Tungstênio puro

O que é tungstênio puro

O tungstênio puro foi usado como eletrodo de soldagem no início do processo TIG, na década de 1940. A soldagem TIG foi desenvolvida para unir eficientemente ligas de alumínio e magnésio, e o tungstênio puro fazia sentido na época, pois tinha a maior temperatura de fusão de todos os metais.

Benefícios do tungstênio puro

1. Resistência a altas temperaturas
De todos os metais em sua forma mais pura, o tungstênio puro tem o ponto de fusão mais alto (3422 graus). Isso pode ser extremamente benéfico em certas situações (particularmente quando comparado a outros metais mais comuns). Por exemplo, torna o tungstênio puro um excelente material para ambientes de alta temperatura – e é por isso que é tão amplamente usado nas indústrias aeroespacial, automática e de construção.
O metal tungstênio também é usado regularmente para criar ligas e superligas. Seu ponto de fusão extremamente alto e resistência à fluência térmica ajudam a fortalecer a liga, tornando-a adequada para aplicações termicamente mais intensivas, onde outros metais falhariam.

2. Alta densidade
O tungstênio puro se beneficia de uma densidade muito alta. De fato, com 19,3 g/cm3, ele está entre os mais altos de todos os metais, com a densidade do tungstênio medindo aproximadamente 19,3 vezes maior que a da água e 1,7 vezes maior que a do chumbo.
Como resultado dessa propriedade, o tungstênio pode suportar muito mais peso em um pacote menor – e é comumente usado para aplicações onde a massa é necessária em tamanhos pequenos. Por exemplo, devido à alta densidade do tungstênio, é uma opção fantástica para fazer lastro de carros de corrida, lastro de aeronaves e munições cinéticas – que devem ser pequenas e aerodinâmicas, mas capazes de transferir muita energia.

3. Baixa expansão térmica
O tungstênio puro tem o menor coeficiente de expansão térmica de todos os metais puros. Comparado a materiais de fabricação comuns (por exemplo, aço), isso lhe dá o benefício de estabilidade adicional sob calor extremo. Ele tem uma solidez estrutural inigualável por outros metais e é especialmente útil quando rigidez em altas temperaturas é necessária – como em ferramentas de corte de carboneto de tungstênio puro ou lâminas de turbina de motor a jato.

4. Estrutura eletrônica
Devido às suas propriedades condutivas e relativa inércia, o tungstênio metálico é amplamente utilizado na indústria eletrônica e em ambientes que envolvem altos níveis de radiação. Por esse motivo, juntamente com sua altíssima densidade, o tungstênio é uma das principais fontes de metal para alvos de raios X e outras blindagens de radiação de alta energia – já que o material relativamente inerte e de altíssima densidade é difícil para os raios X penetrarem. O tungstênio metálico também frequentemente encontra uso em eletrodos, condutores e filmes metálicos.

5. Resistência à corrosão
O tungstênio puro é altamente resistente à corrosão e pode ser usado em uma variedade de ambientes corrosivos e aplicações externas. Por exemplo, é particularmente útil quando a exposição prolongada a substâncias corrosivas – como água, ácido ou solventes – é provável.
Um ambiente corrosivo comumente encontrado, com o qual muitos metais não conseguem lidar, é o ambiente marinho. Água salgada, em particular, é extremamente corrosiva para muitos metais. No entanto, quando ligado a outros metais, a resistência do metal tungstênio o torna extremamente adequado para um ambiente tão severo, permitindo que seja usado na construção naval, iscas de pesca e joias.

6. Força na fabricação
O tungstênio puro é um metal extremamente robusto, com a maior resistência à tração de todos os metais puros. Embora isso possa torná-lo quebradiço sob certas circunstâncias, quando se trata do processo de fabricação de metal, a rigidez do tungstênio puro significa que ele pode ser desenhado em fios muito finos sem fraturar.
Talvez o exemplo mais óbvio disso seja o uso do tungstênio no contexto de filamentos de lâmpadas. Nesta aplicação em particular, fios extremamente finos devem ser aquecidos a temperaturas extremamente altas para emitir luz – e o alto ponto de fusão do tungstênio é um fator crucial para permitir que isso aconteça.

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Propriedades químicas do tungstênio puro

O tungstênio puro está localizado no grupo de transição da tabela periódica da química e tem estados de oxidação de + 2, + 3, + 4, + 5 e + 6. Ele tem um número atômico de 74 e uma massa atômica relativa de 183,84. O tungstênio puro é um sólido em temperatura ambiente devido a uma formação de cristal isométrica estável que pode ser vista em um raio-x.

O tungstênio puro é muito resistente à corrosão por ácidos e é vulnerável apenas ao ácido nítrico e ao ácido fluorídrico. Além disso, ele pode ser enfraquecido por derretimentos oxidantes alcalinos, como nitrato de potássio ou hidróxido de sódio. O tungstênio puro é muito resistente à corrosão, mas se combina com oxigênio prontamente em temperaturas muito altas para produzir trióxidos.

Naturalmente, o metal é uma mistura de 5 isótopos estáveis, nomeadamente tungstênio-180, tungstênio-182, tungstênio-183, tungstênio-184 e tungstênio-186, que têm uma composição percentual de 0,12%, 26,5%, 14,3%, 30,6% e 28,4%, respectivamente.

Propriedades físicas do tungstênio puro

O tungstênio puro em sua forma mais pura é um metal branco brilhante que pode ser facilmente processado. No entanto, ele contém traços de oxigênio e carbono em sua composição química e isso o torna muito quebradiço quando submetido a tremenda tensão e força.

O tungstênio puro é o metal de engenharia mais pesado conhecido e tem uma densidade muito alta (19,25 g/cm³). Isso se deve à sua densa formação de cristais. Ele tem um ponto de fusão muito alto de 3 140 graus e um ponto de ebulição alto de 5 700 graus. O tungstênio puro tem a menor pressão de vapor de todos os metais e tem o maior módulo de elasticidade de todos os metais a 400 GPa.

Ele também tem um coeficiente de expansão térmica muito baixo de 4,4×10-6mm, que é aproximadamente o mesmo do vidro de borosilicato e é por isso que é usado para vedações de metal de vidro. O tungstênio puro também é ecologicamente correto e não se decompõe ou quebra facilmente.

Produção de Tungstênio Puro

O tungstênio puro é extraído e purificado de seu minério em vários estágios. O minério é eventualmente transformado em óxido de tungstênio (VI) (WO3), que é então aquecido com um combustível de hidrogênio ou carbono para produzir uma forma em pó de tungstênio. O tungstênio não pode ser moldado em lingotes porque tem um ponto de fusão muito alto e a fusão não é comercialmente viável.

O tungstênio em pó é, portanto, preparado misturando-o com pequenas quantidades de níquel ou outros metais preciosos e é sinterizado. Durante o procedimento de sinterização, o níquel difunde-se e forma uma liga de tungstênio.

O tungstênio pode ser extraído por hidrogênio na redução do fluoreto de tungstênio (WF6)

WF6 + 3H2 → W + 6HF

Para fabricar produtos de tungstênio puro, os fabricantes começam sinterizando e, às vezes, moldando as ligas de tungstênio criadas em tarugos de blocos sólidos ou barras. Esses tarugos são então fabricados em folhas de tungstênio, barras de tungstênio, placas de tungstênio ou folhas de tungstênio. Isso é feito por aterramento, trefilação, corte e vinco ou moldagem. Alguns de seus produtos exigem processamento adicional.

A maioria dos produtos de tungstênio puro são vendidos para uso em três condições diferentes, a saber, preto, uma forma que retém seu revestimento de lubrificante, e óxido. A outra forma é a forma limpa na qual o revestimento foi removido com o uso de vários produtos químicos. Por fim, há a forma moída na qual o metal foi fortificado com maquinário de carboneto de silício de diamante para remover o revestimento e obter uma lisura específica e um diâmetro desejado.

Aplicação de Tungstênio Puro

Aplicações de tungstênio puro
O ponto de fusão do tungstênio puro é o mais alto de todos os elementos metálicos, a densidade é alta e está próxima do ouro, a dureza do tungstênio também é muito alta, a dureza do carboneto de tungstênio está próxima do diamante. Além disso, o tungstênio também tem boa condutividade elétrica e condutividade térmica, baixo coeficiente, que é amplamente utilizado em ligas, eletrônicos, indústria química.

Campo de liga
A dureza do tungstênio puro é muito alta e próxima à do ouro, por isso pode melhorar a resistência, dureza e resistência ao desgaste do aço, é um importante elemento de liga, é amplamente utilizado em todos os tipos de produção de aço, os aços de tungstênio comuns são aço rápido, aço de tungstênio e aço magnético de tungstênio-cobalto, o aço é usado principalmente na fabricação de várias ferramentas, como brocas, fresas, matrizes de trefilação, matrizes e moldes, etc.

Liga dura à base de carboneto de tungstênio
O carboneto de tungstênio tem alta resistência ao desgaste e refratário, sua dureza é próxima ao diamante, que é frequentemente usado em algumas ligas duras. Atualmente, a liga dura à base de carboneto de tungstênio é o maior campo de consumo de tungstênio, o carboneto é um produto de metalurgia do pó que é feito de pó de micron de carboneto de tungstênio e ligante de metal (como cobalto, níquel, molibdênio) em forno a vácuo ou forno de sinterização por redução de hidrogênio. A liga dura à base de carboneto de tungstênio geralmente pode ser dividida em quatro tipos, como carboneto de tungstênio - cobalto - carboneto de tungstênio, carboneto de titânio - cobalto - carboneto de tungstênio, carboneto de titânio, carboneto de tântalo - cobalto e liga dura ligada a aço, a liga dura à base de carboneto de tungstênio é usada principalmente na fabricação de ferramentas de corte, ferramentas de mineração e matrizes de trefilação, etc.

Ligas resistentes ao calor e ao desgaste
O tungstênio puro tem o ponto de fusão mais alto de todos os metais, a dureza é muito alta, por isso é frequentemente usado para produzir ligas fortes e resistentes ao calor e ao desgaste, por exemplo, tungstênio puro, cobalto, cromo e liga de carbono usados para produzir peças de alta resistência e resistentes ao desgaste, como válvulas de motores de aviação, impulsores de turbinas, etc. Tungstênio puro e outras ligas de metais refratários são usados para produzir peças de alta resistência, como bicos de motores de foguetes.

Liga de alta gravidade
Como o tungstênio puro tem alta densidade e alta dureza, tornou-se o material ideal para fazer liga de alta proporção. De acordo com a composição, propriedades e usos, a liga de alta proporção é dividida em W-Ni-Fe, W-Ni-Cu, W-Co, W-WC-Cu, W-Ag e outras séries principais, esta liga tem muitas propriedades, como pesada, alta resistência, capacidade de absorção de radiação, condutividade térmica e coeficiente de expansão térmica, boas propriedades condutivas, soldabilidade e bom processamento, amplamente usada em aeroespacial, aviação, militar, perfuração de petróleo, instrumentação elétrica, médica e outras indústrias, como fabricação de armadura de martelo de equilíbrio de material de contato, barbatana, leme e controle, como interruptor, disjuntor, eletrodo de soldagem a ponto, etc.

Campo eletrônico
O tungstênio puro é amplamente utilizado na indústria eletrônica e de energia devido à sua alta plasticidade, baixa taxa de evaporação, alto ponto de fusão e alta capacidade de emissão de elétrons. Por exemplo, com a alta taxa de luz e longa vida útil, o tungstênio é amplamente utilizado na fabricação de vários filamentos de lâmpadas, como lâmpadas incandescentes, lâmpadas halógenas, o fio de tungstênio também pode ser usado na fabricação de tubos eletrônicos, cátodo quente direto, gate e uma variedade de instrumentos eletrônicos por aquecedor de cátodo quente. As propriedades do tungstênio o tornam adequado para uso em soldagem TIG e outros materiais semelhantes.

Campo químico
O composto de tungstênio puro é usado como catalisador, e corantes inorgânicos, como os dois sulfetos de tungstênio, são usados como lubrificantes e catalisadores na síntese de gasolina; o óxido de tungstênio é usado na pintura; o tungstênio de cálcio ou magnésio é usado em pó fluorescente.

Outros campos
Como sua expansão térmica é semelhante à do vidro de borosilicato, ele é usado para fazer vedações de vidro ou metal. A sensibilidade do tungstênio é baixa, então ele é usado para produzir joias de tungstênio de alta pureza. Além disso, o tungstênio também foi usado na medicina radioativa, alguns instrumentos também usarão fio de tungstênio.

Nossa fábrica

A Zhenan New Metal Co., Ltd. sempre se concentrou na pesquisa e desenvolvimento, produção e vendas de materiais metálicos. Nossa fábrica cobre uma área de 30.000 metros quadrados e tem um conjunto completo de equipamentos de produção modernos. Ela tem duas plantas de produção de metal em larga escala e um centro de testes de materiais metálicos. A qualidade dos materiais metálicos produzidos é confiável.

Nosso Certificado

Perguntas Frequentes

P: Para que é usado o tungstênio puro?

R: O tungstênio puro era usado como eletrodo de soldagem no início do processo TIG, na década de 1940. A soldagem TIG foi desenvolvida para unir com eficiência ligas de alumínio e magnésio, e o tungstênio puro fazia sentido na época, pois tinha a maior temperatura de fusão de todos os metais.

P: O tungstênio puro mancha?

R: Um anel de tungstênio puro não enferruja, a menos que esteja sob condições extremas de aquecimento. O tungstênio puro começará a oxidar a 600-800 graus Celsius. A menos que esteja em um ambiente de 1.112 graus Fahrenheit, seu anel de tungstênio não enferrujará ou manchará.

P: O tungstênio puro é magnético?

R: Ao mover um ímã através de um fio enrolado, você pode criar uma corrente elétrica. Muitos metais comuns, como alumínio, cobre, latão, ouro, prata, titânio, tungstênio e chumbo, não são ferromagnéticos. Eles não podem ser transformados em ímãs e não serão atraídos por campos magnéticos.

P: Quão forte é o tungstênio puro?

R: Como mencionado acima, o tungstênio é o mais forte de todos os metais naturais (142,000 psi). Mas em termos de resistência ao impacto, o tungstênio é fraco — é um metal quebradiço conhecido por quebrar com o impacto.

P: O tungstênio puro é bom para alumínio?

R: Os eletrodos de soldagem TIG verdes são de tungstênio puro e são usados para soldagem CA, geralmente para alumínio e magnésio. Eles tendem a ser comumente usados porque são baratos. No entanto, eles também queimam muito mais rápido do que os outros eletrodos de liga, então prepare-se para estocar se você seguir esse caminho.

P: O tungstênio puro enferruja?

R: Um tungstênio puro vem com a capacidade de suportar condições de alta temperatura sem sucumbir à corrosão ou qualquer oxidação. Um anel de liga de tungstênio de grau de joalheria não vai dobrar ou deformar devido ao desgaste diário e dura muito.

P: É possível usinar tungstênio puro?

R: Como mencionado acima, o tungstênio é ultraduro e extremamente difícil de usinar. Alguns dizem que aquecê-lo com um queimador melhora a usinabilidade, e outros dizem que usiná-lo em condições de temperatura abaixo de zero previne danos às arestas de corte de uma ferramenta causados pelo calor.

P: Qual é a cor do tungstênio puro?

A: Código de cor verde. O código de cor verde indica um eletrodo de tungstênio puro contendo 99,59% de tungstênio. Esses eletrodos são geralmente usados para soldagem DC, pois não fornecem um arco forte.

P: Por que meu tungstênio está rachando?

R: Este não é um problema incomum e pode ocorrer devido a: Tensões que surgem no conjunto soldado devido à contração durante o resfriamento da junta devido à temperatura de brasagem.

P: O tungstênio puro é duro?

R: Em sua forma bruta, o tungstênio é um metal duro cinza-aço que é frequentemente quebradiço e difícil de trabalhar. O tungstênio purificado e monocristalino retém sua dureza (que excede a de muitos aços) e se torna maleável o suficiente para ser trabalhado facilmente.

P: Como perfurar tungstênio puro?

A: Perfuração: Use brocas com ponta de carboneto ou carboneto sólido com ar ou líquido de arrefecimento, como fluido de corte de molibdênio. Perfure furos de rosca para 50-55% do requisito de furo de rosca. Rosqueamento: Use machos de alta liga e canais retos. Para furos roscados pequenos, formação de rosca.

P: Qual é a aparência do tungstênio puro?

R: O metal tungstênio puro foi isolado pela primeira vez por dois químicos espanhóis, os irmãos de Elhujar, em 1783. O tungstênio é um metal brilhante branco-acinzentado, que é sólido à temperatura ambiente.

P: Quão magnético é o tungstênio?

R: O tungstênio é paramagnético, o que significa que ele é muito fracamente atraído por um campo magnético (como um metal puro).

P: O tungstênio pode entrar em contato com a água?

R: O tungstênio na água pode estar em formas solúveis ou insolúveis. O tungstênio insolúvel na água pode se depositar no fundo, onde entra no sedimento. Alguns compostos de tungstênio insolúveis, no entanto, podem permanecer suspensos na água do oceano por muitos anos, exigindo até 1.000 anos para se depositar no fundo.

P: Quais são alguns fatos interessantes sobre o tungstênio?

R: De todos os metais em forma pura, o tungstênio tem o ponto de fusão mais alto, a pressão de vapor mais baixa e a maior resistência à tração. O tungstênio é usado em muitas indústrias e produtos ao redor do mundo, desde ferramentas de corte de alta velocidade e motores de turbina a jato, até munição, iluminação e até pesos de pesca.

P: Quão duro é o tungstênio puro?

R: O tungstênio é um dos metais naturais mais fortes (142,000 psi). No entanto, o tungstênio é quebradiço e conhecido por quebrar. Na escala de dureza de Mohs, o tungstênio é classificado como 9. Usando os diferentes tipos de resistência descritos acima, é fácil ver por que escolher o único metal mais forte é difícil.

P: Quais são as propriedades do tungstênio puro?

R: O tungstênio é o material de engenharia mais pesado, com uma densidade de 19,25 g/cm3. Ele tem o ponto de fusão mais alto de todos os metais, a 3410∞C, com um ponto de ebulição de 5700∞C. Ele tem a pressão de vapor mais baixa de todos os metais. Ele tem o maior módulo de elasticidade dos metais (E=400GPa).

P: O tungstênio flutua na lava?

R: O tungstênio líquido é tão quente que, se você o jogasse em um fluxo de lava, a lava congelaria o tungstênio.

P: O tungstênio puro enferruja?

P: O tungstênio puro é magnético?

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