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    鎢的用途及應(yīng)用

    發(fā)布時(shí)間：

    2024/09/07

    鎢，英文名稱(chēng)：wolfram/tungsten，元素符號(hào)W, 元素周期表中原子序數(shù)74，是VIB族金屬。密度為19.35克/立方厘米，與黃金接近，熔點(diǎn)為3422℃，沸點(diǎn)為5927℃。鎢是一種銀白色金屬，外形似鋼，熔點(diǎn)為所有金屬元素中最高的，蒸發(fā)速度慢。鎢由于其熔點(diǎn)高、硬度高、密度高、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性良好、膨脹系數(shù)較小等特性而被廣泛應(yīng)用到合金、電子、化工等領(lǐng)域。


           鎢及鎢合金的用途相當(dāng)廣泛，鎢是現(xiàn)代工業(yè)、國(guó)防及高新技術(shù)應(yīng)用中的極為重要的功能材料之一，并廣泛應(yīng)用于航天、原子能、船舶、汽車(chē)工業(yè)、電氣工業(yè)、電子工業(yè)、化學(xué)工業(yè)等諸多領(lǐng)域。鎢大部分用于生產(chǎn)硬質(zhì)合金和鎢鐵。鎢與鉻、鉬、鈷組成的耐熱耐磨合金用于制作刀具、燃?xì)廨啓C(jī)葉片和燃燒管等。鎢可與鉭、鈮、鉬等組成難熔合金。鎢銅和鎢銀合金用作電接觸點(diǎn)材料。高密度的鎢鎳銅合金用作防輻射的防護(hù)屏。金屬鎢的絲、棒、片等用于制作電燈泡、電子管的部件和電弧焊的電極。

    鎢以純金屬狀態(tài)和以合金系狀態(tài)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)中，合金系狀態(tài)中最主要的是合金鋼、以碳化鎢為基的硬質(zhì)合金、耐磨和強(qiáng)熱合金。鎢主要分別應(yīng)用于以下工業(yè)領(lǐng)域。

    裝備制造業(yè)
    鎢的高硬度、良好的耐磨性使鎢成為制造工業(yè)模具的最佳材料。隨著鎢合金產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)顫，新型的硬質(zhì)合金產(chǎn)品不斷被研發(fā)和生產(chǎn)，鎢合金在模具制造業(yè)中的地位日益突出，并成為裝備制造業(yè)不可或缺的材料。鎢除了制成模具主要用于裝備制造業(yè)外，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的其它領(lǐng)域也占有重要地位。

    軍事工業(yè)
    像槍、炮、坦克和其它武器裝備中火藥接觸的耐壓、耐熱等部分，都用鎢鋼制作；航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室、燃料噴嘴、渦輪導(dǎo)流葉片、渦輪轉(zhuǎn)子葉片等都是鎢合金制成的；火箭、導(dǎo)彈、衛(wèi)星的蒙皮材料用含鎢耐高溫合金制成；用高比重鎢合金制成穿甲彈頭，能提高炮彈性能；陀螺儀是飛機(jī)、艦艇、火箭的導(dǎo)航和控制系統(tǒng)的心臟，用高比重鎢合金制成的陀螺儀的慣性元件，能提高儀器的穩(wěn)定性和控制精度，如飛機(jī)的付翼、轉(zhuǎn)向舵和水平尾翼等處都需配重來(lái)保持平衡。有的一架飛機(jī)中，用于配重的高比重鎢合金達(dá)幾百公斤，鎢合金材料對(duì)發(fā)展現(xiàn)代航天、航空和航海事業(yè)都有著十分重要的意義。  

    鋼鐵工業(yè)   
    鎢是鋼鐵工業(yè)中重要的合金元素，能提高鋼的強(qiáng)度、硬度和耐蝕性。含鎢的硬質(zhì)合金（碳化鎢），硬度大、耐磨、耐蝕和耐熱，用于制造鉆頭、刀具和耐高溫的零件等。含鎢60～90％的鎢銅（或鎢銀）合金是優(yōu)良的接觸材料，可用作電鍵、刀形開(kāi)關(guān)、斷路器及點(diǎn)焊電極等。鎢鎳銅合金可作α和γ射線的防護(hù)屏。在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中，由鎢制成的不冷卻噴管能耐3127℃的高溫和承受高壓、高熱應(yīng)力。在照明及電子工業(yè)上作發(fā)光材料和X射線陰極靶。還可作高溫電阻爐加熱體。鎢和鎢錸（26％）合金所組成的熱電偶，可測(cè)量溫度范圍從室溫到2835℃。二硒化鎢可作資深潤(rùn)滑軸承的潤(rùn)滑劑，其潤(rùn)滑溫度范圍為-217～350℃。鎢的化合物顏料具有較亮的光澤，經(jīng)久耐用。

    碳化鎢基硬質(zhì)合金  
    鎢的碳化物具有硬度高、耐磨性強(qiáng)和難熔性高的特點(diǎn)。這些合金含有85%~95%的碳化鎢和5%~14%的鈷，鈷是作為粘結(jié)劑金屬，它使合金具有必要的強(qiáng)度。主要用于加工鋼的某些合金中，還含有鈦、鉭和鈮的碳化物。所有這些合金都是用粉末冶金法制造的。當(dāng)加熱到1000~1100℃時(shí)，它們?nèi)跃哂懈叩挠捕群湍湍バ?。硬質(zhì)合金刀具的切削速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過(guò)了最好的工具鋼刀具的切削速度。硬質(zhì)合金主要用于切削工具、礦山工具和拉絲模的制造。

    熱強(qiáng)和耐磨合金   
    作為最難熔的金屬鎢是許多熱強(qiáng)合金的成分，如3%~15%的鎢、25%~35%的鉻、45%~65%的鈷、0.5%~2.75%的碳組成的合金，主要用于強(qiáng)烈耐磨的零件，例如航空發(fā)動(dòng)機(jī)的活門(mén)、壓模熱切刀的工作部件、渦輪機(jī)葉輪、挖掘設(shè)備、犁頭的表面涂層。 在航空和火箭技術(shù)中，以及要求機(jī)器零件，發(fā)動(dòng)機(jī)和一些儀器的高熱強(qiáng)度的其它部門(mén)中，鎢和其它給熔金屬（鉭、鈮、鉬、錸）的合金用作熱強(qiáng)材料。

    觸頭材料和高比重合金    
    用觸頭材料和高比重合金是用粉末冶金方法制造的鎢-銅（10%~40%的銅）和鎢-銀合金，兼有銅和銀的良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和鎢的耐磨性。因此，它成為制造閘刀開(kāi)關(guān)、斷路器、點(diǎn)焊電極等的工作部件非常有效的觸頭材料。成分為90%~95%的鎢、1%~6%的鎳、1%~4%的銅的高比重合金，以及用鐵代銅（~5%）的合金，用于制造陀螺儀的轉(zhuǎn)子、飛機(jī)、控制舵的平衡錘、放射性同位素的放射護(hù)罩和料筐等。

    電真空照明材料   
    鎢以鎢絲、鎢帶和各種鍛造元件用于電子管生產(chǎn)、無(wú)線電電子學(xué)和X射技術(shù)中。鎢是制造白織燈絲和螺旋絲的最好材料。高的工作溫度（2200~2500℃）保證高的發(fā)光效率，而蒸發(fā)速度小保證絲的壽命長(zhǎng)。鎢絲用于制造電子振蕩管的直熱陰極和柵極，高壓整流器的陰極和和各種電子儀器中旁熱陰極加熱器。用鎢做X光管和氣體放電管的對(duì)陰極和陰極，以及無(wú)線電設(shè)備的觸頭和原子氫焊槍電極。鎢絲和鎢棒作為高溫爐（達(dá)3000℃）的加熱器，鎢加熱器在氫氣氣氛、惰性氣氛或真空中工作。

    鎢的化合物
    鎢的化合物如鎢酸鈉用于生產(chǎn)某些類(lèi)型的漆和顏料，以及紡織工業(yè)中用于布疋加重和與硫酸銨和磷酸銨混合來(lái)制造耐火和防水布疋。還用于金屬鎢、鎢酸及鎢酸鹽的制造以及染料、顏料、油墨、電鍍等方面。也用作催化劑等。鎢酸在紡織工業(yè)中是媒染劑與染料和在化學(xué)工業(yè)中用作制取高辛烷汽油的催化劑。二硫化鎢在有機(jī)合成中，如在合成汽油的制取中用作固體的潤(rùn)滑劑和催化劑。

    正是鎢的這些性質(zhì)使鎢在核聚變反應(yīng)裝置里的材料研究領(lǐng)域成了重點(diǎn)的研究對(duì)象，尤其是氫及其同位素在鎢里的滯留更是研究領(lǐng)域的前沿。