Volframin lyhyt historia

Volframilla on pitkä ja tarinallinen historia, joka ulottuu keskiajalle, jolloin tinakaivostyöntekijät Saksassa ilmoittivat löytäneensä ärsyttävän mineraalin, joka usein tuli tinamalmin mukana ja alensi tinan saantoa sulatuksen aikana. Kaivostyöläiset antoivat mineraalille lempinimen wolframi sen taipumuksesta "niellä" tinaa "kuin susi".
Ruotsalainen kemisti Carl Wilhelm Scheele tunnisti volframin alkuaineeksi vuonna 1781, ja hän havaitsi, että uusi happo, jota hän kutsui volframihapoksi, voidaan valmistaa mineraalista, joka tunnetaan nykyään nimellä scheeliit. Scheele ja Torbern Bergman, professori Uppsalassa, Ruotsissa, kehittivät idean käyttää tämän hapon hiilipelkistystä metallin saamiseksi.

Kaksi espanjalaista kemistiä, veljekset Juan Jose ja Fausto Elhuyar, erottivat tämän nykyisen volframin lopulta metallina vuonna 1783 näytteistä volframiitista, joka oli identtinen volframihapon kanssa ja joka antaa meille volframin kemiallisen symbolin (W) . Löytämisen jälkeisinä ensimmäisinä vuosikymmeninä tiedemiehet tutkivat erilaisia ​​mahdollisia sovelluksia elementille ja sen yhdisteille, mutta volframin korkea hinta teki siitä edelleen epäkäytännöllisen teolliseen käyttöön.
Vuonna 1847 Robert Oxland -nimiselle insinöörille myönnettiin patentti volframin valmistelemiseksi, muovaamiseksi ja pelkistämiseksi sen metalliseen muotoon, mikä teki teollisista sovelluksista kustannustehokkaampia ja siten toteuttamiskelpoisempia. Volframia sisältäviä teräksiä alettiin patentoida vuonna 1858, mikä johti ensimmäisiin itsekovettuviin teräksiin vuonna 1868. Uusia teräksiä, joissa oli jopa 20 % volframia, esiteltiin vuoden 1900 maailmannäyttelyssä Pariisissa, Ranskassa, ja ne auttoivat laajentamaan metallia työ- ja rakennusteollisuus; näitä terässeoksia käytetään edelleen laajalti konepajoissa ja rakentamisessa.

Vuonna 1904 patentoitiin ensimmäiset volframihehkulamput, jotka korvasivat vähemmän tehokkaat ja nopeammin palavat hiilihehkulamput. Hehkulampuissa käytetyt filamentit on valmistettu siitä lähtien volframista, mikä tekee siitä välttämättömän nykyaikaisen keinovalaistuksen kasvun ja yleisyyden.
Työkaluteollisuudessa tarve timanttimaisen kovuuden ja maksimaalisen kestävyyden omaavien vetomuotien johdosta sementoitujen volframikarbidien kehitystä 1920-luvulla. Toisen maailmansodan jälkeisen taloudellisen ja teollisuuden kasvun myötä työkalumateriaaleihin ja tölkkien imuosiin käytettyjen kovametallien markkinat kasvoivat myös. Nykyään volframi on yleisimmin käytetty tulenkestävistä metalleista, ja sitä uutetaan edelleen pääasiassa volframiitista ja toisesta mineraalista, scheeliitistä, käyttäen samaa Elhuyarin veljien kehittämää perusmenetelmää.

Volframia seostetaan usein teräksen kanssa kovien metallien muodostamiseksi, jotka ovat stabiileja korkeissa lämpötiloissa ja joita käytetään sellaisten tuotteiden valmistukseen, kuten nopeiden leikkaustyökalujen ja rakettimoottorien suuttimien sekä ferrovolframin laajamittaiseen käyttöön laivojen keulana. varsinkin jäänmurtajat. Metalliset volframi- ja volframiseoksiset myllytuotteet ovat kysyttyjä sovelluksissa, joissa vaaditaan tiheää materiaalia (19,3 g/cm3), kuten kineettisen energian lävistimet, vastapainot, vauhtipyörät ja säätimet Muita käyttökohteita ovat säteilysuojat ja röntgenkohteet. .
Volframi muodostaa myös yhdisteitä – esimerkiksi kalsiumin ja magnesiumin kanssa, jolloin syntyy fosforoivia ominaisuuksia, jotka ovat hyödyllisiä loistelampuissa. Volframikarbidi on äärimmäisen kova seos, jonka osuus volframin kulutuksesta on noin 65 % ja jota käytetään esimerkiksi poranterien kärjissä, nopeissa leikkaustyökaluissa ja kaivoskoneissa. Volframikarbidi on kuuluisa kulutuskestävyydestään; itse asiassa se voidaan leikata vain timanttityökaluilla. Volframikarbidilla on myös sähkön- ja lämmönjohtavuus ja korkea stabiilisuus. Sen hauraus on kuitenkin ongelma erittäin rasitetuissa rakennesovelluksissa, ja se johti metallisidoskomposiittien kehittämiseen, kuten koboltin lisäämiseen sementoidun karbidin muodostamiseksi.
Kaupallisesti volframi ja sen muotoillut tuotteet – kuten raskaat seokset, kuparivolframi ja elektrodit – valmistetaan puristamalla ja sintraamalla lähes verkon muotoon. Metallilanka- ja sauvamuokatuissa tuotteissa volframi puristetaan ja sintrataan, minkä jälkeen vetäminen ja toistuva vetäminen ja hehkutus aikaansaadaan tyypillinen pitkänomainen raerakenne, joka siirtyy valmiisiin tuotteisiin suurista tangoista erittäin ohuisiin lankoihin.


Postitusaika: 05.07.2019