معدن التنغستن
التنغستن هو عنصر كيميائي، رمزه W وعدده الذري 74. التنغستن هو معدن نادر يوجد بشكل طبيعي على الأرض بشكل شبه حصري كمركبات مع عناصر أخرى. تم التعرف عليه كعنصر جديد في عام 1781 وتم عزله لأول مرة كمعادن في عام 1783.
1. يوفر معدن التنغستن أدنى معامل للتمدد الحراري بين المعادن النقية، مما يوفر الاستقرار تحت الحرارة الشديدة، مما يجعله ضروريًا لأدوات مثل أدوات القطع المصنوعة من كربيد التنغستن وشفرات توربينات المحركات النفاثة.
2. الذخائر الحركية الصغيرة وصابورة سيارات السباق من الأمثلة على التطبيقات التي يلمع فيها معدن التنغستن. كثافته أعلى بنحو 1.7 مرة من كثافة الرصاص وأعلى بنحو 19.3 مرة من كثافة الماء.
3. نظرًا لخصائصه الموصلة وخموله، يُستخدم معدن التنغستن على نطاق واسع في الإلكترونيات والبيئات عالية الإشعاع. وهو بمثابة مصدر رئيسي لأهداف الأشعة السينية ويجد تطبيقات في الأقطاب الكهربائية والموصلات والأغشية المعدنية.
4. نظرًا لمقاومته الكبيرة للتآكل، يمكن أن يتعرض معدن التنغستن للمواد المسببة للتآكل بما في ذلك المذيبات والماء والأحماض لفترات طويلة. تزيد مرونته من إمكانية تطبيقه في البيئات البحرية، بما في ذلك: المجوهرات، وطعوم الصيد، وبناء السفن.
5. يتمتع معدن التنغستن بأعلى نقطة انصهار بين المعادن النقية (3422 درجة)، مما يجعله ضروريًا للتطبيقات في البيئات ذات درجات الحرارة العالية، وخاصة في مجال الفضاء والبناء.
لماذا أخترتنا
تاكيد الجودة
تطبق شركة Zhenan نظامًا صارمًا للغاية لمراقبة الجودة، بما في ذلك اختيار المواد الخام، ومراقبة الإنتاج، وفحص المنتج، والتعبئة والتغليف والتسليم الجيد. تخضع جميع المنتجات لتحليل صارم ويتم فحص كل طلب من خلال العمليات ذات الصلة قبل الشحن.
خدمة احترافية
بفضل خبرتنا الواسعة في المواد عالية النقاء، يمكننا مساعدة العملاء في اختيار المواد وتصميم المنتجات وتقديم الدعم الفني. لدينا مختبرات مستقلة لتطوير واختبار المواد الجديدة وتقديم الاستشارات الفنية للعملاء.
نحن نقدم أسعارًا تنافسية للغاية
تقدم شركة Zhenan أسعارًا تنافسية للغاية لمختلف المنتجات. ونحافظ على التعاون الوثيق مع رواد الصناعة في الصين للحصول على مواد منخفضة التكلفة وعالية الجودة. وفي الوقت نفسه، أنشأنا نظام سلسلة توريد كامل لتقليل التكاليف، ونسعى دائمًا إلى الإنتاج الضخم الفعال والإدارة العلمية.
معدن التنغستن مقابل الفولاذ المقاوم للصدأ
|
غرض |
فولاذ التنغستن |
الفولاذ المقاوم للصدأ |
|
التركيب الكيميائي |
الفولاذ، C، W، الخ. |
Fe وCr وNi وعناصر أخرى |
|
ملكيات |
صلابة عالية، استقرار حراري، ومقاومة للحرارة. |
مقاومة ممتازة للتآكل والحرارة ومقاومة درجات الحرارة العالية. |
|
مزايا |
يتميز بأداء قطع ممتاز ومقاومة للتآكل، مما يجعله مناسبًا لمعالجة المواد الصلبة. كما يتمتع أيضًا بثبات حراري جيد، مما يسمح له بالحفاظ على صلابة عالية في درجات الحرارة المرتفعة. |
يظل خاليًا من الصدأ حتى مع الاستخدام لفترات طويلة في البيئات الحمضية أو القلوية. |
|
سلبيات |
إن تكاليف تصنيعها أعلى، كما أن معالجتها صعبة. |
إنها تتمتع بقوة منخفضة نسبيًا وهي عرضة للتشوه البلاستيكي. |
|
التطبيقات |
الفضاء والعسكرية والصناعية والطبية وما إلى ذلك. |
البناء، وتجهيز الأغذية، والأجهزة الطبية، والمواد الكيميائية، وما إلى ذلك. |
ما هي تطبيقات معدن التنغستن؟
الالكترونيات
يعد معدن التنغستن ضروريًا للإلكترونيات كمواد ربط للدوائر المتكاملة. يتميز معدن التنغستن بموصليته الكهربائية العالية ومرونته. يضمن هذا نقل الإشارات بشكل فعال بين المكونات المتنوعة في الأجهزة الإلكترونية، وبالتالي زيادة وظائفها الموثوقة وتعزيز الترابط المعقد الذي لا غنى عنه للتكنولوجيات المعاصرة.
سبائك
من الشائع الجمع بين معدن التنغستن والمعادن المقاومة للحرارة لإنشاء سبائك ذات خصائص مناسبة لمجموعة متنوعة من الاستخدامات، مثل شفرات التوربينات وفوهات محركات الصواريخ، بالإضافة إلى السهام الدقيقة.
قوة الاندماج
في مجال الطاقة النووية، يتفوق معدن التنغستن على الكربون في المواد المواجهة للبلازما في المفاعلات النووية القادمة. إن قوته الاستثنائية في درجات الحرارة العالية، وتآكله الضئيل، وتوصيله الحراري الفعّال، واحتباسه المنخفض للتريتيوم، ونشاطه المنخفض نسبيًا تحت إشعاع النيوترون، تجعل التنغستن الخيار المفضل لضمان قابلية البقاء والسلامة لمفاعلات الاندماج النووي المستقبلية.
مغناطيس دائم
تتضمن تطبيقات معدن التنغستن تحسين الخصائص المغناطيسية للمركبات النانوية المغناطيسية الدائمة SmFeN– -Fe. يُضاف التنغستن في نطاق 0–17% لتعديل البنية الدقيقة والسلوك المغناطيسي. يتم تحقيق ذلك عن طريق خلط مساحيق Sm وFe وW ميكانيكيًا، ثم التلدين والنترتة للخليط. ونتيجة لذلك، تعمل المغناطيسات الدائمة وتؤدي بشكل أفضل.
التطبيقات الطبية
تعد سبائك التنغستن جزءًا لا يتجزأ من التطبيقات الطبية المتنوعة، حيث توفر القوة والحماية. تُستخدم في التصوير الشعاعي بالأشعة السينية، وأجهزة الأورام، وكحاويات للمصادر المشعة. بالإضافة إلى ذلك، توفر دروع الحقن المصنوعة من سبائك التنغستن دفاعًا قويًا ضد التعرض للإشعاع، مما يضمن السلامة والفعالية في الإجراءات الطبية.
الأسلاك النانوية
أظهرت أسلاك أكسيد التنغستن النانوية، المكونة من ذرات التنغستن والأكسجين، موصلية كهربائية ممتازة وخصائص بصرية فريدة، حيث وجدت تطبيقات في الاستشعار، والإلكترونيات، والإلكترونيات البصرية، وتخزين الطاقة.
المواد العسكرية
يتميز معدن التنغستن بصلابته العالية ومقاومته للحرارة، ويُستخدم في التطبيقات العسكرية مثل: الرصاص المصنوع من سبائك التنغستن، ورؤوس الشظايا، والقذائف الخارقة للدروع.
التطبيقات الكيميائية
في الصناعة الكيميائية، تعتبر مركبات التنغستن ضرورية لأنها تساعد في إنتاج مجموعة واسعة من المواد. تستفيد هذه المركبات من الصفات الخاصة للتنغستن للتأثير على صياغة مجموعة واسعة من المنتجات الكيميائية اللازمة في التطبيقات الصناعية المتنوعة، من الأصباغ والدهانات إلى المحفزات والأحبار ومواد التشحيم.
تم اكتشاف معدن التنغستن لأول مرة في عام 1783 من خلال اختزال الفحم للأكسيد الموجود في معدن الولفراميت. وقد تم استخدامه لعدة قرون في أشكال مختلفة كجزء من تصنيع الخزف لصنع الفخار. في العديد من البلدان، يشار إليه باسم الولفرام بدلاً من التنغستن. يأتي مصطلح التنغستن من الكلمة السويدية التي تعني "الحجر الثقيل". الولفراميت مشتق من الكلمات الألمانية "wolf rahm" والتي تعني "كريمة الذئب".
يستخدم معدن التنغستن كقاعدة وعنصر سبائك، حيث يعتبر كربيد التنغستن السبائكي الشكل الأكثر شيوعًا له. يعد كل من الشيلايت والولفراميت من معادن التنغستن المهمة. كان الاستخدام الحديث الأولي للتنغستن كمادة لخيوط المصابيح الكهربائية، والتي لا تزال شائعة حتى اليوم.
كربيد التنغستن هو مركب يحتوي على أجزاء متساوية من ذرات التنغستن وذرات الكربيد. وهو عبارة عن مسحوق رمادي يتم ضغطه وتشكيله من خلال التلبيد لاستخدامه في المعدات وأدوات القطع والمواد الكاشطة وقذائف اختراق الدروع والمجوهرات. وكما هو الحال مع التنغستن، يتمتع كربيد التنغستن بدرجة انصهار عالية تبلغ 5200 درجة فهرنهايت أو 2870 درجة مع نقطة غليان تبلغ 10830 درجة فهرنهايت أو 6000 درجة.
هناك نوعان من مركبات كربيد التنغستن هما كربيد التنغستن (WC) وشبه كاربازيد التنغستن (W2C). بالإضافة إلى ذلك، هناك فئتان أخريان من كربيد التنغستن هما a-WC وß-WC حيث يكون a-WC على شكل سداسي ويكون ß-WC على شكل مكعب عالي الحرارة.
كربيد التنغستن
كربيد التنغستن هو مزيج من التنغستن والكربون بنسبة 1 إلى 1. وهو عبارة عن مسحوق رمادي ناعم يتم معالجته في أشكال ومواد مفيدة أخرى. كربيد التنغستن هو سبيكة قوية للغاية قادرة على تحمل التعرض للمواد الكيميائية مثل الأحماض والقلويات وتأثيرات الأكسجين والماء. يتمتع بقوة ضعف قوة الفولاذ عالي الجودة وهو أكثر كثافة من التيتانيوم أو الفولاذ. يوجد أكثر من 20 درجة من مسحوق كربيد التنغستن، والتي تختلف وفقًا لحجم حبيباتها وقوة الشد وصلابتها ونقاط الانصهار.
تتضمن عملية تصنيع كربيد التنغستن عملية التلبيد والضغط على مسحوق كربيد التنغستن وتحويله إلى منتجات وأدوات وأجزاء قوية ومتينة. ونظرًا لقوته العالية، فإن كربيد التنغستن مفيد جدًا في صناعة التعدين ومواقع البناء والعمل المعدني. وفقًا للإحصائيات، يتم تصنيع 60% من جميع سبائك كربيد التنغستن خصيصًا لهذه الصناعات.
كربيد أسمنتي
هذا هو أحد أكثر سبائك التنغستن شيوعًا. وهو عبارة عن سبيكة كربيد التنغستن الممزوجة بالكوبالت والتي تستخدم كمادة رابطة تشكل الأسمنت. يعمل الكوبالت على تقوية التنغستن ومحاربة ميله إلى الهشاشة تحت الضغط العالي وبالتالي يسمح باستخدامه في التطبيقات الهيكلية الحرجة.
التنغستن المخلوط
التنغستن المخلوط هو مصطلح عام يشير إلى السبائك المختلفة المصنوعة عن طريق خلط التنغستن مع أنواع مختلفة من المعادن. ومن الأمثلة الشائعة سبائك النحاس والحديد. السبائك المختلفة مفيدة في كل من التطبيقات الصناعية والتجارية. التنغستن والنيكل والحديد هو مثال على سبائك التنغستن. يضيف النيكل الكثافة ويحسن القوة ويحسن قابلية اللدائن لسبائك المعدن الجديدة. التنغستن والنيكل والنحاس هو سبيكة أخرى قابلة للتطبيق من التنغستن تتمتع ببعض القدرات الفريدة. إن وجود النحاس في سبيكة يجعل السبائك الجديدة غير مغناطيسية بشكل كبير. وبالتالي فإن هذا يخلق معدنًا قويًا جدًا ليس له خصائص مغناطيسية. إنه مهم جدًا لأنظمة ومهام الأورام حيث يكون حجب أجهزة الاستشعار الكهربائية أمرًا أساسيًا.
التنغستن النقي
في شكله النقي، يعتبر التنغستن موصلًا كهربائيًا جيدًا للغاية ويُستخدم بشكل أساسي في التطبيقات الكهربائية. في الإلكترونيات، يُستخدم التنغستن النقي كوسيط توصيل للمكونات الموجودة على لوحة الدائرة.
كيفية عزل معدن التنغستن وتنقيته
إذا كنت تشعر بالفضول بشأن كيفية وصول كربيد التنغستن الرائع (أو شديد الرجولة والصلابة) إلى هذا الشكل، فستجد أن العملية تتطلب أكثر من مجرد طلب خاتمك من صائغ التنغستن المشهور. قد يكون البحث عن خاتم كربيد التنغستن عملية محيرة للغاية وتبدأ بالبحث.
بمجرد أن يصبح خام معدن التنغستن الذي تم استخراجه من الأرض جاهزًا للمعالجة وتم إعداده. تكون عملية تحضير التنغستن هي نفسها التي تم استخدامها منذ أن تم استخراجه في البداية من قبل الأخوين والكيميائيين الإسبانيين خوان خوسيه وفاوستو دلهيار إي دي سوفيسا. ومع ذلك، على عكس الطريقة التي استخدمها الأخوان دلهيار إي دي سوفيسا، فإن الاستخلاص والتحضير الحديث يتطلب خطوة إضافية معقدة. اليوم، يتم إنتاج عملية استخلاص كيميائية معقدة أثناء العملية. تسمى المادة الكيميائية باراتنغستات الأمونيوم، أو المعروفة باسم APT.
يتم إنتاج APT بطريقتين مختلفتين. الطرق هي الاستخلاص بالحامض والصودا الأوتوكلاف. يتم خلط الخام مع كربونات الصوديوم تحت درجات حرارة وضغط مرتفعين في عملية الأوتوكلاف الصودا. تتشكل بلورات APT بعد إضافة الأمونيا إلى محلول تنجستات الصوديوم.
في عملية الاستخلاص بالحامض، يتم تفكيك خام معدن التنغستن باستخدام حمض الهيدروكلوريك مما يؤدي إلى إنتاج حمض التنغستن الصلب وكلوريد الكالسيوم. يتم استخدام الأمونيا كما هو الحال في عملية الأوتوكلاف والصودا. يتم استخدام الأمونيا لإذابة حمض التنغستن. بعد تبخير وترشيح الخليط، يتم إنتاج بلورات APT.
الآن، ربما تتساءل ما علاقة البلورات بحلقات كربيد التنغستن التي اشتريتها من بائع التجزئة المحلي أو عبر الإنترنت. حسنًا، لم تكتمل العملية بعد. والجزء التالي من العملية هو صنع أكسيد التنغستن.
يتم تسخين بلورات APT في فرن دوار من أجل تكوين أحد الأنواع الثلاثة من الأكاسيد التي يتم تكوينها. في هذه العملية، يتم نفخ الهيدروجين فوق البلورات. أثناء هذه العملية، توجد ثلاث مناطق أساسية بمستويات مختلفة من الحرارة الشديدة. في المنطقة ذات الحرارة الأعلى، يحول الهيدروجين الأمونيا في APT إلى هيدروجين ونيتروجين. في النهاية، يتم إنتاج مسحوق التنغستن عن طريق اختزال الأكسيد في الفرن. بعد تكوين مسحوق التنغستن، يمكن تحويله إلى معدن صلب من خلال عملية تُعرف باسم التلبيد.
يتطلب عزل معدن التنغستن قدرًا كبيرًا من العلم وسنوات من الاكتشاف. ورغم أن هذه العملية شاقة، فإن النتيجة النهائية تخلق أكثر من مجرد خواتم من التنغستن ومجوهرات فاخرة أخرى.
خصائص معدن التنغستن
الخواص الكيميائية لمعدن التنغستن
يقع معدن التنغستن في المجموعة الانتقالية من الجدول الدوري للكيمياء وله حالات أكسدة + 2 و+ 3 و+ 4 و+ 5 و+ 6. وله عدد ذري 74 وكتلة ذرية نسبية 183.84. يعتبر معدن التنغستن مادة صلبة في درجات حرارة الغرفة بسبب تكوين بلوري متساوي القياس مستقر يمكن رؤيته تحت الأشعة السينية.
معدن التنغستن مقاوم جدًا للتآكل بالأحماض ولا يتأثر إلا بحمض النيتريك وحمض الهيدروفلوريك. كما يمكن إضعافه بواسطة المواد المؤكسدة القلوية مثل نترات البوتاسيوم أو هيدروكسيد الصوديوم. معدن التنغستن مقاوم جدًا للتآكل ولكنه يتحد مع الأكسجين بسهولة عند درجات حرارة عالية جدًا لإنتاج ثلاثي أكسيد.
بطبيعة الحال، المعدن عبارة عن خليط من 5 نظائر مستقرة وهي التنغستن -180، والتنغستن -182، والتنغستن -183، والتنغستن -184، والتنغستن -186 والتي لها نسبة تركيب 0.12٪، 26.5٪، 14.3٪، 30.6٪ و 28.4٪ على التوالي.
الخصائص الفيزيائية للمعدن التنغستن
يعتبر معدن التنغستن في شكله النقي معدنًا أبيض لامعًا يمكن معالجته بسهولة. ومع ذلك، فإنه يحتوي على آثار من الأكسجين والكربون في تركيبته الكيميائية، وهذا يجعله هشًا للغاية عند تعرضه لضغط وقوة هائلين.
كما أن لها معامل تمدد حراري منخفض للغاية يبلغ 4.4×10-6 مم وهو نفس معامل التمدد الحراري للزجاج البوروسيليكات وهذا هو سبب استخدامه في أختام المعادن الزجاجية. كما أن التنغستن صديق للبيئة ولا يتحلل أو ينهار بسهولة.
تركز شركة Zhenan New Metal Co., Ltd. دائمًا على البحث والتطوير والإنتاج والمبيعات للمواد المعدنية. يغطي مصنعنا مساحة 30،000 مترًا مربعًا ويحتوي على مجموعة كاملة من معدات الإنتاج الحديثة. يحتوي على مصنعين لإنتاج المعادن على نطاق واسع ومركز اختبار المواد المعدنية. جودة المواد المعدنية المنتجة جديرة بالثقة.
شهادتنا
الأسئلة المطروحة
نحن من مصنعي وموردي معادن التنغستن المحترفين في الصين، ونتخصص في تقديم خدمة مخصصة عالية الجودة. نرحب بكم بحرارة لشراء معادن التنغستن بأسعار تنافسية من مصنعنا. اتصل بنا لمزيد من التفاصيل.
نيوبيوم سيليكات, المتانة niobium, الفوسفات النيوبيوم