टंगस्टन: अनुप्रयोग, गुण और रासायनिक विशेषताएं

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

प्रकृति ने मानव को उपयोगी रासायनिक तत्वों से समृद्ध किया है। उनमें से कुछ इसकी आंतों में छिपे हुए हैं और अपेक्षाकृत कम मात्रा में निहित हैं, लेकिन उनका महत्व बहुत महत्वपूर्ण है। इन्हीं में से एक है टंगस्टन। इसका उपयोग इसके विशेष गुणों के कारण होता है।

मूल कहानी

XVIII सदी - आवर्त सारणी की खोज की सदी - इस धातु के इतिहास में मौलिक बन गई।

पहले, एक निश्चित पदार्थ के अस्तित्व को स्वीकार किया गया था, जो खनिज चट्टानों का हिस्सा है, जो उनसे आवश्यक धातुओं को गलाने से रोकता था। उदाहरण के लिए, यदि अयस्क में ऐसा तत्व होता है तो टिन प्राप्त करना मुश्किल होता है। पिघलने के तापमान में अंतर और रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप स्लैग फोम का निर्माण हुआ, जिससे टिन की उपज की मात्रा कम हो गई।

आठवीं शताब्दी में, धातु की खोज स्वीडिश वैज्ञानिक शीले और स्पेन के भाइयों एलुअर्ड द्वारा क्रमिक रूप से की गई थी। यह खनिज चट्टानों - स्कीलाइट और वोल्फ्रामाइट के ऑक्सीकरण पर रासायनिक प्रयोगों के परिणामस्वरूप हुआ।

परमाणु क्रमांक 74 के अनुसार तत्वों की आवर्त प्रणाली में पंजीकृत। परमाणु के साथ एक दुर्लभ दुर्दम्य धातु183.84 के द्रव्यमान के साथ टंगस्टन है। इसका उपयोग 20वीं शताब्दी के दौरान पहले से ही खोजे गए असामान्य गुणों के कारण है।

कहां देखना है?

पृथ्वी के आँतों में संख्या की दृष्टि से यह "बहुत कम आबादी वाला" है और 28वें स्थान पर है। यह लगभग 22 विभिन्न खनिजों का एक घटक है, लेकिन उनमें से केवल 4 ही इसके निष्कर्षण के लिए आवश्यक हैं: स्कीलाइट (लगभग 80% ट्राइऑक्साइड होता है), वोल्फ्रामाइट, फेरबेराइट और हबनेराइट (प्रत्येक में 75-77%) होते हैं। अयस्कों की संरचना में अक्सर अशुद्धियाँ होती हैं, कुछ मामलों में मोलिब्डेनम, टिन, टैंटलम, आदि जैसी धातुओं का एक समानांतर "निष्कर्षण" किया जाता है। सबसे बड़ी जमा चीन, कजाकिस्तान, कनाडा, संयुक्त राज्य अमेरिका में हैं, रूस, पुर्तगाल, उजबेकिस्तान में भी हैं।

वे इसे कैसे प्राप्त करते हैं?

विशेष गुणों के साथ-साथ चट्टानों में कम सामग्री के कारण शुद्ध टंगस्टन प्राप्त करने की तकनीक काफी जटिल है।

1. चुंबकीय पृथक्करण, इलेक्ट्रोस्टैटिक पृथक्करण या प्लवनशीलता अयस्क को 50-60% टंगस्टन ऑक्साइड सांद्रता में समृद्ध करने के लिए।
2. क्षारीय या अम्लीय अभिकर्मकों के साथ रासायनिक प्रतिक्रियाओं द्वारा 99% ऑक्साइड का अलगाव और परिणामी अवक्षेप का चरणबद्ध शुद्धिकरण।
3. कार्बन या हाइड्रोजन के साथ धातु में कमी, संबंधित धातु पाउडर का उत्पादन।
4. सिल्लियां या पाउडर sintered ब्रिकेट का उत्पादन।

धातुकर्म उत्पादों के उत्पादन में महत्वपूर्ण चरणों में से एक पाउडर धातुकर्म है। यह पाउडर अपवर्तक धातुओं, उनके दबाव और बाद में सिंटरिंग के मिश्रण पर आधारित है।इस प्रकार, बड़ी संख्या में तकनीकी रूप से महत्वपूर्ण मिश्र धातु प्राप्त की जाती है, जिसमें टंगस्टन कार्बाइड भी शामिल है, जिसका अनुप्रयोग मुख्य रूप से बढ़ी हुई शक्ति और स्थायित्व के काटने के उपकरण के औद्योगिक उत्पादन में पाया जाता है।

भौतिक और रासायनिक गुण

टंगस्टन चांदी के रंग की एक दुर्दम्य और भारी धातु है जिसमें शरीर-केंद्रित क्रिस्टल जाली होती है।

• गलनांक - 3422.
• क्वथनांक - 5555.
• घनत्व - 19.25 ग्राम/सेमी3।

यह विद्युत धारा का सुचालक है। चुंबक नहीं करता है। कुछ खनिज (जैसे स्कीलाइट) ल्यूमिनसेंट होते हैं।

एसिड के प्रतिरोधी, उच्च तापमान पर आक्रामक पदार्थ, जंग और उम्र बढ़ने। टंगस्टन स्टील्स में नकारात्मक अशुद्धियों के प्रभाव को निष्क्रिय करने, इसकी गर्मी प्रतिरोध में सुधार, संक्षारण प्रतिरोध और विश्वसनीयता में भी योगदान देता है। ऐसे लौह-कार्बन मिश्र धातुओं का उपयोग उनकी विनिर्माण क्षमता और पहनने के प्रतिरोध से उचित है।

यांत्रिक और तकनीकी गुण

टंगस्टन एक कठोर, टिकाऊ धातु है। इसकी कठोरता 488 एचबी है, तन्य शक्ति 1130-1375 एमपीए है। ठंडा होने पर, यह प्लास्टिक नहीं है। 1600 के तापमान पर, प्लास्टिसिटी दबाव उपचार के लिए पूर्ण संवेदनशीलता की स्थिति में बढ़ जाती है: फोर्जिंग, रोलिंग, ड्राइंग। यह ज्ञात है कि इस धातु के 1 किलो से 3 किमी तक की कुल लंबाई के साथ एक धागा बनाना संभव हो जाता है।

अत्यधिक कठोरता के कारण मशीनिंग कठिन है औरनाजुकता ड्रिलिंग के लिए, टर्निंग, मिलिंग, कार्बाइड टंगस्टन-कोबाल्ट सामग्री का उपयोग किया जाता है, जो पाउडर धातु विज्ञान द्वारा बनाया जाता है। कम गति और विशेष परिस्थितियों में, उच्च गति मिश्र धातु वाले टंगस्टन स्टील से बने उपकरणों का उपयोग अक्सर कम होता है। मानक काटने के सिद्धांत लागू नहीं होते हैं, क्योंकि उपकरण बहुत जल्दी खराब हो जाते हैं, और संसाधित टंगस्टन दरारें पड़ जाती हैं। निम्नलिखित तकनीकों को लागू किया जाता है:

1. इस प्रयोजन के लिए चांदी के उपयोग सहित सतह परत का रासायनिक उपचार और संसेचन।
2. भट्ठियों की मदद से सतह को गर्म करना, एक गैस की लौ, 0.2 ए का विद्युत प्रवाह। अनुमेय तापमान जिस पर प्लास्टिसिटी में थोड़ी वृद्धि होती है और तदनुसार, काटने में सुधार होता है, 300-450 है.
3. फ्युसिबल सामग्री के साथ टंगस्टन काटना।

डायमंड और एल्बोर टूल्स का उपयोग करके शार्पनिंग और ग्राइंडिंग की जानी चाहिए, कम अक्सर कोरन्डम।

इस दुर्दम्य धातु की वेल्डिंग मुख्य रूप से एक अक्रिय गैस या तरल परिरक्षण में विद्युत चाप, टंगस्टन या कार्बन इलेक्ट्रोड की क्रिया के तहत की जाती है। संपर्क वेल्डिंग भी संभव है।

इस विशेष रासायनिक तत्व में ऐसी विशेषताएं हैं जो इसे भीड़ से अलग करती हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, उच्च गर्मी प्रतिरोध और पहनने के प्रतिरोध की विशेषता, यह मिश्र धातु वाले टंगस्टन युक्त स्टील्स की गुणवत्ता और काटने के गुणों में सुधार करता है, और इसका उच्च गलनांक वेल्डिंग के लिए प्रकाश बल्ब और इलेक्ट्रोड के लिए फिलामेंट्स का उत्पादन करना संभव बनाता है।

आवेदन

दुर्लभता, असामान्यता और महत्व टंगस्टन-टंगस्टन नामक धातु के आधुनिक तकनीक में व्यापक उपयोग को निर्धारित करते हैं। गुण और अनुप्रयोग उच्च लागत और मांग को सही ठहराते हैं। उच्च गलनांक, कठोरता, शक्ति, गर्मी प्रतिरोध और रासायनिक हमले और जंग के प्रतिरोध, पहनने के प्रतिरोध और काटने की विशेषताएं इसके मुख्य ट्रम्प कार्ड हैं। मामलों का प्रयोग करें:

1. फिलामेंट्स।
2. उच्च गति, पहनने के लिए प्रतिरोधी, गर्मी प्रतिरोधी और गर्मी प्रतिरोधी लौह-कार्बन मिश्र धातु प्राप्त करने के लिए स्टील्स का मिश्र धातु, जो ड्रिल और अन्य उपकरण, पंच, स्प्रिंग्स और स्प्रिंग्स के उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है, रेल.
3. "पाउडर" हार्ड मिश्र धातुओं का उत्पादन, मुख्य रूप से अत्यधिक पहनने के लिए प्रतिरोधी काटने, ड्रिलिंग या दबाने वाले उपकरण के रूप में उपयोग किया जाता है।
4. टीआईजी और प्रतिरोध वेल्डिंग के लिए इलेक्ट्रोड।
5. एक्स-रे और रेडियो इंजीनियरिंग के लिए पुर्जों का उत्पादन, विभिन्न तकनीकी लैंप।
6. विशेष चमकदार पेंट।
7. रासायनिक उद्योग के लिए तार और पुर्जे।
8. विभिन्न व्यावहारिक छोटी चीजें, उदाहरण के लिए, मछली पकड़ने के लिए जिग्स।

टंगस्टन युक्त विभिन्न मिश्र लोकप्रियता प्राप्त कर रहे हैं। ऐसी सामग्रियों का दायरा कभी-कभी आश्चर्यजनक होता है - भारी इंजीनियरिंग से लेकर हल्के उद्योग तक, जहां विशेष गुणों वाले कपड़े (उदाहरण के लिए, आग प्रतिरोधी) बनाए जाते हैं।

कोई सार्वभौमिक सामग्री नहीं है। प्रत्येक ज्ञात तत्व और निर्मित मिश्र जीवन और उद्योग के कुछ क्षेत्रों के लिए उनकी विशिष्टता और आवश्यकता से प्रतिष्ठित हैं। हालांकि, उनमें से कुछ में विशेष गुण हैं जो पहले से अक्षम्य प्रक्रियाओं को संभव बनाते हैं। ऐसी ही एक धातु है टंगस्टन। इसका अनुप्रयोग स्टील की तरह पर्याप्त चौड़ा नहीं है, लेकिन प्रत्येक विकल्प मानवता के लिए अत्यंत उपयोगी और आवश्यक है।