什麽是鎢
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- 分類:鎢的知識
- 發佈於:2012-12-31, 週一 11:48
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鎢是壹種金屬元素。鎢的化學元素符號是W,原子序數是74,相對原子質量爲 183.85,原子半徑爲137皮米,密度爲19.35克/每立方厘米,屬于元素周期表中第六周期(第二長周期)的VIB族。鎢在自然界主要呈六價陽離 子,其離子半徑爲0.68×10-10m。由于W6+離子半徑小,電價高,極化能力強,易形成絡陰離子,因此鎢主要以絡陰離子形式[WO4]2-,與溶液 中的Fe2+ 、Mn2+ 、Ca2+等陽離子結合形成黑鎢礦或白鎢礦沈澱。經過冶煉後的鎢是銀白色有光澤的金屬,熔點極高,硬度很大,蒸氣壓很低,蒸發速度也較小,化學性質也比較 穩定。這是我們理解什麽是鎢的基礎。
鎢是壹種有色金屬。通常人們根據金屬的顔色和性質把金屬分成兩大類:黑色金屬和有色金屬。黑色金屬主要 指鐵、錳、鉻及其合金,如鋼、生鐵、鐵合金、鑄鐵等。黑色金屬以外的金屬稱爲有色金屬。鎢則屬于有色金屬範疇。有色合金的強度和硬度壹般比純金屬高,電阻 比純金屬大,電阻溫度系數小,具有良好的綜合機械性能。因此,作爲壹種有色金屬,鎢的強度和硬度非常高。由于這種特性,具有硬度高、耐磨性強的鎢硬質合金 被大規模應用于切削工具、礦山工具中。
鎢是壹種難熔金屬。壹般熔點高于 1650℃並有壹定儲量的金屬以及熔點高于锆熔點(1852℃)的金屬稱爲難熔金屬。典型的難溶金屬有鎢、坦、钼、铌、哈、鉻、釩、锆和钛。作爲壹種難熔 金屬,鎢最重要的優點是有良好的高溫強度,對熔融堿金屬和蒸氣有良好的耐蝕性能,鎢只有在1000℃以上才出現氧化物揮發和液相氧化物。但是,它同時也具 有塑性-脆性轉變溫度較高,在室溫下難以塑性加工的缺點。以鎢爲代表的難熔金屬在冶金、化工、電子、光源、機械工業等部門得到了廣泛應用。
鎢是壹種稀有金屬。稀有金屬通常指在自然界中含量較少或分布稀散的金屬。鎢是壹種分布較廣泛的元 素,幾乎遍見于各類岩石中,但含量較低。鎢在地殼中的含量爲0.001%,在花崗岩中含量平均爲1.5×10-6,這種特性導致其提取難度非常大,通常只 能用有機溶劑萃取法及離子交換法分離提取。隨著科學技術的進步與冶金工藝、設備和分析檢測技術的發展以及稀有金屬生産規模的擴大,使得鎢的純度不斷提高, 性能不斷改進,品種不斷增多,從而擴大了鎢的應用領域。我國鎢礦資源豐富,鎢的産量和出口總量均占世界第壹。
鎢是壹種戰略金屬。衆所周知,稀有金屬是國家的重要戰略資源,而鎢是典型的稀有金屬,具有極爲重要的用途。它是當代高 科技新材料的重要組成部分,壹系列電子光學材料、特殊合金、新型功能材料及有機金屬化合物等均需使用獨特性能的鎢。用量雖說不大,但至關重要,缺它不可。 因而廣泛用于當代通訊技術、電子計算機、宇航開發、醫藥衛生、感光材料、光電材料、能源材料和催化劑材料等。我國在以鎢爲代表的稀有金屬方面采取限制開采 和限制出口的措施導致了我國與美國、歐盟的糾紛不斷,由此可見,鎢的戰略意義非同壹般。
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三氧化鎢
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- 發佈於:2012-12-31, 週一 09:41
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三氧化鎢(化學式:WO3)是鎢(VI)的氧化物,是從鎢礦制取單質鎢工業的重要中間體。該冶煉過程涉及兩步:第壹步用堿處理鎢礦,制得WO3,然後用碳或氫氣還原三氧化鎢,得到金屬鎢:
WO3 + 3H2 → W + 3H2O
2WO3 + 3C → 2W + 3CO2
三氧化鎢制備
三氧化鎢可由很多方法制備:
先用鎢酸鈣與鹽酸反應生成鎢酸沈澱,然後鎢酸高溫分解成爲三氧化鎢和水。
CaWO4 + 2HCl → CaCl2 + H2WO4
H2WO4 → H2O + WO3
氧化劑存在下,仲鎢酸铵熱分解:
(NH4)10[H2W12O42]·4H2O → 12 WO3 + 10NH3 + 11H2O
三氧化鎢結構
三氧化鎢的結構取決于溫度:它在740°C以上爲四方晶系、330-740°C爲正交晶系、17-330°C爲單斜晶系、-50-17°C爲三斜晶系。單斜的結構最常見,其空間群爲P21/n。
三氧化鎢化學性質
三氧化鎢化學性質隨制備條件的不同(速率和溫度)而不同:低溫下制得的三氧化鎢較活潑,易溶于水;高溫制得的三氧化鎢則不溶于水。此外,若仲鎢酸铵熱分解時爲還原性氣氛,則産物爲藍色氧化鎢(鎢藍,WO3-x),組分不定,主要是三氧化鎢、铵鹽和二氧化鎢。
用還原劑,如錫還原鎢酸鹽溶液也可得到“鎢藍”,使整個溶液呈藍色。
三氧化鎢用途
除制取金屬鎢外,黃色的三氧化鎢也可作爲顔料,用在陶瓷和塗料中,使用紅外線的非接觸式車窗控制系統(Smart windows)中,也應用了三氧化鎢。
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