地球上最耐热的金属

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  钨是稀有高熔点金属元素。原子序数74,属于元素周期表中第六周期(第二长周期)的VIB族。钨是一种银白色金属,外形似钢。颜色呈钢灰色或银白色,硬度高,熔点高。钨称为——tungsten,wolfram,元素符号W。这个名字的来源于一个有趣的故事,1781年,瑞典化学家舍勒(C.W.scheele)发表了他在瑞典发现的一种白色的矿石tunsten的报告(白钨矿),它因为比重大而得名——tungsten。瑞典语中“tun”是重的意思,“sten”是石头的意思。因此可以译成“重石”。1783年,西班牙人德普尔亚用碳还原三氧化钨第一次得到了钨粉,因锡矿中含钨,冶炼过程中钨进入炉渣,降低了锡的产出率,好像被狼吞食一样。该元素被命名为——wolfram,钨的德文Wolfram是狼(wolf)和泡沫(ram)的复合词。
  钨的化学性质很稳定,常温时不跟空气和水反应;不加热时,任何浓度的盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸以及王水对钨都不起作用。温度升至80~100℃时,除氢氟酸外,其它的酸对钨仅发生微弱作用。钨的物理特征非常强,尤其是它的熔点非常高,是所有非合金金属中最高的。钨的熔点是3410.20℃,沸点是5927℃。熔岩的一般温度介乎于摄氏700度至1200度之间,因此被称为火山岩浆都熔化不了的物质。钨在地壳中的含量为0.001%。已发现的含钨矿物有20种。
  我国是产钨大国,钨资源储量520万吨,为国外30个产钨国家总储量(130万吨)的3倍多,产量及出口量均居世界第一。湖南、江西、河南三省的钨资源储量居全国的前三位,其中湖南、江西两省的钨资源储量占全国的55.480%。湖南以白钨为主,江西以黑钨为主,其黑钨资源占全国黑钨资源总量的42.40%。
  我国的钨矿大体上分布于南岭山地两侧的广东东部沿海一带,尤其是以江西的南部为最多,储量约占全世界的二分之一以上。此外,江西的大余,湖南的汝城、安化、临武、资兴、荼陵等地,以及广西和云南、四川、福建等省也有钨矿资源。
  国外钨矿的主要产地是加拿大和美国。
  目前世界上开采出的钨矿,约50%用于优质钢的冶炼,约35%用于生产硬质钢,约10%用于制钨丝。约5%用于其他。钨的用途十分广泛,涉及矿山、冶金、机械、建筑、交通、电子、化工、轻工、纺织、军工、航天、科技、各个工业领域。
  钨以钨丝、钨带和各种锻造元件用于电子管生产、无线电电子学和x射线技术中。钨是白织灯丝和螺旋丝的最好材料。高的工作温度(2200~2500℃)保证高的发光效率,而小的蒸发速度保证灯丝的寿命长。
  钨的碳化物具有高的硬度、耐磨性和难熔性。这些合金含有85%~95%的碳化钨和5%~14%的钴,钴是作为粘结剂金属,它使合金具有必要的强度。我们将这样的合金称为硬质合金,硬质合金刀具的切削速度远远地超过了最好的工具钢刀具的切削速度。
  作为最难熔的金属钨也是许多热强合金的成分,如3%~15%的钨、25%~35%的铬、45%~65%的钴、0.5%~0.75%的碳组成的合金,主要用于制造强烈耐磨的零件,例如航空发动机的活门、涡轮机叶轮、挖掘设备等等。在航空火箭技术中,发动机,机器仪表以及其他零部件需要高热强度材料制作,钨和钽、铌、钼、铼等元素合金作为主要原料。
  钨还有一种用途就是用作饰品。如钨钢手表、戒指、手链、吊坠、手镯等等。钨金全称碳化钨合金,工业领域也叫钨钢。一般钨纯度达到85%以上才成为钨金,钨金是世界上最硬的金属,硬度在8~9M(摩氏硬度标准)之间,仅次于钻石(10M)。高纯度的钨金除了打磨没有太多的加工手段,主要是因为钨的硬度太高,一般打磨后的钨金首饰都比较有质感,亮度和光泽是一般金属所没有的,特别是高纯度的钨金饰品比重都比较大,戴在身上比较有分量。
  不经意间,我们发现钨占据了我们生活中的很多角落,如果没有钨,我们的夜晚只能与星星月亮为伴;没有钨,我们的天宫不能成功飞天。这一大自然孕育的神奇元素,还有哪些秘密等待我们人类去挖掘呢?
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