W, een chemisch element in Groep VI van het Mendelejev periodiek systeem. Atoomnummer, 74; atoomgewicht, 183,85. Het is een vuurvast, zwaar metaal met een lichtgrijze kleur. Natuurlijk wolfraam bestaat uit een mengsel van vijf stabiele isotopen met massa nummers 180, 182, 183, 184 en 186.wolfraam werd in 1781 ontdekt en geïsoleerd door de Zweedse chemicus K. Scheele uit het mineraal wolfraam, dat later scheeliet werd genoemd. In 1783 bereidden de Spaanse chemici, de gebroeders d ‘ Elhuyar, WO3 uit het mineraal wolframiet en, door WO3 te verminderen met koolstof, waren de eersten om het eigenlijke metaal te verkrijgen, dat zij wolfraam noemden. Het mineraal wolframiet was ook bekend bij Agricola( 16e eeuw); hij noemde het spuma lupi (wolfs crème) omdat wolfraam, dat altijd tinertsen vergezelt, het smelten van tin verstoorde en het omzet in schuim of schuim van slakken (“het verslindt tin zoals de wolf de schapen verslindt”). In de VS en enkele andere landen werd het element ook wolfraam (Zweeds, “zware steen”) genoemd. Lange tijd werd wolfraam niet industrieel gebruikt. Pas in de tweede helft van de 19e eeuw werden de effecten van wolfraam op de eigenschappen van staal onderzocht.

wolfraam is dun verdeeld in de natuur; het gehalte in de aardkorst is 1 x 10~4 gewichtsprocent. Het komt niet voor in de vrije staat, maar vormt zijn eigen mineralen, voornamelijk tung-staten, waaronder wolframiet, (Fe,Mn)WO4, en scheeliet, CaWO4, zijn van industrieel belang.

fysische en chemische eigenschappen. Wolfraam kristalliseert in een lichaam-gecentreerd kubisch rooster systeem met dimensie a = 3.1647 angstroms. Dichtheid, 19.3 g/cm3; smeltpunt, 3410° + 20° C, kookpunt, 5900° C. Thermische geleidbaarheid (cal/cm sec ° C), 0.31 bij 20° C en 0.26 bij 1300° C; specifieke elektrische weerstand (ohm · cm x 10~6), 5.5 bij 20° C en 90.4 op 2700° C; electron werk functie, 7.21 x 10~19 joules (J) of 4.55 elektronvolt (e-V); hoge temperatuur, straling coëfficiënt (watt per vierkante cm), 18.0 op 1000° C, 64.0 bij 2200° C, 153.0 op 2700° C, en 255.0 bij 3030° C. De mechanische eigenschappen van wolfraam zijn afhankelijk van de vorige behandeling. De treksterkte (kilogram-kracht per vierkante mm) van gesinterde ingots is 11, en van drukbehandelde ingots, 100-430; de elastische modulus is 35.000-38.000 in het geval van draad en 39.000-41.000 voor monokristaldraden. De brinellhardheid van gesinterde ingots is 200-230, en van gesmede ingots 350-400 (1 kgf / mm2 ≈ 10 meganewtons per m2 ). Bij kamertemperatuur is de plasticiteit van wolfraam laag.

onder normale omstandigheden is wolfraam chemisch stabiel. Bij 400°-500° C wordt het dichte metaal in de lucht aanzienlijk geoxideerd tot WO3. Boven 600° C oxideert stoom het krachtig tot WO2. De halogenen, zwavel, koolstof, silicium en borium reageren met wolfraam bij hoge temperaturen; fluor reageert met wolfraampoeder bij kamertemperatuur. Waterstof reageert niet met wolfraam bij temperaturen tot aan het smeltpunt. Wolfraam vormt een nitride met stikstof boven 1500° C. onder gewone omstandigheden wolfraam is bestand tegen zoutzuur, zwavelzuur, salpeter en fluorwaterstofzuren, evenals aqua regia; bij 100° C reageert het er licht mee en lost het snel op in een mengsel van fluorwaterstof-en salpeterzuren. Bij verhitting Lost wolfraam enigszins op in oplossingen van alkali, en het lost snel op in gesmolten alkali met de toevoeging van lucht of oxiderende middelen; wolfraam worden gevormd tijdens dit proces. In zijn com-ponden wolfraam heeft een valentie van 2 tot 6; de verbindingen van hogere valentie zijn de meest stabiele.

wolfraam vormt vier oxiden, waarvan het hoogste het trioxide WO3 (wolfraamtrioxide) en het laagste het dioxide WO2 is, met twee tussenliggende oxiden, W10O29 en W4O11. Wolfraamtrioxide is een citroengeel poeder, dat oplost in oplossingen van alkaliën met de vorming van wolfraam. Na reductie met waterstof levert het de lagere oxiden en wolfraam achtereenvolgens. Wolfraamzuur (h2wo4), een geel poeder dat vrijwel onoplosbaar is in water en zuren, komt overeen met wolfraamtrioxide. De oplossingen van Wolfram worden met betrekking tot zijn reactie met de oplossingen van alkali en ammoniak gevormd. Bij 188° C verliest H2WO4 water en vormt het WO3. Wolfraam vormt een reeks chloriden en oxychloriden met chloor. De belangrijkste zijn WC16 (smeltpunt, 275° C; kookpunt 348° C) en WO2Cl2 (smeltpunt 266° C; sublimeert boven 300° C), die worden geproduceerd door de werking van chloor op wolfraamtrioxide in aanwezigheid van koolstof. Wolfraam vormt twee sulfiden met zwavel, WS2 en WS3. De wolfraamcarbiden WC (smeltpunt, 2900° C) en W2C (smeltpunt, 2750° C) zijn vaste vuurvaste verbindingen; ze worden geproduceerd uit wolfraam en koolstof bij 1000°-1500°C.

bereiding en gebruik. Wolframiet en scheeliet concentraten (50-60 procent WO3) zijn de grondstof voor de bereiding van wolfraam. Ferrotungsten (een ijzerlegering met 65-80 procent wolfraam), die wordt gebruikt in de staalproductie, wordt rechtstreeks uit de concentraten gesmolten; wolfraamtrioxide wordt uitgesmolten om wolfraam en zijn legeringen en verbindingen te verkrijgen. In de industrie worden verschillende methoden gebruikt om WO3 te verkrijgen. Scheelietconcentraten worden afgebroken door een natronoplossing bij 180°-200° C in autoclaven (voor de productie van een industriële oplossing van natriumtraggestaat) of met zoutzuur (voor de productie van industrieel tungstinezuur):

(1) CaWO4 (vast) + Na2CO3 (vloeibaar) = Na2WO4 (vloeibaar) + CaCO3 (vast)

(2) CaWO4 (vast) +2HC1 (vloeibaar) = H2WO4 (vast) + CaCl2 (vloeibaar)

Wolframietconcentraten worden ontleed door sinteren met soda bij 800°-900° C, gevolgd door uitloging van de Na2WO4 met water, of door te verwarmen met een bijtende soda-oplossing. Ontleding met alkalische reagentia (soda of bijtende soda) levert een oplossing van Na2WO4 die onzuiverheden bevat. Nadat de onzuiverheden zijn verwijderd, wordt H2WO4 geïsoleerd uit de oplossing. (Om grovere precipitaten te produceren die gemakkelijker te filteren en te wassen zijn, wordt CaWO4 eerst uit de na2wo4-oplossing neergeslagen en vervolgens afgebroken met zoutzuur.) De gedroogde H2WO4 bevat 0,2-0,3 procent onzuiverheden. Het branden van H2WO4 bij 700°-800° C levert WO3 op, waaruit harde legeringen kunnen worden geproduceerd. Om metallisch wolfraam te produceren, wordt H2WO4 verder gezuiverd door de ammoniakmethode—dat wil zeggen door het op te lossen in ammoniak en het kristalliseren van ammonium paratungstate, 5(NH4)2O · 12WO3 · “H2O. calcinatie van dit zout levert zuivere WO3.

wolfraampoeder wordt geproduceerd door de reductie van WO3 door waterstof (koolstof wordt ook gebruikt bij de vervaardiging van harde metalen) in elektrische buisovens bij 700°—850° C. Compact metaal wordt gemaakt van het poeder volgens de poedermetallurgiemethode-dat wil zeggen door het samenpersen in stalen mallen bij een druk van 3-5 ton-kracht per vierkante cm en warmtebehandeling van de knuppels. De laatste fase van de warmtebehandeling, verwarming tot ongeveer 3000° C, wordt uitgevoerd in speciale apparatuur, met directe passage van een elektrische stroom door de knuppels in een waterstofatmosfeer. Wolfraam dat zich goed leent voor drukbehandeling (smeden, tekenen en walsen) na verwarming wordt geproduceerd als gevolg van dit proces. Enkele wolfraamkristallen worden verkregen uit de knuppels door de methode van crucibleless elektronenbundel zone smelten.in de moderne technologie wordt wolfraam veel gebruikt als zuiver metaal en in de vorm van een aantal legeringen, waarvan de belangrijkste gelegeerde staalsoorten, harde legeringen op basis van wolfraamcarbide en slijtvaste en temperatuurbestendige legeringen zijn. Wolfraam is een onderdeel van een aantal slijtvaste legeringen die worden gebruikt voor het coaten van de oppervlakken van machineonderdelen (kleppen in vliegtuigmotoren; turbinebladen; enzovoort). Temperatuurbestendige legeringen van wolfraam met andere vuurvaste metalen worden gebruikt in de luchtvaart en raketten. Het hoge smeltpunt en lage dampdruk bij hoge temperaturen maken wolfraam onmisbaar voor elektrische lichtfilamenten, evenals voor het maken van onderdelen van vacuüm-elektrische apparaten in radio-elektronica en X-ray technologie. Verschillende chemische verbindingen van wolfraam worden gebruikt in verschillende gebieden van de technologie – bijvoorbeeld Na2WO4 in de verf en lak en Textiel-Industrie, en WS2 als een katalysator in de organische synthese en een efficiënte vaste smeermiddel voor onderdelen blootgesteld aan wrijving.