W, a Mendelejev periodikus rendszer VI.csoportjának kémiai eleme. Atomszám, 74; atomtömeg, 183,85. Ez egy tűzálló, nehézfém, világosszürke színű. A természetes volfrám öt stabil izotóp keverékéből áll, amelyek tömegszáma 180, 182, 183, 184 és 186.

a volfrámot tungsztikus oxidként (WO3) fedezte fel és izolálta 1781-ben K. Scheele svéd kémikus az ásványi volfrámból, amelyet később scheelitnek neveztek. 1783-ban a spanyol vegyészek, a testvérek d ‘ Elhuyar, készített WO3 az ásványi wolframit és, redukálásával WO3 szénnel, voltak az első, hogy megkapja a tényleges fém, amely az úgynevezett volfrám. A tényleges ásványi wolframit Agricola (16.század) is ismert volt; nevezte spuma lupi (farkaskrém), mert a volfrám, amely mindig ónérceket kísér, beavatkozott az ón olvasztásába, átalakítva azt a hab vagy salaksöpredék (“az ónt felfalja, ahogy a farkas felfalja a juhokat”). Az USA-ban és néhány más országban az elemet volfrámnak is nevezték (svéd, “nehéz kő”). Hosszú ideig a volfrámot nem használták iparilag. Csak a 19.század második felében vizsgálták a volfrám hatását az acél tulajdonságaira.

a volfrám ritkán oszlik el a természetben; tartalma a földkéregben 1 x 10~4 tömegszázalék. A szabad állapotban nem fordul elő, de saját ásványokat képez, főleg tung-államok, amelyek közül a wolframit (Fe, Mn)WO4ÉS a scheelit,CaWO4, ipari jelentőséggel bírnak.

fizikai és kémiai tulajdonságok. A volfrám testközpontú köbös rácsrendszerben kristályosodik, amelynek mérete a = 3,1647 Angström. A sűrűség, a 19.3 g/cm3; olvadáspont, 3410° + 20° C; forráspontú, 5900° C Termikus vezetőképesség (cal/cm – sec – ° C), 0.31 20° C 0.26, 1300° C; fajlagos elektromos ellenállás (ohm · cm x 10~6), 5.5 20° C, 90.4 a 2700° C; elektron kilépési munka, 7.21 x 10~19 joule (J), vagy 4.55 elektronvolt (e, V); magas hőmérsékletű sugárzás együttható (watt per négyzetméter cm), 18.0 1000° C, 64.0 2200° C, 153.0 a 2700° C 255.0 3030-kor C. a volfrám mechanikai tulajdonságai az előző kezeléstől függenek. A szinterezett öntvények szakítószilárdsága (kilogramm-erő négyzetméterenként ) 11, a nyomással kezelt öntvények szakítószilárdsága 100-430; a rugalmas modulus huzal esetén 35 000-38 000, egykristályos szálak esetén 39 000-41 000. A szinterezett tuskók Brinell-keménysége 200-230, a kovácsolt tuskóké 350-400 (1 kgf/mm2 60 meganewton négyzetméterenként ). Szobahőmérsékleten a volfrám plaszticitása alacsony.

normál körülmények között a volfrám kémiailag stabil. 400-500 C-nél a sűrű fém érzékelhetően oxidálódik a levegőben WO3-ra. 600cc felett a gőz erőteljesen WO2-vé oxidálja. A halogének, a kén, a szén, a szilícium és a bór magas hőmérsékleten reagálnak a volfrámmal; a fluor szobahőmérsékleten reagál a volfrámporral. A hidrogén nem reagál a volfrámmal az olvadáspontig terjedő hőmérsékleten. A volfrám 1500 C feletti nitrogénnel nitridet képez. rendes körülmények között a volfrám ellenáll a sósavnak, a kénsavnak, a salétromsavnak és a hidrogén-fluoridnak, valamint az aqua regia-nak; 100 KB-nál enyhén reagál velük, és gyorsan feloldódik a hidrogén-és salétromsavak keverékében. Hevítéskor a volfrám lúgos oldatokban kissé feloldódik, olvadt lúgokban pedig levegő vagy oxidálószerek hozzáadásával gyorsan feloldódik; ezen folyamat során volfrám képződik. A com-Font volfrám vegyértéke 2-6; a magasabb vegyértékű vegyületek a legstabilabbak.

a volfrám négy oxidot képez, amelyek közül a legmagasabb a WO3 trioxid (volfrám-trioxid), a legalacsonyabb pedig a WO2 dioxid, két közbenső oxiddal, W10O29 és W4O11. A volfrám-trioxid egy citromsárga por, amely lúgos oldatokban oldódik, volfrámképződéssel. Hidrogénnel történő redukció után az alacsonyabb oxidokat és volfrámot egymás után hozza létre. A tungsztinsav (H2WO4), egy sárga por, amely vízben és savakban gyakorlatilag nem oldódik, megfelel a volfrám-trioxidnak. A volfrám oldatai alkáli és ammónia oldatokkal való reakció során képződnek. 188 C-nél a H2WO4 elveszíti a vizet és WO3-t képez. A volfrám kloridok és oxikloridok sorozatát képezi klórral. A legfontosabbak a WC16 (olvadáspont, 275 Kb; forráspont: 348 C) és WO2Cl2 (olvadáspont: 266 C; szublimátumok 300 C 600 C felett), amelyeket a klórnak a volfrám-trioxidra szén jelenlétében kifejtett hatására állítanak elő. A volfrám két szulfidot képez kénnel, WS2 és WS3. A VOLFRÁMKARBIDOK WC (olvadáspont, 2900 kb) és W2C (olvadáspont, 2750 Ft) szilárd tűzálló vegyületek; volfrámból és szénből állítják elő 1000-1500 ft-on.

előkészítés és felhasználás. Wolframit és scheelit koncentrátumok (50-60% WO3) a nyersanyag a volfrám előállításához. Az acélgyártásban használt ferrotungstent (65-80% volfrámot tartalmazó vasötvözetet) közvetlenül a koncentrátumokból olvasztják; a volfrám-trioxidot olvasztják ki, hogy volfrámot és ötvözeteit és vegyületeit nyerjék. Az iparban számos módszert alkalmaznak a WO3 előállítására. A scheelit koncentrátumokat 180-200 C-os szódaoldattal bontják le autoklávokban (nátrium-volfrám ipari oldatának előállításához) vagy sósavval (ipari tungsztinsav előállításához):

(1) CaWO4 (szilárd) + Na2CO3 (folyékony) = Na2WO4 (folyékony) + CaCO3 (szilárd)

(2) CaWO4 (szilárd) +2hc1 (folyékony) = H2WO4 (szilárd) + CaCl2 (folyékony)

a Wolframit koncentrátumokat vagy szódával történő szinterezéssel, 800-900 C hőmérsékleten bontják le, majd a Na2WO4 kimosódásával vízzel vagy marószóda oldattal történő melegítéssel. Lúgos reagensekkel (szóda vagy marószóda) történő bomlás na-oldatot eredményez2wo4 amely szennyeződéseket tartalmaz. A szennyeződések eltávolítása után a H2WO4-et izoláljuk az oldatból. (A durvább és könnyebben szűrhető és mosható Csapadék előállításához a Cawo4-et először a Na2WO4 oldatból kicsapják, majd sósavval lebontják.) A szárított H2WO4 0,2-0,3% szennyeződést tartalmaz. A H2WO4 kalcinálása 700-800 USD C-nél WO3-ot eredményez, amelyből kemény ötvözetek állíthatók elő. Fémes volfrám előállításához a H2WO4—et tovább tisztítjuk ammónia módszerrel-vagyis ammóniában oldva és ammónium paratungstate, 5(NH4)2o · 12wo3 · “H2O kristályosításával. ennek a sónak a kalcinálása tiszta WO3-ot eredményez.

a Volfrámport a WO3 hidrogénnel történő redukciójával állítják elő (a szenet keményfémek előállításához is használják) elektromos Csöves kemencékben 700-850 C. A kompakt fémet a porból porkohászati módszerrel állítják elő—vagyis acélformákban történő tömörítéssel 3-5 tonna nyomáson-erő négyzetméterenként és a tuskók hőkezelésével. A hőkezelés végső szakaszát, amely körülbelül 3000-re melegszik, speciális berendezésben végezzük, az elektromos áram közvetlen áthaladásával a billeteken keresztül hidrogén atmoszférában. Ennek a folyamatnak az eredményeként olyan volfrám keletkezik, amely jól alkalmazható nyomáskezelésre (kovácsolás, rajzolás és hengerlés) melegítés után. Az egyes volfrámkristályokat a tuskókból a tégely nélküli elektronsugaras zóna olvasztásának módszerével nyerik.

a modern technológiában a volfrámot széles körben használják mind tiszta fémként, mind számos ötvözet formájában, amelyek közül a legfontosabbak az ötvözött acélok, a volfrám-karbid alapú keményötvözetek, valamint a kopásálló és hőmérsékletálló ötvözetek. A volfrám számos kopásálló ötvözet alkotóeleme, amelyet a gépalkatrészek felületének bevonására használnak (szelepek repülőgépmotorokban; turbinalapátok; stb.). A volfrám hőálló ötvözeteit más tűzálló fémekkel együtt használják a repülésben és a rakétázásban. Magas olvadáspontja és alacsony gőznyomása magas hőmérsékleten nélkülözhetetlenné teszi a volfrámot az elektromos fényszálakhoz, valamint a vákuumelektronikai eszközök alkatrészeinek gyártásához a rádióelektronikában és a Röntgentechnológiában. Számos kémiai volfrámvegyületet használnak a technológia különböző területein—például a na2wo4-et a festék-és lakk-és textiliparban, a WS2-t pedig katalizátorként a szerves szintézisben és hatékony szilárd kenőanyagként a súrlódásnak kitett alkatrészek számára.