W, on Mendelejevin jaksollisen järjestelmän ryhmään VI kuuluva kemikaali. Järjestysluku 74, atomipaino 183,85. Se on tulenkestävä, raskasmetalli, jolla on vaaleanharmaa väri. Luonnollinen volframi koostuu viiden stabiilin isotoopin seoksesta, jonka massaluvut ovat 180, 182, 183, 184 ja 186.

volframin löysi ja eristi volframioksidina (WO3) vuonna 1781 ruotsalainen kemisti K. Scheele volframimineraalista, jota myöhemmin kutsuttiin scheeliitiksi. Vuonna 1783 espanjalaiset kemistit, veljekset D ’ Elhuyar, valmistivat WO3: a wolframiittimineraalista ja pelkistämällä WO3: a hiilellä, saivat ensimmäisinä varsinaisen metallin, jota he kutsuivat volframiksi. Varsinainen mineraali wolframiitti tunnettiin myös Agricolalla (1500-luvulla); hän kutsui sitä nimellä spuma lupi (wolfs cream), koska volframi, joka aina seuraa tinamalmeja, häiritsi tinan sulattamista muuttaen sen kuonojen vaahdoksi tai pohjasakaksi (”se syö tinaa niin kuin susi ahmii lampaat”). Yhdysvalloissa ja joissakin muissa maissa alkuainetta kutsuttiin myös nimellä volframi (ruotsiksi ”raskas kivi”). Pitkään volframia ei käytetty teollisesti. Vasta 1800-luvun jälkipuoliskolla tutkittiin volframin vaikutuksia teräksen ominaisuuksiin.

volframi jakautuu luonnossa harvakseltaan; sen pitoisuus maankuoressa on 1 x 10~4 painoprosenttia. Se ei esiinny vapaassa tilassa, vaan muodostaa omia mineraalejaan, lähinnä tung-valtioita, joista wolframiitti, (Fe,Mn)WO4, ja scheeliitti, CaWO4, ovat teollisesti merkittäviä.

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet. Volframi kiteytyy kehon keskitetty kuutiometriä hila järjestelmän ulottuvuus a = 3.1647 angstroms. Tiheys 19,3 g/cm3; sulamispiste 3410° + 20° C; kiehumispiste 5900° C. lämmönjohtavuus (cal/cm – sec – ° C), 0,31 20° C: ssa ja 0,26 1300° C: ssa; ominaissähkövastus (ohmia · cm x 10~6), 5,5 20° C: ssa ja 90,4 2700° C: ssa; elektronityöfunktio, 7,21 x 10~19 joulea (J), tai 4,55 elektronivolttia (e v); korkean lämpötilan säteilykerroin (wattia per sq cm), 18,0 1000° C: ssa, 64,0 2200° C: ssa, 153,0 2700° C: ssa ja 255.0 3030° C: ssa volframin mekaaniset ominaisuudet riippuvat sen aiemmasta käsittelystä. Sintrattujen valanteiden vetolujuus (kilogrammaa-voima per sq mm ) on 11 ja painekäsiteltyjen valanteiden 100-430; kimmomoduuli on 35 000-38 000 langalla ja 39 000-41 000 yksikiteisillä langoilla. Sintrattujen valanteiden Brinell-kovuus on 200-230 ja taottujen valanteiden 350-400 (1 kgf/mm2 ≈ 10 meganewtonia neliömetriä kohti ). Huoneenlämpötilassa volframin plastisuus on alhainen.

tavallisissa olosuhteissa volframi on kemiallisesti stabiili. 400°-500° C: ssa tiheä metalli hapettuu tuntuvasti ilmassa WO3: ksi. Yli 600° C: n höyry hapettaa sen voimakkaasti WO2: ksi. Halogeenit, rikki, hiili, pii ja boori reagoivat volframin kanssa korkeissa lämpötiloissa; fluori reagoi volframijauheen kanssa huoneenlämpötilassa. Vety ei reagoi volframin kanssa sulamispisteeseen asti ulottuvissa lämpötiloissa. Volframi muodostaa nitridin typen kanssa yli 1500° C. tavallisissa olosuhteissa volframi kestää suolahappo -, rikki -, typpi-ja fluorivetyhappoja sekä aqua regia; 100° C: n lämpötilassa se reagoi hieman niiden kanssa ja liukenee nopeasti fluorivety-ja typpihappojen seokseen. Kuumennettaessa volframi liukenee hieman emästen liuoksiin, ja se liukenee nopeasti Suliin emäksiin lisäämällä ilmaa tai hapettavia aineita; tungstaatteja muodostuu tämän prosessin aikana. Kom-kiloissaan volframin valenssi on 2-6; korkeamman valenssin yhdisteet ovat stabiileimpia.

volframi muodostaa neljä oksidia, joista korkein on trioksidi WO3 (volframitrioksidi) ja pienin dioksidi WO2, jossa on kaksi keskikohtaista oksidia, W10O29 ja W4O11. Volframitrioksidi on sitruunankeltainen jauhe, joka liukenee emästen liuoksiin muodostaen tungstaatteja. Kun pelkistys vedyllä se tuottaa alemman oksidit ja volframi peräkkäin. Tungstiinihappo (H2WO4), keltainen jauhe, joka on käytännöllisesti katsoen veteen ja happoihin liukenematon, vastaa volframitrioksidia. Tungstaattien liuokset muodostuvat reaktiossa emästen ja ammoniakin liuosten kanssa. 188° C: n lämpötilassa H2WO4 menettää vettä ja muodostaa WO3: a. Volframi muodostaa kloorin kanssa sarjan klorideja ja oksiklorideja. Tärkeimmät ovat WC16 (sulamispiste, 275° C; kiehumispiste 348° C) ja WO2Cl2 (sulamispiste 266° C; sublimoituu yli 300° C), joita tuotetaan kloorin vaikutuksesta volframitrioksidiin hiilen läsnä ollessa. Volframi muodostaa rikin kanssa kaksi sulfidia, WS2 ja WS3. Volframikarbidit WC (sulamispiste, 2900° C) ja W2C (sulamispiste, 2750° C) ovat kiinteitä tulenkestäviä yhdisteitä; niitä valmistetaan volframista ja hiilestä 1000°-1500°C: ssa.

valmistus ja käyttö. Volframin valmistuksen raaka-aineena käytetään wolframiitti-ja scheeliittikonsentraatteja (50-60 prosenttia WO3). Ferrotungsten (raudan seos, jossa on 65-80 prosenttia volframia), jota käytetään teräksen valmistuksessa, sulatetaan suoraan konsentraateista; volframitrioksidi sulatetaan, jotta saadaan volframia ja sen seoksia ja yhdisteitä. Teollisuudessa käytetään useita menetelmiä WO3: n saamiseksi. Scheeliittikonsentraatit hajotetaan soodaliuoksella 180-200°C: n lämpötilassa autoklaaveissa (teollisessa natriumvolvaattiliuoksessa) tai suolahapolla (teollisessa volframihapossa):

(1) CaWO4 (kiinteä) + Na2CO3 (nestemäinen) = Na2WO4 (nestemäinen) + CaCO3 (kiinteä)

(2) CaWO4 (kiinteä) +2hc1 (nestemäinen) = H2WO4 (kiinteä) + CaCl2 (nestemäinen)

Wolframiittikonsentraatit hajoavat joko sintraamalla soodalla 800-900°C: ssa, minkä jälkeen Na2WO4: n huuhtoutuminen vedellä tai kuumentamalla Kaustisella soodaliuoksella. Emäksisillä reagensseilla (sooda tai kaustinen sooda) tapahtuva hajoaminen tuottaa na2wo4-liuosta, joka sisältää epäpuhtauksia. Kun epäpuhtaudet on poistettu, h2wo4 eristetään liuoksesta. (Jotta saadaan karkeampia ja helpompia suodattaa ja pestä saostumia, Cawo4 saostetaan ensin Na2WO4-liuoksesta ja hajotetaan sitten suolahapolla.) Kuivattu H2WO4 sisältää 0,2-0,3 prosenttia epäpuhtauksia. H2WO4: n kalsinointi 700-800°C: n lämpötilassa tuottaa WO3: a, josta voidaan valmistaa kovia seoksia. Metallisen volframin tuottamiseksi H2WO4 puhdistetaan edelleen ammoniakkimenetelmällä-eli liuottamalla se ammoniakkiin ja kiteyttämällä ammoniumparatungstate, 5 (NH4) 2o · 12WO3 · ”H2O. tämän suolan kalsinointi tuottaa puhdasta WO3: a.

Volframijauhetta valmistetaan pelkistämällä WO3: a vedyllä (hiiltä käytetään myös kovien metallien valmistuksessa) sähköisissä putkiuuneissa 700°-850° C: n lämpötilassa.kompakti metalli valmistetaan jauheesta jauhemetallurgiamenetelmällä—eli puristamalla teräsmuotteihin 3-5 tonnin paineessa-voima neliömetriä kohti ja aihioiden lämpökäsittely. Lämpökäsittelyn viimeinen vaihe, kuumentaminen noin 3000° C: seen, suoritetaan erikoislaitteessa, jossa sähkövirta johdetaan suoraan billettien läpi vetyilmakehässä. Volframi, joka soveltuu hyvin painekäsittelyyn (taonta, piirustus ja valssaus) kuumentamisen jälkeen tuotetaan tämän prosessin seurauksena. Yksittäiset volframikiteet saadaan aihioista upokkaan elektronisuihkuvyöhykkeen sulamismenetelmällä.

nykytekniikassa volframia käytetään laajalti sekä puhtaana metallina että useiden seosten muodossa, joista tärkeimpiä ovat seostetut teräkset, volframikarbidiin perustuvat kovat seokset sekä kulutusta ja lämpötilaa kestävät seokset. Volframi on osa useita kulutusta kestäviä seoksia käytetään päällystämiseen pintojen koneen osat (venttiilit lentokoneen moottoreissa; turbiinin siivet; ja niin edelleen). Lämpötilaa kestäviä volframiseoksia muiden tulenkestävien metallien kanssa käytetään ilmailussa ja raketeissa. Sen korkea sulamispiste ja alhainen höyrynpaine korkeissa lämpötiloissa tekevät volframista välttämätöntä sähkövalohehkulangoille sekä tyhjiösähkölaitteiden osille radioelektroniikassa ja Röntgentekniikassa. Useita volframin kemiallisia yhdisteitä käytetään tekniikan eri aloilla-esimerkiksi na2wo4 maali-ja lakka-ja tekstiiliteollisuudessa sekä WS2 katalyyttinä orgaanisessa synteesissä ja tehokkaana kiinteänä voiteluaineena kitalle altistuville osille.