Вольфрам має довгу й легендарну історію, починаючи з Середньовіччя, коли олов’яні шахтарі в Німеччині повідомляли про знахідку неприємного мінералу, який часто потрапляв разом із олов’яною рудою та зменшував вихід олова під час плавлення. Шахтарі прозвали мінерал вольфрам за його схильність «пожирати» олово «вовком».
Вольфрам вперше був ідентифікований як елемент у 1781 році шведським хіміком Карлом Вільгельмом Шеєле, який виявив, що нову кислоту, яку він назвав вольфрамовою кислотою, можна отримати з мінералу, відомого зараз як шеєліт. Шеєле та Торберн Бергман, професор з Упсали, Швеція, розвинули ідею використання вугілля для відновлення цієї кислоти для отримання металу.
Вольфрам, яким ми його знаємо сьогодні, був остаточно виділений як метал у 1783 році двома іспанськими хіміками, братами Хуаном Хосе та Фаусто Ельхуяром, у зразках мінералу під назвою вольфраміт, який був ідентичний вольфрамовій кислоті та дає нам хімічний символ вольфраму (W) . У перші десятиліття після відкриття вчені досліджували різні можливості застосування елемента та його сполук, але висока вартість вольфраму робила його непрактичним для промислового використання.
У 1847 році інженер на ім'я Роберт Оксленд отримав патент на отримання, формування та відновлення вольфраму до його металевого формату, що зробило промислове застосування більш економічно ефективним і, отже, більш здійсненним. Сталі, що містять вольфрам, почали патентувати в 1858 році, що призвело до появи перших самозагартувальних сталей у 1868 році. Нові види сталей із вмістом до 20% вольфраму були представлені на Всесвітній виставці 1900 року в Парижі, Франція, і допомогли розширити метал. робота та будівництво; ці сталеві сплави все ще широко використовуються в механічних цехах і будівництві сьогодні.
У 1904 році були запатентовані перші лампочки з вольфрамовою ниткою, які замінили лампи з вугільною ниткою, які були менш ефективними та швидше перегоряли. Нитки розжарювання, які використовуються в лампах розжарювання, з тих пір виготовляються з вольфраму, що робить його важливим для зростання та повсюдного поширення сучасного штучного освітлення.
У інструментальній промисловості потреба в волочильних штампах із алмазною твердістю та максимальною довговічністю спонукала до розробки цементованих карбідів вольфраму в 1920-х роках. З економічним і промисловим зростанням після Другої світової війни ринок цементованих карбідів, які використовуються для інструментальних матеріалів і деталей для монтажу, також виріс. Сьогодні вольфрам є найбільш широко використовуваним з тугоплавких металів, і його все ще добувають переважно з вольфраміту та іншого мінералу, шеєліту, використовуючи той самий основний метод, розроблений братами Ельхуяр.
Вольфрам часто сплавляють зі сталлю для утворення міцних металів, які є стабільними при високих температурах і використовуються для виготовлення таких виробів, як високошвидкісні ріжучі інструменти та сопла ракетних двигунів, а також для великого застосування феровольфраму як носів кораблів, особливо криголами. Металевий вольфрам і млинові продукти з вольфрамового сплаву користуються попитом для застосувань, у яких потрібен матеріал високої щільності (19,3 г/см3), як-от пенетратори кінетичної енергії, противаги, маховики та регулятори. Інші застосування включають радіаційні екрани та рентгенівські мішені. .
Вольфрам також утворює сполуки – наприклад, з кальцієм і магнієм, створюючи фосфоресцентні властивості, корисні для люмінесцентних лампочок. Карбід вольфраму є надзвичайно твердою сполукою, на яку припадає близько 65% споживання вольфраму та використовується в таких сферах застосування, як наконечники свердл, високошвидкісні ріжучі інструменти та гірниче обладнання. Карбід вольфраму славиться своєю зносостійкістю; Насправді його можна різати лише алмазним інструментом. Карбід вольфраму також демонструє електро- та теплопровідність і високу стабільність. Однак його крихкість є проблемою у конструкційних застосуваннях із сильним навантаженням і призвела до розробки композитів із металевими зв’язками, таких як додавання кобальту для формування цементованого карбіду.
Комерційно вольфрам та його фасонні вироби, такі як важкі сплави, мідний вольфрам та електроди, виготовляються шляхом пресування та спікання майже до чистої форми. Для кованих виробів з дроту та стрижнів вольфрам пресують і спікають з наступним обжиманням, повторним витягуванням і відпалом для отримання характерної витягнутої зернистої структури, яка зберігається в готових продуктах, починаючи від великих стрижнів і закінчуючи дуже тонкими дротами.
Час публікації: 05 липня 2019 р