هر آنچه درباره تنگستن
تنگستن (ولفرام) یک عنصر شیمیایی است با علامت اختصاری W دارای عدد اتمی ۷۴. تنگستنفلزی است سخت و سنگین که دارای رنگ خاکستری روشن است. تنگستن دارای بالاترین درجه ذوب (۳۴۲۲ درجه سانتیگراد) در بین عنصرها است. مورد استفاده ویژهتنگستن در صنایع برقی، لامپ روشنایی، لامپ اشعه-X، الکترودها و سوپر آلیاژهای عصر فضا است.
| ویژگی‌های کلی تنگستن | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| نام، نماد، عدد | تنگستن، W، 74 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| تلفظ به انگلیسی | /ˈtʌŋstən/; alternatively, /ˈwʊlfrəm/ WOOL-frəm |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| نام گروهی برای عناصر مشابه | فلزات واسطه | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| گروه، دوره، بلوک | ۶, ۶, d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| جرم اتمی استاندارد | 183.84 g·mol−۱ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| آرایش الکترونی | [Xe] 4f14 5d4 6s2[۱] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| الکترون به لایه | 2, 8, 18, 32, 12, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ویژگی‌های فیزیکی تنگستن | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| حالت | جامد | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| چگالی (نزدیک به دمای اتاق) | 19.25 g·cm−۳ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| چگالی مایع در نقطه ذوب | 17.6 g·cm−۳ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| نقطه ذوب | 3695 K, 3422 °C, 6192 °F | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| نقطه جوش | 5828 K, 5555 °C, 10031 °F | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| نقطه بحرانی | 13892 K, MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| گرمای هم‌جوشی | 35.3 kJ·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| گرمای تبخیر | 806.7 kJ·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ظرفیت گرمایی | 24.27 J·mol−۱·K−۱ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| فشار بخار تنگستن | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ویژگی‌های اتمی تنگستن | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| وضعیت اکسید شدن | 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, −1, -2 (mildly اسیدic oxide) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| الکترونگاتیوی | 2.36 (مقیاس پاولینگ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| انرژی‌های یونش | نخستین: 770 kJ·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| دومین: 1700 kJ·mol−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| شعاع اتمی | 139 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| شعاع کووالانسی | 162±7 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| متفرقه | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ساختار کریستالی | body-centered cubic | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| مغناطیس | پارامغناطیس[۲] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| مقاومت الکتریکی | (20 °C) 52.8 nΩ·m | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| رسانایی گرمایی | (300 K) 173 W·m−1·K−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| انبساط گرمایی | (25 °C) 4.5 µm·m−1·K−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| مدول یانگ | 411 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| مدول برشی | 161 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| مدول حجمی | 310 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| نسبت پواسون | 0.28 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| سختی موس | 7.5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| سختی ویکر | 3430 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| سختی برینل | 2570 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| عدد کاس | 7440-33-7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| پایدارترین ایزوتوپ‌ها | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| مقاله اصلی ایزوتوپ‌های تنگستن | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
کشف تنگستن
تنگستن در سال 1781 شناسایی شد و در سال 1783 برای اولین بار به عنوان فلز جداسازی شد.
ویژگی های تنگستن
تنگستن به خاطر نقطه‌ی ذوب بالایش و همچنین چگالی زیادش که 19.3 برابر چگالی آب است زبان‌زد است.
تاریخچه
در سال 1781 کارل ویلهلم شیله(Carl Wilhelm Scheele)یک اسی جدید_تنگستنیک اسید_را کشف کرد که از شیلیته_تنگستن امروزی_ حاصل می‌شد. شیله وتوربرن برگمنمعتقد بودند با کاهش این اسید می‌توان فلز جدیدی بدست آورد. در سال 1783 خوزه وفاستو اسیدی را یافتند که از ولفرامیت به دست می‌آمد و بسیار شبیه بهتنگستیک اسید بود.در اواخر آن سال این دو برادر توانستند با کاهش این اسید همراه زغال تنگستن را جداسازی کنند و نام خود را به عنوان کاشف این عنصر ثبت کنند.
وابستگی دمایی ضریب مقاومت
طبق تجربه می دانیم در بیشتر فلزات از جمله تنگستن با افزایش دما مقاومت الکتریکی آنها نیز افزایش می یابد که این افزایش مقاومت با توجه به رابطه ی زیر برای افزایش دماهای نه چندان زیاد قابل محاسبه است:
R2=R1(1+αΔθ
که در آن α ضریب دمایی مقاومت ویژه بر حسب بر کلویناست. α برای تنگستن 0/0045است.
ویژگی های شیمیایی
عنصر تنگستن در برابر اکسایش،اسید و باز از خود مقاومت نشان می دهد.معمولی ترین حالت اکسیداسیون تنگستن +6 است، اما کلیه حالات اکسیداسیون از -2 تا +6 از خود نشان می دهد.تنگستن معمولاً “با اکسیژن ترکیب شده وتری اکسید تنگستن زرد رنگ (WO3)را تشکیل می دهد ، که در محلول قلیایی آبی حل شده و به فرم یونهای تنگستن، (WO24-)در می آید.از آنجا که تنگستن به آرامی با اسید واکنش می دهد، برای اول به صورت آنیون بی ثبات قابل حل، paratungstate A ظاهر می شود (W7O246-) که در طول زمان به شکل آنیون کمتر قابل حل paratungstate B در می آید (H2W12O4010-).
با اسیدی شدن بیشتر آنیون بسیار قابل حل metatungstate، تولید می شود (H2W12O426-)که پس از هر موازنه بدست می آید.
با اسیدی شدن بیشتر آنیون بسیار قابل حل metatungstate، تولید می شود که پس از هر موازنه بدست می آید .یون metatungstate یک خوشه متقارن از دوازده تنگستن اکسیژن اکتاهدرا ست که آنیونKeggin نامیده میشود . آنیونها polyoxometalate دیگری به عنوان گونه های با ثبات وجود دارد. گنجاندن اتم متفاوتی مثل فسفر به جای دو اتم هیدروژن مرکزی در metatungstate تولید طیف گسترده ای از اسیدهای heteropoly مانند اسید phosphotungstic می سازد (H3PW12O40).
تری اکسید تنگستن می تواند ترکیبات معینی را با فلزات قلیایی تشکیل دهد. که به برنز معروف هستند، به عنوان مثال سدیم تنگستن برنز.
کاربردها
تقریباً نیمی از تنگستن برای تولید مواد سخت- کاربید تنگستن- مصرف می شود. بیشتر باقی‌مانده در آلیاژها و فولادها بکار می رود. کمتر از 10 درصد است در سایرترکیبات شیمیایی استفاده می شود.
مواد سخت
تنگستن به طور عمده در تولید مواد سخت با بنیان کاربید تنگستن، یکی از سخت ترین کاربیدها، با نقطه ذوب 3770درجه سانتی گراد استفاده می شود. WC رسانای الکتریکیخوبی است، اما رسانایی الکتریکی W2C کمتر است. حدود 60 درصد مصرف تنگستن بصورت WC در حال حاضر برای مواد صیقل دهنده مقاوم در برابر سایش ، برشکاری ، چاقو و مته، اره، فرز و ابزار دوار مورد استفاده در فلزکاری، نجاری، صنایع استخراج معدن، نفت و ساختمان بکار می رود.
در صنعت طلا و جواهر، حلقه های متخلخل کاربید تنگستن،کاپوزیت کاربید تنگستن / فلز ، و نیز فلزی تنگستن ساخته می شود. گاهی اوقات تولید کنندگان یا خرده فروشان به کاربید تنگستن به عنوان یک فلز اشاره می کنند، اما در واقع کاربید تنگستن یک سرامیک است. از آنجا که سختی کاربید تنگستن بالاست ، حلقه های ساخته شده از این مواد به شدت مقاوم در برابر سایش هستند ، و جلای حلقه های ساخته شده از تنگستن بیشتر از حلقه های فلزی هستند. با این حال،حلقه های کاربید تنگستن شکننده هستند، و ممکن است تحت یک ضربه متمرکز ترک بخورند.
آلیاژ ها
ازاستحکام و چگالی تنگستن در ساخت آلیاژهای فلزی سنگین استفاده شده است. یک مثال خوب فولاد های تندبر هستند که حاوی حدود 18٪ تنگستن است. با توجه به نقطه ذوب بالای تنگستن ماده خوبی برای کاربرد در مانند نازل موشک، به عنوان مثال در پولاریس 27-UGM، زیردریایی با موشک بالستیک می باشد.
ابر آلیاژهایی که دارای تنگستن هستند، مانند Hastelloy و Stellite، در پره های توربین ، قطعات مقاوم در برابر سایش و پوشش فلزات استفاده می شود.
Www.oxygenweld.ir
