1k
5 лет назад · 13 фото · 4764 просмотров · 16 комментариев
Вольфрам и его история (13 фото)
В прошлый раз мой пост о Цинке видимо не "зацепил" https://fishki.net/profile/417654/, вот и прикрыли вход через "в контакте". Обидно, что 181 пост остался без хозяина. Подробно через пару дней. А теперь к сути. Как нам рассказывали: миллионы лет назад, наши далёкие предки изготавливали себе инструменты, оружие - из дерева или камня, но вот спустя не одно тысячелетие научились таки добывать металлы, изготавливать более современное оружие, инструменты и...
И попёрло. С этого момента человечество стало развиваться немыслимыми темпами. И добралось таки до вольфрама. Все мы знаем(кто конечно изредка посещал уроки химии), что вольфрам закрепился в периодической системе(таблице) Д. Менделеева под номером 74, а как? Сейчас будем разбираться.
В 15-16 веках вольфрам считали одним из минералов олова. И долгое время никто не мог понять, почему из таких же руд добывается в 2 раза меньше олова. "Поскрипев" мозгами ученые пришли к выводу, что в процессе плавки олово "съедает" неизвестный элемент. Именно такое поведение элемента и привело к появлению названия имеющие волчьи повадки — вольфрамит.
Знаменитый шведский химик Карл Шееле, член Стокгольмской Академии наук, кстати, аптекарь по профессии имел собственную маленькую лабораторию где проводил много замечательных исследований. Он открыл кислород, хлор, барий, марганец. И вот в 1781 году, незадолго до своей смерти, Шееле обнаружил, что минерал тунгстен (впоследствии названный шеелитом) представляет собой соль неиз вестной в те времена кислоты.
Спустя два года испанские химики, братья д'Элуяр(Элюар), работавшие под руководством Шееле, сумели выделить из этого минерала новый элемент — вольфрам и в 1783 году братья заявили миру об открытии нового элемента. Они разложили минерал с помощью азотной кислоты. В итоге, "кислая земля" образовала осадок в виде окиси неизвестного металла. Он легко растворялся в аммиаке. При этом, та же окись входила и в состав минерала наряду с окислами марганца и железа. Проведя домашние "баталии" братья решили вернуть минералу имя вольфрамит, а элементу присвоили имя вольфрам.
Из-за ряда причин это имя тогда практически не прижилось. Основной из них считают ошибочное суждение о том, что вольфрам – это вольфрамит. По факту же вольфрамит является всего лишь минералом вольфрама. В то время в научной среде вольфрамит именовали тунгстен. Даже в медицинских справочниках и научных статьях американских, французских и английских учёных он фигурировал только под именем тунгстен(тяжеловесный камень) и имел буквенное обозначение Tu. Свое настоящее имя вольфрам получил только после того, как попал в таблицу Менделеева и которому судьба уготовила произвести переворот в промышленности.
Вот и добрались у сути. Что же ты такое Вольфрам?
Вольфрам —блестящий светло-серый металл(очень похож на платину), является одним из наиболее тяжёлых, твёрдых и самых тугоплавких металлов(температура плавления 3422 °C, кипит при 5555 °C). Более высокую температуру плавления имеет только неметаллический элемент — углерод, но он существует в жидком виде только при высоких давлениях(небольшое отклонение: графит плавится при температуре около 4800°, а чтобы атомные связи углерода, которые разрушаются под влиянием сверхвысокого жара, остались жидкостью, а не превратились в газ, требуется еще и сверхвысокое давление). Поэтому получение жидкого углерода возможно лишь в лаборатории со специальным оборудованием, и время существования его в этой фазе крайне мало.
Вольфрам —блестящий светло-серый металл(очень похож на платину), является одним из наиболее тяжёлых, твёрдых и самых тугоплавких металлов(температура плавления 3422 °C, кипит при 5555 °C). Более высокую температуру плавления имеет только неметаллический элемент — углерод, но он существует в жидком виде только при высоких давлениях(небольшое отклонение: графит плавится при температуре около 4800°, а чтобы атомные связи углерода, которые разрушаются под влиянием сверхвысокого жара, остались жидкостью, а не превратились в газ, требуется еще и сверхвысокое давление). Поэтому получение жидкого углерода возможно лишь в лаборатории со специальным оборудованием, и время существования его в этой фазе крайне мало.
Небольшое отступление... Есть ещё "тёмная лошадка" - Сиборгий. Предполагается, что Сиборгий ещё более тугоплавок, но пока об этом твёрдо не говорят. Потому что время существования Сиборгия очень мало. Сиборгий был получен искусственно, путём ядерного синтеза. Большое число частиц в ядре делает атом нестабильным и вызывает расщепление на более мелкие осколки сразу после получения.
Ну что ж, вернёмся к Вольфраму. При температуре около 1600 °C хорошо поддаётся ковке и может быть вытянут в тонкую нить. При стандартных условиях Вольфрам химически стоек, обладает высокой устойчивостью в вакууме.
Тугоплавкость вольфрама делают его незаменимым для нитей накаливания в осветительных приборах, вакуумных трубках. Благодаря высокой плотности является основой тяжёлых сплавов, которые используются для противовесов, бронебойных сердечников подкалиберных снарядов артиллерийских орудий, сердечников бронебойных пуль и сверхскоростных роторов гироскопов для стабилизации полёта баллистических ракет (до 180 тыс. об/мин).
Вольфрам используют в качестве электродов для аргонно-дуговой сварки.
Вольфрам используют в качестве электродов для аргонно-дуговой сварки.
Сплавы Вольфрама получают методом порошковой металлургии, они отличаются жаропрочностью, кислотостойкостью, твердостью и устойчивостью к истиранию. Из них изготовляют хирургические инструменты, танковую броню, оболочки торпед и снарядов, наиболее важные детали самолетов и двигателей, контейнеры для хранения радиоактивных веществ. Вольфрам — важный компонент лучших марок инструментальных сталей. Вольфрам применяется в высокотемпературных вакуумных печах в качестве нагревательных элементов.
Для механической обработки металлов и неметаллических материалов в машиностроении (точение, фрезерование, строгание, долбление), бурения скважин, в горнодобывающей промышленности широко используются твёрдые сплавы и композитные материалы на основе карбида вольфрама (например победит). Высоколегированная сталь, относящаяся к классу "быстрорежущая", с маркировкой, начинающейся на букву "Р", практически всегда содержит вольфрам.
Сульфид вольфрама WS2 применяется как высокотемпературная (до 500 °C) смазка.
Сульфид вольфрама WS2 применяется как высокотемпературная (до 500 °C) смазка.
Археи
Вольфрам не играет значительной биологической роли. У некоторых архебактерий и бактерий имеются ферменты, включающие вольфрам в своем активном центре.
Существуют облигатно-зависимые от вольфрама формы архебактерий-гипертермофилов, обитающие вокруг глубоководных гидротермальных источников. Присутствие вольфрама в составе ферментов может рассматриваться как физиологический реликт раннего архея — существуют предположения, что вольфрам играл роль в ранних этапах возникновения жизни.
Пыль вольфрама, как и большинство других видов металлической пыли, раздражает органы дыхания.
конченный ресурс и ублюдочные админы, не пиши сюда более, уважь себя.
химию в школе изучал, области применения вольфрама примерно знал, а вот историю его открытия поискать как-то в голову не приходило
спасибо, было интересно!
поставил лайк, может, поможет как-то новому аккаунту раскрутиться быстрее
Что же Вы, на самом интересном месте.
Где его добывают, как его добывают, как его выплавляют, как его используют.
Вольфрам во Второй Мировой - отдельный пост написать можно.
Честно говоря, подумал и это будет не интересно. Публика нынче сами знаете какая. Тем более после "обнуления" прошлого аккаунта... Думаю поймёте.
Напротив, весьма интересно. Всю профессиональную жизнь связан с вольфрамом (ВК8, Р6М5, TIG-сварка), а вот откуда он берется, как-то не задумывался.
Напиши в тех поддержку, может помогут.
Очень интересен процесс получения вольфрама, и - в чем и как его плавят ?
что за тигли такие , больше 3600 градусов ????
как тянут проволоку, если темпереатура волочения 1600, больше плавления стали ?
И еще...
расскажите нам в посте, как в древности получали медь, бронзу, железо
никто понятия не имеет, как это делать без доменной печи
Это бронза: https://fishki.net/3515407-segodnja-tema-uroka-bronza.htmlhttps://fishki.net/3515407-segodnja-tema-uroka-bronza.html Это олово: https://fishki.net/3520557-olovo-ili-iz-chego-sdelan-oskar.htmlhttps://fishki.net/3520557-olovo-ili-iz-chego-sdelan-oskar.html Это цинк: https://fishki.net/3542725-cink-i-jeto-ne-vsyo-o-nyom.htmlhttps://fishki.net/3542725-cink-i-jeto-ne-vsyo-o-nyom.html Это медь: https://fishki.net/1959747-med-interesnye-fakty.htmlhttps://fishki.net/1959747-med-interesnye-fakty.html
Вряд ли. Завтра во второй половине дня пост выложу о этих событиях.
Плавку вольфрама производят электро- дуговым методом в керамических тиглях. Существуют огнеупорные сорта керамики, выдерживающие температуру до 4000 градусов. Из-за высокой температуры плавления вольфрама используются методы порошковой металлургии: полученный порошок прессуют, спекают в атмосфере водорода при температуре 1200 1300 C, затем пропускают через него электрический ток. Металл нагревается до 3000 C, при этом происходит спекание в монолитный материал... Как то так.
Честно все прочитал.
Ни в одной из этих статей не описан способ получения этих металлов и сплава в древности.
Как выплавляли медь, из чего, что добавляли?
Нигде об этом не пишут
Вольфрам плавят в гарнисажных печах. Это космический хайтек, без шуток, поэтому без особой нужды им и не заморачиваются - используют проверенную порошковую технологию.
Для начала:
Медь и её сплавы научились выплавлять ещё до того, как появилась письменность. Всё, что мы об этом знаем - результаты археологических раскопок в паре десятков мест, отделённых друг от друга сотнями километров и сотнями лет. Остатки ранних мастерских были разрушены, перестроены и закрыты более поздними застройками. Поэтому большая часть наших представлений о начале металлургии - догадки современных археологов, большинство из которых крайне смутно представляют себе химию вообще и металлургию в частности.
По устоявшейся точке зрения, первоначально человек имел дело с самородной медью. Научившись её плавить, для начала - в горшечном горне, начал пытаться добывать её из поверхностной медной руды. Медная руда, в основном, состоит из смеси сульфидов меди и железа - халькопирита и пирита. Но в поверхностных слоях рудного тела сульфиды медленно окисляются кислородом воздуха и бактериями. При этом образуются растворимые сульфиты, сульфаты, карбонаты и гидрокарбонаты, которые вымываются водой и оседают на известняках в нижележащих слоях в виде малахита, азурита и бирюзы, а верхние слои рудного тела обогащаются окисью меди. Из обогащённых окисью слоёв руды медь выплавляется простым прокаливанием смеси с углём в обычных печах и горнах.
Прочую руду нужно предварительно обжечь в огне. При этом сера уходит с печными газами, а медь и железо переходят в окись. После этого руду можно плавить. Есть невнятные намёки, что обжиг освоили сразу после начала добычи меди, буквально в пределах одного-двух поколений мастеров.
Для отделения от полученного металла железа, медь нужно выплавлять с добавкой кварцевого песка. Первоначально это происходило естественным порядком, за счёт песка в горной породе. Видимо, добавлять песок "со стороны" научились очень быстро - уже возле самых древних следов медеплавильных печей находят кучи железо-кремнистого шлака. Добавлять известняк для связывания остатков серы тоже начали в самом начале металлургии.
И, видимо первые же опыты выплавки меди привели к получению первых сплавов класса бронз. В Средней Азии, Анатолии, Иране известны древние и ныне выработанные месторождения медных руд с естественным содержанием олова и мышьяка. При выплавке меди из них, при должном опыте, полученную оловянистую и мышьяковистую бронзы можно было напрямую пускать на изготовление бронзовых изделий.
Сложнее с латунью - её невозможно выплавить в одну стадию из смеси медной и цинковой руды. Термодинамика не пускает. Как ни старайся, получается Томпак. (Томпак и полутомпак содержат до 20% цинка, латунь - всё, что больше). Поэтому латунь научились выплавлять только в Римской Империи. И это одна из загадок истории: римляне цинка не знали. А томпаки древние греки знали с самого начала письменности, под названиями "аурихалк" - золотистая медь и "орихалк" - горная медь. Второе название сплав получил по месту изготовления, месторождению в горах Малой Азии, где добывали смесь медной и цинковой руды (ныне выработано и утеряно).
И чтобы закончить эти игры: разнообразие сплавов меди и способов их выплавки породило легенду о трансмутации металлов и "философском камне".
попробуйте другой комаьютер или браузер. у меня на разных компах эта история с вконтактом абсолютно разная, на одном не пускает вообще, на втором заходит только из хрома, на третьем из любого браезера. в чем прикол незнаю, виемени разбираться особо нет, но настройки браузеров везде одинаковые. комп, с которого зайти не могу, раньше подобных проблем не создавал