МИНОБРНАУКИ РОССИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА) Кафедра физической химии РЕФЕРАТ по дисциплине «Материаловеденье» ТЕМА: ВОЛЬФРАМ Студент гр. 2587 Шнякин И.А. Преподаватель Храпова Е.К. Санкт-Петербург 2024 Вольфрам – это один из наиболее ценных и востребованных металлов в мире. При нормальных условиях вольфрам — твёрдый, тяжёлый блестящий металл серебристо-серого цвета. имеет высокую плотность, высокую температуру плавления и отличную прочность, что делает его идеальным материалом для множества промышленных приложений. Вольфрам при нормальных условиях существует в двух кристаллических модификациях. Устойчивая модификация (α-вольфрам) образует кристаллы кубической сингонии, и Метастабильная модификация (β-вольфрам) — кристаллы кубической сингонии. Хотя впервые β-фаза вольфрама получена ещё в 1931 году, многие авторы считали, что в действительности - это субоксид вольфрама и эта фаза может быть описана как ионное соединение, так как физические характеристики α-вольфрама и βвольфрама существенно отличаются Процесс получения вольфрама проходит через подстадию выделения триоксида WO3 из рудных концентратов и последующем восстановлении до металлического порошка водородом при температуре ок. 700 °C. Из-за высокой температуры плавления вольфрама для получения компактной формы используются методы порошковой металлургии: полученный порошок прессуют, спекают в атмосфере водорода при температуре 1200— 1300 °C, затем пропускают через него электрический ток. Металл нагревается до 3000 °C, при этом происходит спекание в монолитный материал. Для последующей очистки и получения монокристаллической формы используется зонная плавка Вольфрам также применяется в производстве твердосплавных материалов, таких как карбид вольфрама. Твердосплавы из вольфрама широко применяются в промышленности, особенно в металлообрабатывающей отрасли, так как они обладают высокой твердостью и стойкостью к истиранию, эти материалы используются в производстве станков, режущих инструментов, сверл и других изделий. Одним из наиболее известных приложений вольфрама является его использование в производстве ламп накаливания. Они содержат нить из вольфрама, которая нагревается электрическим током и излучает яркий свет. Лампы накаливания на вольфрамовой нити имеют огромное энергопотребление и поэтому в последние годы все большую популярность приобретают энергоэффективные светодиодные лампы. Вольфрам также нередко используется в ювелирном и часовом производстве. Многие благородные металлы, такие как золото и платина, смешивают с вольфрамом для улучшения прочности и долговечности изделий. Из вольфрама изготавливают различные изделия и материалы, включая: Нагревательные элементы: вольфрам используется для изготовления нагревательных элементов во многих промышленных процессах, таких как вакуумная плавка металлов или термическая вакуумная обработка. Его высокая температура плавления и химическая инертность делают его идеальным для этого типа применения. Электроника: вольфрам используется при производстве полупроводниковых приборов, таких как транзисторы и диоды; Производство проводов: высокая электропроводность вольфрама делает его отличным материалом для создания электрических проводов. Он также используется в производстве электродов для сварки; Вольфрам является важным компонентом в аэрокосмической промышленности, где он используется для изготовления жаропрочных сплавов для деталей ракет (например сопло) и сверхзвуковых самолетов; Ядерная энергетика: в ядерных реакторах для защиты от радиации и для контроля над ядерным топливом; Вольфрам используется для производства сверхпроводящих материалов, которые применяются в научных исследованиях и технологических инновациях; Вольфрам используется в производстве рентгеновских трубок, где он служит анодом ит.д. Вольфрамовые порошки: используются в металлургической промышленности для производства различных сплавов, а также в добавках для улучшения свойств материалов. Самые популярные сплавы с вольфрамом включают: 1. Вольфрам-молибден (W-Mo): этот сплав обладает высокой стойкостью к высоким температурам и коррозии, поэтому он часто используется в аэрокосмической и авиационной промышленности. 2. Вольфрам-никель-железо (W-Ni-Fe): данный сплав обладает высокой плотностью и механической прочностью, поэтому он широко применяется в производстве противоснарядной брони и других защитных материалов. 3. Вольфрам-кобальт (W-Co): этот сплав обладает высокой твердостью и сопротивлением к износу, что делает его идеальным материалом для изготовления режущих инструментов и точек бурения. 4. Вольфрам-тантал (W-Ta): этот сплав обладает высокой стойкостью к коррозии и агрессивным средам, поэтому он широко используется в химической и фармацевтической промышленности. Из статистики добычи вольфрама из недр в 2022 г. тыс. тонн в пересчёте на металл: Китай — 71; Вьетнам — 4,8; РФ — 2,3; Вывод: Вольфрам является индустриальным металлом для разнообразных машин и механизмов, приборов и устройства, в том числе в аэрокосмической и военной технике. Перспективно применение вольфрама для высокотемпературных интегральных микросхем, в частности локальных вольфрамовых межсоединений.
