में किया जाता है जिसमें 300 ग्राम / लीटर सोडियम सल्फेट, 37.5 ग्राम / लीटर बोरिक एसिड होता है। 0.5-11 ए / डीएम 2 का घनत्व, तापमान 65 डिग्री सेल्सियस और पीएच = 4।

टंगस्टन दिमित्री इवानोविच मेंडेलीव की आवर्त सारणी में परमाणु संख्या 74 के साथ समूह 4 रासायनिक तत्व है, जिसे डब्ल्यू (वोल्फ्रामियम) कहा जाता है। धातु की खोज 1783 में दो स्पेनिश रासायनिक वैज्ञानिकों, भाइयों डी'एलुयार्ड ने की थी। पहले से ज्ञात खनिज वुल्फ्रामाइट से एक तत्व को "वोल्फ्रामियम" नाम दिया गया था, जिसे 16 वीं शताब्दी के रूप में जाना जाता था, इसे तब "भेड़िया फोम" या लैटिन में "स्पुमा लुपी" कहा जाता था, जर्मन में यह वाक्यांश ऐसा लगता है "वुल्फ रहम" (टंगस्टन)। यह नाम इस तथ्य से जुड़ा था कि टिन अयस्क के साथ टंगस्टन, टिन के गलाने में महत्वपूर्ण रूप से हस्तक्षेप करता था, क्योंकि उसने टिन को स्लैग के झाग में स्थानांतरित कर दिया (लोग इस प्रक्रिया के बारे में कहने लगे: "टिन भेड़ की तरह भस्म हो जाती है!")। वर्तमान में संयुक्त राज्य अमेरिका, फ्रांस, ग्रेट ब्रिटेन और कुछ अन्य देशों में "टंगस्टन" नाम का उपयोग टंगस्टन (स्वीडिश टंग स्टेन से, जो "भारी पत्थर" के रूप में अनुवादित होता है) के लिए किया जाता है।

टंगस्टन एक धूसर, कठोर संक्रमण धातु है। टंगस्टन का मुख्य अनुप्रयोग धातु विज्ञान में आग रोक सामग्री में आधार की भूमिका है। टंगस्टन अत्यंत दुर्दम्य है; सामान्य परिस्थितियों में, धातु रासायनिक रूप से प्रतिरोधी होती है।

टंगस्टन अन्य सभी धातुओं से असामान्य कठोरता, भारीपन और अपवर्तकता में भिन्न होता है। प्राचीन काल से, लोगों ने "सीसा के रूप में भारी" या "सीसा से भारी", "लीड पलकें", आदि अभिव्यक्ति का उपयोग किया है। लेकिन इन रूपक में "टंगस्टन" शब्द का प्रयोग करना अधिक सही होगा। इस धातु का घनत्व सीसे से लगभग दोगुना है, सटीक होने के लिए, 1.7 गुना। इन सबके साथ, टंगस्टन का परमाणु द्रव्यमान कम होता है और लेड के लिए इसका मान 184 बनाम 207 होता है।

टंगस्टन एक हल्के भूरे रंग की धातु है जिसका गलनांक और क्वथनांक उच्चतम होता है। टंगस्टन की प्लास्टिसिटी और अपवर्तकता के कारण, इसे प्रकाश उपकरणों के फिलामेंट के रूप में, चित्र ट्यूबों में, साथ ही साथ अन्य वैक्यूम ट्यूबों में उपयोग करना संभव है।

बीस टंगस्टन खनिज ज्ञात हैं। सबसे आम: वुल्फ्रामाइट के स्कीलाइट समूह के खनिज, जो औद्योगिक महत्व के हैं। कम आम है वोल्फ्रामाइट सल्फाइड, यानी। टंगस्टन (WS2) और ऑक्साइड जैसे यौगिक - फेरो- और कप्रोटुंगस्टाइट, टंगस्टन, हाइड्रोटंगस्टाइट। उच्च टंगस्टन सामग्री वाले वाड, साइलोमेलन व्यापक हैं।

घटना की स्थितियों के आधार पर, उनके विकास में आकारिकी और टंगस्टन जमा के प्रकार, खुले, भूमिगत और संयुक्त तरीकों का उपयोग किया जाता है।

वर्तमान में सांद्रों से सीधे टंगस्टन बनाने की कोई विधि नहीं है। इस संबंध में, मध्यवर्ती यौगिकों को पहले सांद्र से पृथक किया जाता है, और फिर उनसे धात्विक टंगस्टन प्राप्त किया जाता है। टंगस्टन के पृथक्करण में शामिल हैं: सांद्रों का अपघटन, फिर धातु का यौगिकों में संक्रमण, जिससे इसे अन्य सहवर्ती तत्वों से अलग किया जाता है। टंगस्टिक एसिड का अलगाव, यानी। शुद्ध रासायनिक यौगिक टंगस्टन, धातु के रूप में टंगस्टन के बाद के उत्पादन के साथ जारी है।

टंगस्टन का उपयोग धातु, निर्माण और खनन उद्योगों के लिए मशीनरी और उपकरणों के निर्माण में, लैंप और लैंप के निर्माण में, परिवहन और इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में, रासायनिक उद्योग और अन्य क्षेत्रों में किया जाता है।

टंगस्टन स्टील से बना, उपकरण सबसे तीव्र धातु प्रक्रियाओं की भारी गति का सामना करने में सक्षम है। ऐसे उपकरण से काटने की गति आमतौर पर दसियों मीटर प्रति सेकंड में मापी जाती है।

टंगस्टन प्रकृति में खराब रूप से वितरित है। वजन के हिसाब से पृथ्वी की पपड़ी में धातु की मात्रा लगभग 1.3 · 10 -4% है। टंगस्टन युक्त मुख्य खनिज स्वाभाविक रूप से टंगस्टन होते हैं: स्कीलाइट, जिसे मूल रूप से टंगस्टन कहा जाता है, और वोल्फ्रामाइट।

जैविक गुण

टंगस्टन की जैविक भूमिका नगण्य है। टंगस्टन अपने गुणों में मोलिब्डेनम के समान है, लेकिन बाद वाले के विपरीत, टंगस्टन एक आवश्यक तत्व नहीं है। इस तथ्य के बावजूद, टंगस्टन जानवरों और पौधों में मोलिब्डेनम को बैक्टीरिया में बदलने में काफी सक्षम है, जबकि यह मो-निर्भर एंजाइमों की गतिविधि को रोकता है, उदाहरण के लिए, ज़ैंथिन ऑक्सीडेज। पशुओं में टंगस्टन लवण के संचय के कारण यूरिक एसिड का स्तर कम हो जाता है और हाइपोक्सैन्थिन और ज़ैंथिन का स्तर बढ़ जाता है। अन्य धातु की धूल की तरह टंगस्टन धूल श्वसन प्रणाली को परेशान कर रही है।

औसतन, लगभग 0.001-0.015 मिलीग्राम टंगस्टन प्रतिदिन भोजन के साथ मानव शरीर में प्रवेश करता है। मानव जठरांत्र संबंधी मार्ग में टंगस्टन लवण की तरह तत्व का आत्मसात 1-10% है, खराब घुलनशील टंगस्टिक एसिड के लिए - 20% तक। टंगस्टन मुख्य रूप से हड्डी के ऊतकों और गुर्दे में जमा होता है। हड्डियों में लगभग 0.00025 मिलीग्राम / किग्रा होता है, और मानव रक्त में लगभग 0.001 मिलीग्राम / लीटर टंगस्टन होता है। धातु आमतौर पर मूत्र में शरीर से प्राकृतिक रूप से उत्सर्जित होती है। लेकिन 75% रेडियोधर्मी टंगस्टन आइसोटोप 185W मल में उत्सर्जित होता है।

टंगस्टन के आहार स्रोतों के साथ-साथ इसकी दैनिक आवश्यकता का अभी तक अध्ययन नहीं किया गया है। मानव शरीर के लिए विषाक्त खुराक की अभी तक पहचान नहीं की गई है। चूहों में मृत्यु पदार्थ के 30 मिलीग्राम से थोड़ा अधिक होने से होती है। चिकित्सा में, यह माना जाता है कि टंगस्टन का मनुष्यों और जानवरों पर चयापचय, कार्सिनोजेनिक और टेराटोजेनिक प्रभाव नहीं होता है।

मानव शरीर के अंदर टंगस्टन की तात्विक स्थिति का संकेतक: मूत्र, संपूर्ण रक्त। रक्त में टंगस्टन के स्तर में कमी पर कोई डेटा नहीं है।

शरीर में टंगस्टन की बढ़ी हुई सामग्री सबसे अधिक बार दुर्दम्य और गर्मी प्रतिरोधी सामग्री, मिश्र धातु स्टील्स के उत्पादन में लगे धातुकर्म संयंत्रों के श्रमिकों के साथ-साथ टंगस्टन कार्बाइड के संपर्क में आने वाले लोगों में होती है।

नैदानिक ​​​​सिंड्रोम "भारी धातु रोग" या न्यूमोकोनियोसिस शरीर में टंगस्टन धूल के पुराने सेवन के परिणामस्वरूप हो सकता है। लक्षणों में खाँसी, साँस लेने में समस्या, एटोपिक अस्थमा का विकास और फेफड़ों में परिवर्तन शामिल हो सकते हैं। ऊपर वर्णित सिंड्रोम आमतौर पर लंबे समय तक आराम के बाद कम हो जाते हैं, और बस वैनेडियम के सीधे संपर्क की अनुपस्थिति में। सबसे गंभीर मामलों में, रोग के विलंबित निदान के साथ, कोर पल्मोनेल, वातस्फीति और फुफ्फुसीय फाइब्रोसिस की विकृति विकसित होती है।

"भारी धातुओं के रोग" और इसकी घटना के लिए आवश्यक शर्तें आमतौर पर कई प्रकार की धातुओं और लवणों (उदाहरण के लिए, कोबाल्ट, टंगस्टन, आदि) के संपर्क के परिणामस्वरूप दिखाई देती हैं। यह पाया गया कि मानव शरीर पर टंगस्टन और कोबाल्ट के संयुक्त प्रभाव से फुफ्फुसीय प्रणाली पर हानिकारक प्रभाव बढ़ जाता है। टंगस्टन और कोबाल्ट कार्बाइड के संयोजन से स्थानीय सूजन और संपर्क जिल्द की सूजन हो सकती है।

दवा के विकास के वर्तमान चरण में, त्वरित चयापचय या धातु यौगिकों के एक समूह के उन्मूलन के कोई प्रभावी तरीके नहीं हैं जो "भारी धातुओं की बीमारी" की उपस्थिति को भड़काने कर सकते हैं। यही कारण है कि निवारक उपायों को लगातार करना और भारी धातुओं के प्रति उच्च संवेदनशीलता वाले लोगों की समय पर पहचान करना और रोग के प्रारंभिक चरण में निदान करना बहुत महत्वपूर्ण है। ये सभी कारक पैथोलॉजी के उपचार में सफलता की संभावनाओं को निर्धारित करते हैं। लेकिन कुछ मामलों में, यदि आवश्यक हो, जटिल एजेंटों के साथ चिकित्सा और रोगसूचक उपचार का उपयोग किया जाता है।

उत्पादित सभी टंगस्टन के आधे से अधिक (या बल्कि 58%) का उपयोग टंगस्टन कार्बाइड के निर्माण में किया जाता है, और लगभग एक चौथाई (अधिक सटीक, 23%) का उपयोग विभिन्न स्टील्स और मिश्र धातुओं के उत्पादन में किया जाता है। टंगस्टन "रोल्ड उत्पादों" का निर्माण (इसमें गरमागरम लैंप के फिलामेंट्स, विद्युत संपर्क, आदि शामिल हैं) दुनिया में खपत होने वाले टंगस्टन का लगभग 8% हिस्सा है, और शेष 9% का उपयोग उत्प्रेरक और वर्णक प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

टंगस्टन तार, जिसे बिजली के लैंप में आवेदन मिला है, ने हाल ही में एक नई प्रोफ़ाइल हासिल की है: इसे भंगुर सामग्री के प्रसंस्करण में काटने के उपकरण के रूप में उपयोग करने का प्रस्ताव दिया गया है।

टंगस्टन की उच्च शक्ति और अच्छा लचीलापन इससे अद्वितीय वस्तुओं का निर्माण संभव बनाता है। उदाहरण के लिए, इस धातु से इतना पतला तार खींचा जा सकता है कि इस तार के 100 किमी का द्रव्यमान केवल 250 किग्रा होगा।

पिघला हुआ तरल टंगस्टन इस अवस्था में सूर्य की सतह के पास भी रह सकता है, क्योंकि धातु का क्वथनांक 5500 ° C से ऊपर होता है।

बहुत से लोग जानते हैं कि कांस्य तांबे, जस्ता और टिन से बना होता है। लेकिन, तथाकथित टंगस्टन कांस्य परिभाषा के अनुसार न केवल कांस्य है, क्योंकि ऊपर वर्णित धातुओं में से कोई भी शामिल नहीं है, यह मिश्र धातु बिल्कुल नहीं है, क्योंकि इसमें विशुद्ध रूप से धात्विक यौगिक अनुपस्थित होते हैं, और सोडियम और टंगस्टन ऑक्सीकृत होते हैं।

पीच डाई प्राप्त करना बहुत कठिन था, और प्रायः असंभव भी। यह न तो लाल है और न ही गुलाबी, बल्कि किसी प्रकार का मध्यवर्ती है, और यहां तक ​​​​कि हरे रंग की टिंट के साथ भी। उधार का कहना है कि इस पेंट को प्राप्त करने के लिए 8000 से अधिक प्रयासों का इस्तेमाल किया गया था। १७वीं शताब्दी में, शांक्सी प्रांत में एक विशेष कारखाने में तत्कालीन चीनी सम्राट के लिए केवल सबसे महंगी चीनी मिट्टी के बरतन वस्तुओं को आड़ू के रंग से सजाया गया था। लेकिन जब, कुछ समय बाद, एक दुर्लभ पेंट के रहस्य को प्रकट करना संभव हुआ, तो पता चला कि यह टंगस्टन ऑक्साइड के अलावा और कुछ नहीं पर आधारित था।

यह 1911 में हुआ था। एक छात्र बीजिंग से युन्नान प्रांत आया था, उसका नाम ली था। दिन-ब-दिन वह पहाड़ों में गायब हो गया, किसी तरह का पत्थर खोजने की कोशिश कर रहा था, जैसा कि उसने समझाया, यह एक पत्थर था। लेकिन वह सफल नहीं हुए। जिस घर में छात्र ली रहता था उसका मालिक जिओ-मी नाम की एक छोटी बेटी के साथ रहता था। बदकिस्मत छात्रा के लिए लड़की बहुत पछताती थी और शाम को रात के खाने के दौरान, उसने उसे सरल, सीधी-सादी कहानियाँ सुनाईं। एक कहानी में एक असामान्य चूल्हे के बारे में बताया गया था, जो किसी प्रकार के काले पत्थरों से बनाया गया था जो सीधे एक चट्टान से गिरे थे और उनके घर के पिछवाड़े में रखे गए थे। यह स्टोव काफी सफल निकला, और सबसे महत्वपूर्ण बात, यह टिकाऊ था, इसने कई वर्षों तक अपने मालिकों की सेवा की। युवा जिओ-मी ने छात्र को ऐसा ही एक पत्थर भी भेंट किया। यह एक भूरे रंग का पत्थर था, जो सीसे जैसा भारी था। बाद में पता चला कि यह पत्थर शुद्ध वोल्फ्रामाइट था...

1900 में, पेरिस में विश्व धातुकर्म प्रदर्शनी के उद्घाटन पर, पहली बार उच्च गति वाले स्टील (टंगस्टन के साथ स्टील का एक मिश्र धातु) के पूरी तरह से नए उदाहरण प्रदर्शित किए गए थे। इसके तुरंत बाद, सभी उच्च विकसित देशों के धातुकर्म उद्योग में टंगस्टन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाने लगा। लेकिन एक दिलचस्प तथ्य है: पहली बार टंगस्टन स्टील का आविष्कार रूस में 1865 में उरल्स में मोटोविलिख संयंत्र में किया गया था।

2010 की शुरुआत में, पर्म यूफोलॉजिस्ट के हाथों में एक दिलचस्प कलाकृति गिर गई। ऐसा माना जाता है कि यह एक अंतरिक्ष यान का मलबा है। टुकड़े के विश्लेषण से पता चला कि वस्तु में लगभग पूरी तरह से शुद्ध टंगस्टन होता है। संरचना का केवल 0.1% दुर्लभ अशुद्धियों के लिए जिम्मेदार है। वैज्ञानिकों के अनुसार रॉकेट नोजल शुद्ध टंगस्टन से बनाए जाते हैं। लेकिन, अभी तक एक तथ्य की व्याख्या करना संभव नहीं है। हवा में, टंगस्टन जल्दी से ऑक्सीकरण करता है और जंग खा जाता है। लेकिन किसी कारण से यह टुकड़ा खराब नहीं होता है।

इतिहास

"टंगस्टन" शब्द स्वयं जर्मन मूल का है। पहले, टंगस्टन को धातु ही नहीं कहा जाता था, बल्कि इसका मुख्य खनिज, अर्थात्। वोल्फ्रामाइट को। कुछ लोगों का कहना है कि उस समय इस शब्द का प्रयोग लगभग अपशब्द के रूप में किया जाता था। १६वीं सदी की शुरुआत से १७वीं सदी के उत्तरार्ध तक, टंगस्टन को एक टिन खनिज माना जाता था। हालांकि यह वास्तव में अक्सर टिन अयस्क के साथ होता है। लेकिन अयस्कों से, जिसमें वुल्फ्रामाइट शामिल था, टिन बहुत कम पिघलाया गया था। मानो किसी ने या किसी चीज ने उपयोगी टिन को "खा" लिया हो। यहीं से नए तत्व का नाम आता है। जर्मन में, वुल्फ (भेड़िया) का अर्थ है एक भेड़िया, और प्राचीन जर्मन से अनुवाद में राम (राम) का अर्थ है एक राम। वे। अभिव्यक्ति "एक भेड़ के बच्चे की तरह टिन खाती है" धातु का नाम बन गया।

संयुक्त राज्य अमेरिका की प्रसिद्ध रासायनिक सार पत्रिका या मेलोर (इंग्लैंड) और पास्कल (फ्रांस) के सभी रासायनिक तत्वों पर संदर्भ प्रकाशनों में टंगस्टन जैसे तत्व का उल्लेख भी नहीं है। इनका रासायनिक तत्व संख्या 74 टंगस्टन कहलाता है। प्रतीक डब्ल्यू, जो टंगस्टन को दर्शाता है, ने पिछले कुछ वर्षों में केवल व्यापक स्वीकृति प्राप्त की है। फ्रांस और इटली में, हाल ही में, तत्व को तु, यानी अक्षरों द्वारा नामित किया गया था। टंगस्टन शब्द के पहले अक्षर।

इस भ्रम की नींव तत्व की खोज के इतिहास में है। १७८३ में, स्पेनिश रसायनज्ञ एलुआर्ड भाइयों ने बताया कि वे एक नए रासायनिक तत्व की खोज करने में सफल रहे हैं। सैक्सन खनिज "टंगस्टन" के नाइट्रिक एसिड के साथ अपघटन की प्रक्रिया में, वे "अम्लीय पृथ्वी" प्राप्त करने में कामयाब रहे, अर्थात्। अज्ञात धातु के ऑक्साइड का पीला अवक्षेप, अवक्षेप अमोनिया में घुलनशील निकला। प्रारंभिक सामग्री में, यह ऑक्साइड मैंगनीज और लोहे के ऑक्साइड के साथ मिलकर था। एलुअर्ड भाइयों ने इस तत्व को टंगस्टन कहा, और जिस खनिज से धातु का खनन किया गया था, वह वुल्फ्रामाइट था।

लेकिन एलुअर्ड भाइयों को 100% टंगस्टन का खोजकर्ता नहीं कहा जा सकता। बेशक, वे प्रिंट में अपनी खोज की रिपोर्ट करने वाले पहले व्यक्ति थे, लेकिन ... 1781 में, भाइयों की खोज से दो साल पहले, प्रसिद्ध स्वीडिश रसायनज्ञ कार्ल विल्हेम शीले ने नाइट्रिक के साथ एक और खनिज का इलाज करते समय बिल्कुल वही "पीली पृथ्वी" पाई। अम्ल वैज्ञानिक ने इसे बस "टंगस्टन" नाम दिया (स्वीडिश टंग से अनुवादित - भारी, स्टेन - पत्थर, यानी "भारी पत्थर")। कार्ल विल्हेम शीले ने पाया कि "पीली पृथ्वी" अपने रंग के साथ-साथ अन्य गुणों में समान मोलिब्डेनम से भिन्न है। वैज्ञानिक ने यह भी सीखा कि खनिज में ही यह कैल्शियम ऑक्साइड से बांधता है। शीले के सम्मान में, खनिज "टंगस्टन" का नाम बदलकर "शीलाइट" कर दिया गया। यह दिलचस्प है कि एलुअर्ड भाइयों में से एक शीले का छात्र था, 1781 में उसने शिक्षक की प्रयोगशाला में काम किया। न तो शीले और न ही एलुअर्ड भाइयों ने इस खोज को साझा करना शुरू किया। शीले ने बस इस खोज का दावा नहीं किया, और एलुअर्ड भाइयों ने अपनी प्रधानता की प्राथमिकता पर जोर नहीं दिया।

कई लोगों ने तथाकथित "टंगस्टन कांस्य" के बारे में सुना है। ये बाहरी रूप से बहुत सुंदर धातु हैं। ब्लू टंगस्टन कांस्य में निम्नलिखित संरचना Na2O · WO2 ·, और गोल्डन - 4WO3Na2O · WO2 · WO3; बैंगनी और बैंगनी-लाल एक मध्यवर्ती स्थिति पर कब्जा कर लेते हैं, उनमें WO3 से WO2 का अनुपात चार से कम और एक से अधिक होता है। जैसा कि सूत्र बताते हैं, इन पदार्थों में न तो टिन, न तांबा, न ही जस्ता होता है। ये कांस्य नहीं हैं, और मिश्र धातु बिल्कुल नहीं हैं। उनके पास धात्विक यौगिक भी नहीं होते हैं, और सोडियम और टंगस्टन यहाँ ऑक्सीकृत होते हैं। इस तरह के "कांस्य" न केवल बाहरी रूप से, बल्कि उनके गुणों से भी वास्तविक कांस्य से मिलते जुलते हैं: कठोरता, रासायनिक अभिकर्मकों का प्रतिरोध, उच्च विद्युत चालकता।

प्राचीन काल में, आड़ू का फूल सबसे दुर्लभ में से एक था, कहा जाता है कि इसे प्राप्त करने के लिए 8000 प्रयोग किए गए थे। 17वीं शताब्दी में चीनी सम्राट की सबसे महंगी चीनी मिट्टी के बरतन को आड़ू के रंग में रंगा गया था। लेकिन इस पेंट के रहस्य का खुलासा होने के बाद अचानक पता चला कि इसका आधार टंगस्टन ऑक्साइड है।

प्रकृति में होना

टंगस्टन खराब प्रकृति में वितरित किया जाता है, पृथ्वी की पपड़ी में धातु की मात्रा 1.3 · 10 -4% वजन से होती है। टंगस्टन मुख्य रूप से जटिल ऑक्सीकृत यौगिकों में पाया जाता है, जो टंगस्टन ट्रायऑक्साइड WO3, साथ ही लोहे और कैल्शियम या मैंगनीज के ऑक्साइड, कभी-कभी तांबा, सीसा, थोरियम और विभिन्न दुर्लभ पृथ्वी तत्वों द्वारा बनते हैं। सबसे आम खनिज, वोल्फ्रामाइट, टंगस्टेट्स का एक ठोस समाधान है, अर्थात। टंगस्टिक एसिड, मैंगनीज और आयरन के लवण (nMnWO 4 mFeWO 4)। समाधान की संरचना में विभिन्न यौगिकों की प्रबलता के आधार पर, समाधान काले या भूरे रंग के कठोर और भारी क्रिस्टल के रूप में होता है। यदि अधिक मैंगनीज यौगिक (हबनेराइट) हैं, तो क्रिस्टल काले होंगे, यदि लोहे के यौगिक (फेरबेराइट) प्रबल होते हैं, तो घोल भूरा होगा। वोल्फ्रामाइट अत्यधिक प्रवाहकीय और अनुचुंबकीय है

अन्य टंगस्टन खनिजों के लिए, स्कीलाइट औद्योगिक महत्व का है, अर्थात। कैल्शियम टंगस्टेट (सूत्र CaWO 4)। खनिज हल्के पीले और कभी-कभी लगभग सफेद रंगों के चमकदार क्रिस्टल बनाता है। स्कीलाइट पूरी तरह से गैर-चुंबकीय है, लेकिन इसकी एक और विशेषता है - ल्यूमिनेसिसेंस की क्षमता। अंधेरे में पराबैंगनी प्रकाश के बाद, यह चमकीले नीले रंग के साथ प्रतिदीप्त होगा। मोलिब्डेनम की अशुद्धता की उपस्थिति चमक के रंग को बदल देती है, यह हल्के नीले रंग में बदल जाती है, कभी-कभी क्रीम में। इस संपत्ति के लिए धन्यवाद, खनिज के भूवैज्ञानिक जमा का आसानी से पता लगाना संभव है।

आमतौर पर टंगस्टन अयस्क के भंडार ग्रेनाइट के वितरण के क्षेत्र से जुड़े होते हैं। स्कीलाइट या वोल्फ्रामाइट के बड़े क्रिस्टल बहुत दुर्लभ हैं। आमतौर पर खनिज केवल ग्रेनाइट चट्टानों में अंतर्निहित होते हैं। ग्रेनाइट से टंगस्टन निकालना काफी कठिन है, क्योंकि इसकी सांद्रता आमतौर पर 2% से अधिक नहीं होती है। कुल मिलाकर, 20 से अधिक टंगस्टन खनिज ज्ञात नहीं हैं। उनमें से, स्टोलज़ाइट और रासोइट को प्रतिष्ठित किया जा सकता है, जो लीड टंगस्टेट PbWO 4 के दो अलग-अलग क्रिस्टलीय संशोधन हैं। शेष खनिज अपघटन उत्पाद या सामान्य खनिजों के द्वितीयक रूप हैं, उदाहरण के लिए, स्कीलाइट और वोल्फ्रामाइट (हाइड्रोटंगस्टाइट, जो एक हाइड्रेटेड टंगस्टन ऑक्साइड है, जो वुल्फ्रामाइट से बनता है; टंगस्टन गेरू), रसेलाइट, एक खनिज जिसमें टंगस्टन और बिस्मथ ऑक्साइड होते हैं। टंगस्टन का एकमात्र गैर-ऑक्साइड खनिज टंगस्टन (WS 2) है, इसका मुख्य भंडार संयुक्त राज्य अमेरिका में स्थित है। आमतौर पर, टंगस्टन सामग्री 0.3% से 1.0% WO 3 की सीमा में होती है।

सभी टंगस्टन जमा हाइड्रोथर्मल या मैग्मैटिक मूल के हैं। स्कीलाइट और वोल्फ्रामाइट अक्सर शिराओं के रूप में पाए जाते हैं, उन जगहों पर जहां मैग्मा पृथ्वी की पपड़ी में दरारों में घुस गया है। टंगस्टन जमा का मुख्य भाग युवा पर्वत श्रृंखलाओं - आल्प्स, हिमालय और प्रशांत क्षेत्र के क्षेत्रों में केंद्रित है। वोल्फ्रामाइट और स्कीलाइट के सबसे बड़े भंडार चीन, बर्मा, अमेरिका, रूस (यूराल, ट्रांसबाइकलिया और काकेशस), पुर्तगाल और बोलीविया में स्थित हैं। दुनिया में टंगस्टन अयस्क का वार्षिक उत्पादन लगभग 5.95 · 104 टन धातु है, जिसमें से 49.5 · 104 टन (या 83%) चीन में निकाला जाता है। रूस में, प्रति वर्ष लगभग 3400 टन खनन किया जाता है, कनाडा में - प्रति वर्ष 3000 टन।

चीन टंगस्टन कच्चे माल के विकास में एक वैश्विक नेता की भूमिका निभाता है (जियानशी जमा चीनी उत्पादन का 60 प्रतिशत, हुनान - 20 प्रतिशत, युन्नान - 8 प्रतिशत, गुआंडोंग - 6 प्रतिशत, भीतरी मंगोलिया और गुआनज़ी - 2% प्रत्येक) , अन्य हैं)। रूस में, टंगस्टन अयस्क का सबसे बड़ा भंडार 2 क्षेत्रों में स्थित है: उत्तरी काकेशस (टायरन्युज़, काबर्डिनो-बलकारिया) और सुदूर पूर्व में। नालचिक में संयंत्र टंगस्टन अयस्क को अमोनियम पैराटुंगस्टेट और टंगस्टन ऑक्साइड में संसाधित करता है।

टंगस्टन का सबसे बड़ा उपभोक्ता पश्चिमी यूरोप (30%) है। यूएसए और चीन - 25% प्रत्येक, 12% -13% - जापान। सीआईएस में सालाना लगभग 3000 टन धातु की खपत होती है।

आवेदन

कुल मिलाकर, दुनिया प्रति वर्ष लगभग 30 हजार टन टंगस्टन का उत्पादन करती है। टंगस्टन स्टील और टंगस्टन और इसके कार्बाइड युक्त अन्य मिश्र धातुओं का उपयोग टैंक कवच, गोले और टॉरपीडो के लिए गोले, विमान के सबसे महत्वपूर्ण भागों और आंतरिक दहन इंजन के निर्माण में किया जाता है।

टंगस्टन निश्चित रूप से सर्वोत्तम प्रकार के टूल स्टील्स की संरचना में मौजूद है। धातुकर्म आम तौर पर उत्पादित सभी टंगस्टन का लगभग 95% अवशोषित करता है। धातु विज्ञान के लिए विशिष्ट क्या है, न केवल शुद्ध टंगस्टन का उपयोग किया जाता है, मुख्य रूप से टंगस्टन का उपयोग किया जाता है, जो सस्ता होता है - फेरो-टंगस्टन, यानी। एक मिश्र धातु जिसमें लगभग 80% टंगस्टन सामग्री और लगभग 20% लोहे की सामग्री होती है। इसका उत्पादन इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस में किया जाता है।

टंगस्टन मिश्र धातुओं में कई उल्लेखनीय गुण होते हैं। टंगस्टन, तांबा और निकल का एक मिश्र धातु, जैसा कि इसे "भारी" धातु भी कहा जाता है, रेडियोधर्मी पदार्थों के भंडारण के लिए कंटेनरों के निर्माण के लिए एक कच्चा माल है। ऐसे मिश्र धातु का सुरक्षात्मक प्रभाव सीसे की तुलना में 40% अधिक होता है। इस मिश्र धातु का उपयोग रेडियोथेरेपी में भी किया जाता है, क्योंकि अपेक्षाकृत छोटी स्क्रीन मोटाई के साथ पर्याप्त सुरक्षा प्रदान की जाती है।

टंगस्टन कार्बाइड और 16% कोबाल्ट का एक मिश्र धातु इतना कठोर है कि यह आंशिक रूप से हीरे को अच्छी तरह से ड्रिलिंग में बदल देता है। चांदी और तांबे के साथ टंगस्टन के छद्म मिश्र उच्च वोल्टेज स्थितियों में स्विच और स्विच के लिए एक उत्कृष्ट सामग्री हैं। ये उत्पाद पारंपरिक तांबे के संपर्कों की तुलना में 6 गुना अधिक समय तक चलते हैं।

शुद्ध टंगस्टन या मिश्र धातु युक्त टंगस्टन का उपयोग बड़े हिस्से में उनकी कठोरता, अपवर्तकता और रासायनिक प्रतिरोध पर आधारित होता है। शुद्ध टंगस्टन का व्यापक रूप से विद्युत तापदीप्त लैंप और कैथोड-रे ट्यूबों के लिए फिलामेंट्स के उत्पादन में उपयोग किया जाता है; इसका उपयोग धातुओं को वाष्पित करने के उद्देश्य से क्रूसिबल के उत्पादन में किया जाता है; इसका उपयोग ऑटोमोबाइल इग्निशन वितरकों के संपर्कों में किया जाता है; इसका उपयोग में किया जाता है एक्स-रे ट्यूबों के लिए लक्ष्य; इसका उपयोग विद्युत भट्टियों के लिए वाइंडिंग और हीटिंग तत्वों के साथ-साथ अंतरिक्ष यान और विमान के लिए एक संरचनात्मक सामग्री के रूप में किया जाता है जो उच्च तापमान पर संचालित होता है।

टंगस्टन हाई-स्पीड स्टील्स (टंगस्टन सामग्री 17.5 - 18.5%), स्टेलाइट्स (कोबाल्ट से सीआर, सी, डब्ल्यू के अतिरिक्त), हैस्टलॉय (नी पर आधारित स्टेनलेस स्टील्स), साथ ही साथ कई अन्य मिश्र धातुओं का एक हिस्सा है। टंगस्टन का उपयोग गर्मी प्रतिरोधी और उपकरण मिश्र धातुओं के उत्पादन में एक आधार के रूप में किया जाता है, अर्थात्, फेरो-टंगस्टन (W 68-86%, Mo और 7% तक लोहा) का उपयोग किया जाता है, जो आसानी से स्कीलाइट की प्रत्यक्ष कमी से प्राप्त होता है या वुल्फ्रामाइट ध्यान केंद्रित। टंगस्टन का उपयोग पोबेडिट के उत्पादन में किया जाता है। यह एक सुपरहार्ड मिश्र धातु है जिसमें 80-85% टंगस्टन, 7-14% कोबाल्ट, 5-6% कार्बन होता है। Pobedit धातु प्रक्रिया के साथ-साथ तेल और खनन उद्योगों में बस अपूरणीय है।

फ्लोरोसेंट उपकरणों में मैग्नीशियम और कैल्शियम टंगस्टेट का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। अन्य टंगस्टन लवण का उपयोग कमाना और रासायनिक उद्योगों में किया जाता है। टंगस्टन डाइसल्फ़ाइड एक सूखा उच्च तापमान वाला ग्रीस है, जो 500 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर स्थिर होता है। टंगस्टन कांस्य और अन्य टंगस्टन यौगिकों का उपयोग पेंट के निर्माण में किया जाता है। काफी कुछ टंगस्टन यौगिक उत्कृष्ट उत्प्रेरक हैं।

बिजली के लैंप के उत्पादन में, टंगस्टन अपरिहार्य है क्योंकि यह न केवल असामान्य रूप से दुर्दम्य है, बल्कि काफी प्लास्टिक भी है। 3.5 किमी तार के निर्माण के लिए कच्चे माल के रूप में 1 किलो टंगस्टन का उपयोग किया जाता है। वे। 23 हजार 60 वॉट के लैंप के फिलामेंट बनाने में 1 किलो टंगस्टन का इस्तेमाल किया जा सकता है। अकेले इस संपत्ति के लिए धन्यवाद, दुनिया भर में विद्युत उद्योग प्रति वर्ष लगभग सौ टन टंगस्टन की खपत करता है।

उत्पादन

टंगस्टन के उत्पादन में पहला चरण अयस्क का संवर्धन है, अर्थात। मुख्य अयस्क द्रव्यमान, अपशिष्ट चट्टान से मूल्यवान घटकों को अलग करना। अन्य भारी धातु अयस्कों के लिए समान लाभकारी विधियों का उपयोग किया जाता है: पीस और प्लवनशीलता, इसके बाद चुंबकीय पृथक्करण (टंगस्टन अयस्क) और ऑक्सीडेटिव रोस्टिंग। इस विधि द्वारा प्राप्त सांद्रण को आमतौर पर सोडा की अधिकता से जलाया जाता है, जिससे टंगस्टन घुलनशील अवस्था में आ जाता है, अर्थात। सोडियम वोल्फ्रामाइट में।

इस पदार्थ को प्राप्त करने का एक अन्य तरीका लीचिंग है। टंगस्टन को ऊंचे तापमान पर और दबाव में सोडा के घोल का उपयोग करके निकाला जाता है, इसके बाद कैल्शियम टंगस्टन का निष्प्रभावीकरण और वर्षा होती है, अर्थात। स्कीलाइट स्कीलाइट इसलिए प्राप्त किया जाता है क्योंकि इससे शुद्ध टंगस्टन ऑक्साइड निकालना काफी आसान होता है।

CaWO 4 → H 2 WO 4 या (NH 4) 2 WO 4 → WO 3

टंगस्टन ऑक्साइड भी क्लोराइड के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। टंगस्टन सांद्र को ऊंचे तापमान पर क्लोरीन गैस से उपचारित किया जाता है। इस मामले में, टंगस्टन क्लोराइड बनते हैं, जो उच्च बनाने की क्रिया द्वारा अन्य क्लोराइड से आसानी से अलग हो जाते हैं। परिणामी क्लोराइड का उपयोग ऑक्साइड प्राप्त करने या उससे तुरंत धातु निकालने के लिए किया जा सकता है।

अगले चरण में, ऑक्साइड और क्लोराइड धातु टंगस्टन में परिवर्तित हो जाते हैं। टंगस्टन ऑक्साइड को कम करने के लिए हाइड्रोजन का उपयोग करना सबसे अच्छा है। इस कमी के साथ, धातु सबसे शुद्ध है। ऑक्साइड की कमी एक विशेष ट्यूब भट्ठी में होती है, जहां WO 3 के साथ "नाव" कई तापमान क्षेत्रों से होकर गुजरती है। शुष्क हाइड्रोजन "नाव" की ओर बहती है। ऑक्साइड की कमी गर्म (450-600 डिग्री सेल्सियस) और ठंडे क्षेत्रों (750-1100 डिग्री सेल्सियस) में होती है। ठंडे क्षेत्रों में, WO 2 में कमी होती है, और फिर धातु में। जैसे-जैसे समय गर्म क्षेत्र से गुजरता है, टंगस्टन पाउडर के कण अपना आकार बदलते हैं।

रिकवरी न केवल हाइड्रोजन आपूर्ति के तहत हो सकती है। अक्सर कोयले का इस्तेमाल किया जाता है। ठोस कम करने वाले एजेंट के कारण, उत्पादन सरल होता है, लेकिन इस मामले में तापमान 1300 डिग्री सेल्सियस तक पहुंचना चाहिए। कोयला ही और उसमें जो अशुद्धियाँ होती हैं, वे टंगस्टन के साथ प्रतिक्रिया करके अन्य यौगिकों के कार्बाइड बनाती हैं। नतीजतन, धातु गंदी हो जाती है। लेकिन विद्युत उद्योग में केवल उच्च गुणवत्ता वाले टंगस्टन का उपयोग किया जाता है। सबसे पतला तार बनाने के लिए टंगस्टन द्वारा 0.1% लौह अशुद्धता भी बनाई जाती है, क्योंकि यह बहुत अधिक नाजुक हो जाता है।

क्लोराइड से टंगस्टन का पृथक्करण पायरोलिसिस पर आधारित है। टंगस्टन और क्लोरीन कुछ यौगिक बनाते हैं। क्लोरीन की अधिकता उन सभी को WCl6 में परिवर्तित करने की अनुमति देती है, जो बदले में 1600 ° C के तापमान पर क्लोरीन और टंगस्टन में विघटित हो जाती है। यदि हाइड्रोजन मौजूद है, तो प्रक्रिया 1000 डिग्री सेल्सियस से शुरू होती है।

इस प्रकार टंगस्टन को पाउडर के रूप में प्राप्त किया जाता है, जिसे बाद में हाइड्रोजन की एक धारा में उच्च तापमान पर दबाया जाता है। दबाने का पहला चरण (लगभग 1100-1300 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करना) एक भंगुर झरझरा पिंड पैदा करता है। फिर दबाव जारी रहता है, और तापमान लगभग टंगस्टन के गलनांक तक बढ़ने लगता है। ऐसे वातावरण में धातु ठोस होने लगती है और धीरे-धीरे अपने गुणों और गुणों को प्राप्त कर लेती है।

उद्योग में उत्पादित टंगस्टन का औसतन 30% पुनर्नवीनीकरण सामग्री से टंगस्टन होता है। टंगस्टन स्क्रैप, चूरा, छीलन और पाउडर को ऑक्सीकृत किया जाता है और अमोनियम पैराटुंगस्टेट में परिवर्तित किया जाता है। एक नियम के रूप में, स्टील काटने के स्क्रैप का निपटान उसी स्टील्स का उत्पादन करने वाले उद्यम में किया जाता है। इलेक्ट्रोड, गरमागरम लैंप और रासायनिक अभिकर्मकों से स्क्रैप लगभग कहीं भी पुनर्नवीनीकरण नहीं किया जाता है।

रूसी संघ में, टंगस्टन उत्पादों का उत्पादन यहां किया जाता है: स्कोपिंस्की हाइड्रोमेटेलर्जिकल प्लांट मेटलर्ग, व्लादिकाव्काज़ प्लांट पोबेडिट, नालचिक हाइड्रोमेटेलर्जिकल प्लांट, किरोवग्राद हार्ड अलॉयज प्लांट, इलेक्ट्रोस्टल, चेल्याबिंस्क इलेक्ट्रोमेटेलर्जिकल प्लांट।

भौतिक गुण

टंगस्टन एक हल्के भूरे रंग की धातु है। इसमें कार्बन को छोड़कर किसी भी ज्ञात तत्व का उच्चतम गलनांक होता है। इस सूचक का मान लगभग 3387 से 3422 डिग्री सेल्सियस के बीच होता है। उच्च तापमान तक पहुंचने पर टंगस्टन में उत्कृष्ट यांत्रिक गुण होते हैं, सभी धातुओं के बीच, टंगस्टन में विस्तार के गुणांक के रूप में ऐसे संकेतक का सबसे कम मूल्य होता है।

टंगस्टन सबसे भारी धातुओं में से एक है जिसका घनत्व 19,250 किग्रा / मी 3 है। धातु में एक घन शरीर-केंद्रित जाली है जिसका पैरामीटर a = ०.३१५८९ एनएम है। 0 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, टंगस्टन की विद्युत चालकता चांदी के लिए समान संकेतक के मूल्य का केवल 28% है (चांदी - किसी भी अन्य धातु की तुलना में बेहतर प्रवाहित होती है)। शुद्ध टंगस्टन को संसाधित करना बहुत आसान है, लेकिन अपने शुद्ध रूप में यह दुर्लभ है, अधिक बार इसमें कार्बन और ऑक्सीजन की अशुद्धियाँ होती हैं, जिसके कारण इसे अपनी प्रसिद्ध कठोरता मिलती है। 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर धातु का विद्युत प्रतिरोध 5.5 * 10 -4, 2700 डिग्री सेल्सियस - 90.4 * 10 -4 के तापमान पर होता है।

टंगस्टन अपनी विशेष अपवर्तकता, भारीपन और कठोरता में अन्य सभी धातुओं से भिन्न होता है। इस धातु का घनत्व समान सीसे से लगभग दोगुना या 1.7 गुना है। लेकिन तत्व का परमाणु द्रव्यमान, इसके विपरीत, कम है और 184 बनाम 207 है।

टंगस्टन के तन्यता और संपीड़ित मोडुली के मूल्य असामान्य रूप से उच्च होते हैं, थर्मल रेंगने के लिए एक बड़ा प्रतिरोध, धातु में उच्च विद्युत और तापीय चालकता होती है। टंगस्टन में काफी उच्च इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन गुणांक होता है, जिसे कुछ अन्य धातुओं के ऑक्साइड के साथ तत्व को फ्यूज करके काफी सुधार किया जा सकता है।

परिणामी टंगस्टन का रंग काफी हद तक इसके उत्पादन की विधि पर निर्भर करता है। फ्यूज्ड टंगस्टन एक चमकदार ग्रे धातु है जो दिखने में प्लैटिनम की तरह दिखती है। टंगस्टन पाउडर ग्रे, गहरा ग्रे और यहां तक ​​कि काला भी हो सकता है: पाउडर के दाने जितने छोटे होंगे, वह उतना ही गहरा होगा।

टंगस्टन अत्यधिक प्रतिरोधी है: कमरे के तापमान पर, यह हवा में नहीं बदलता है; लाल-गर्म तापमान पर पहुंचने पर, धातु धीरे-धीरे ऑक्सीकरण करना शुरू कर देती है, जिससे टंगस्टिक एसिड एनहाइड्राइड निकलता है। टंगस्टन सल्फ्यूरिक, हाइड्रोफ्लोरिक और हाइड्रोक्लोरिक एसिड में लगभग अघुलनशील है। एक्वा रेजिया और नाइट्रिक एसिड में, धातु सतह से ऑक्सीकृत होती है। हाइड्रोफ्लोरिक और नाइट्रिक एसिड के मिश्रण में होने के कारण, टंगस्टन घुल जाता है, जिससे टंगस्टिक एसिड बनता है। सभी टंगस्टन यौगिकों में से, सबसे व्यावहारिक लाभ हैं: टंगस्टन एनहाइड्राइड या टंगस्टन ट्रायऑक्साइड, सामान्य सूत्र ME2WOX के साथ पेरोक्साइड, टंगस्टन यौगिक, कार्बन, सल्फर और हैलोजन के साथ यौगिक।

टंगस्टन, जो प्रकृति में होता है, में 5 स्थिर समस्थानिक होते हैं जिनकी द्रव्यमान संख्या 186,184, 183, 182, 181 होती है। 184 की द्रव्यमान संख्या वाला सबसे आम समस्थानिक इसका हिस्सा 30.64% है। तत्व ७४ के कृत्रिम रेडियोधर्मी समस्थानिकों के पूरे सापेक्ष सेट में, केवल तीन व्यावहारिक महत्व के हैं: टंगस्टन-१८१ (इसका आधा जीवन १४५ दिन है), टंगस्टन-१८५ (इसका आधा जीवन ७४.५ दिन है), टंगस्टन-१८७ ( इसका आधा जीवन आधा जीवन 23.85 घंटे है)। ये सभी समस्थानिक परमाणु रिएक्टरों के अंदर एक प्राकृतिक मिश्रण से न्यूट्रॉन के साथ टंगस्टन समस्थानिकों की बमबारी की प्रक्रिया में बनते हैं।

टंगस्टन की संयोजकता में परिवर्तनशील चरित्र होता है - 2 से 6 तक, सबसे स्थिर हेक्सावलेंट टंगस्टन, एक रासायनिक तत्व के त्रिसंयोजक और द्विसंयोजक यौगिक अस्थिर होते हैं और उनका कोई व्यावहारिक मूल्य नहीं होता है। टंगस्टन परमाणु की त्रिज्या 0.141 एनएम है।

विनोग्रादोव के अनुसार पृथ्वी की पपड़ी के टंगस्टन का क्लार्क 0.00013 g / t है। चट्टानों की संरचना में इसकी औसत सामग्री, चना / टन: अल्ट्राबेसिक - 0.00001, मूल - 0.00007, मध्यम - 0.00012, अम्लीय - 0.00019।

रासायनिक गुण

टंगस्टन इससे प्रभावित नहीं होता है: एक्वा रेजिया, सल्फ्यूरिक, हाइड्रोक्लोरिक, हाइड्रोफ्लोरिक और नाइट्रिक एसिड, जलीय सोडियम हाइड्रॉक्साइड घोल, पारा, पारा वाष्प, अमोनिया (700 ° C तक), वायु और ऑक्सीजन (400 ° C तक), हाइड्रोजन, पानी, हाइड्रोजन क्लोराइड (600 डिग्री सेल्सियस तक), कार्बन मोनोऑक्साइड (800 डिग्री सेल्सियस तक), नाइट्रोजन।

थोड़ा गर्म करने के बाद, सूखा फ्लोरीन बारीक पिसे हुए टंगस्टन के साथ मिलना शुरू हो जाता है। नतीजतन, हेक्साफ्लोराइड (सूत्र WF 6) बनता है - यह एक बहुत ही दिलचस्प पदार्थ है जिसमें 2.5 ° C का गलनांक और 19.5 ° C का क्वथनांक होता है। क्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया के बाद, एक समान यौगिक बनता है, लेकिन प्रतिक्रिया केवल 600 ° C के तापमान पर संभव है। WC16, एक स्टील ब्लू क्रिस्टल, 275 ° C पर पिघलना शुरू होता है और 347 ° C तक पहुँचने पर उबलता है। टंगस्टन आयोडीन और ब्रोमीन के साथ कमजोर रूप से स्थिर यौगिक बनाता है: टेट्रा- और डायोडाइड, पेंटा- और डाइब्रोमाइड।

उच्च तापमान पर, टंगस्टन सेलेनियम, सल्फर, नाइट्रोजन, बोरॉन, टेल्यूरियम, सिलिकॉन और कार्बन के साथ मिल सकता है। इनमें से कुछ यौगिक आश्चर्यजनक रूप से कठोर हैं, साथ ही साथ अन्य उत्कृष्ट गुण भी हैं।

कार्बोनिल (सूत्र W (CO) 6) विशेष रुचि का है। यहाँ टंगस्टन कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ जोड़ती है, और इसलिए, शून्य संयोजकता है। टंगस्टन कार्बोनिल का उत्पादन विशेष परिस्थितियों में होता है, क्योंकि यह अत्यंत अस्थिर है। 0 डिग्री सेल्सियस पर, यह रंगहीन क्रिस्टल के रूप में एक विशेष समाधान से अलग हो जाता है, 50 डिग्री सेल्सियस तक पहुंचने के बाद, कार्बोनिल सब्लाइम्स, 100 डिग्री सेल्सियस पर यह पूरी तरह से विघटित हो जाता है। लेकिन यह इस यौगिक के लिए धन्यवाद है कि घने और कठोर टंगस्टन कोटिंग्स (शुद्ध टंगस्टन से) प्राप्त की जा सकती हैं। कई टंगस्टन यौगिक, जैसे टंगस्टन ही, बहुत सक्रिय हैं। उदाहरण के लिए, टंगस्टन ऑक्साइड टंगस्टन ऑक्साइड WO 3 में पोलीमराइज़ करने की क्षमता होती है। इस मामले में, तथाकथित हेटरोपॉली यौगिक (उनके अणुओं में 50 से अधिक परमाणु हो सकते हैं) और आइसोपॉली यौगिक बनते हैं।

टंगस्टन (VI) ऑक्साइड WO 3 एक क्रिस्टलीय पदार्थ है जिसका रंग हल्का पीला होता है, गर्म होने पर नारंगी हो जाता है। ऑक्साइड का गलनांक 1473 ° C और क्वथनांक 1800 ° C होता है। इसके अनुरूप टंगस्टिक एसिड स्थिर नहीं है, पानी के घोल में डाइहाइड्रेट अवक्षेपित हो जाता है, जबकि यह पानी के एक अणु को 70 से 100 ° C के तापमान पर और दूसरा अणु 180 से 350 ° C के तापमान पर खो देता है।

टंगस्टिक एसिड के आयनों में पॉलीकंपाउंड बनने का खतरा होता है। सांद्र अम्लों के साथ अभिक्रिया के परिणामस्वरूप मिश्रित एनहाइड्राइड बनते हैं:

१२डब्लूओ ३ + एच ३ पीओ ४ = एच ३।

टंगस्टन ऑक्साइड और धातु सोडियम की प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, गैर-स्टोइकोमेट्रिक सोडियम टंगस्टन प्राप्त होता है, जिसे "टंगस्टन कांस्य" कहा जाता है:

डब्ल्यूओ 3 + एक्सएनए = ना एक्स डब्ल्यूओ 3।

हाइड्रोजन के साथ टंगस्टन ऑक्साइड की कमी की प्रक्रिया में, पृथक्करण के दौरान, मिश्रित ऑक्सीकरण अवस्था वाले हाइड्रेटेड ऑक्साइड प्राप्त होते हैं, उन्हें "टंगस्टन ब्लू" कहा जाता है:

डब्ल्यूओ 3 - एन (ओएच) एन, एन = 0.5–0.1।

डब्ल्यूओ 3 + जेडएन + एचसीएल = ("नीला"), डब्ल्यू 2 ओ 5 (ओएच) (भूरा)

टंगस्टन (VI) ऑक्साइड टंगस्टन, साथ ही इसके यौगिकों की उत्पादन प्रक्रिया में एक मध्यवर्ती उत्पाद है। यह व्यक्तिगत सिरेमिक पिगमेंट और व्यावसायिक रूप से महत्वपूर्ण हाइड्रोजनीकरण उत्प्रेरक का एक घटक है।

WCl 6 - उच्च टंगस्टन क्लोराइड, क्लोरीन, फ्लोरीन, या कार्बन टेट्राक्लोराइड के साथ धातु टंगस्टन या टंगस्टन ऑक्साइड की बातचीत के परिणामस्वरूप बनता है। एल्यूमीनियम के साथ टंगस्टन क्लोराइड की कमी के बाद, कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ टंगस्टन कार्बोनिल बनता है:

WCl 6 + 2Al + 6CO = + 2AlCl 3 (हवा पर)