Вольфрам и его история

В прошлый раз мой пост о Цинке видимо не "зацепил" https://fishki.net/profile/417654/, вот и прикрыли вход через "в контакте". Обидно, что 181 пост остался без хозяина. Подробно через пару дней. А теперь к сути. Как нам рассказывали: миллионы лет назад, наши далёкие предки изготавливали себе инструменты, оружие - из дерева или камня, но вот спустя не одно тысячелетие научились таки добывать металлы, изготавливать более современное оружие, инструменты и...                                    





Смотреть все фото в галерее
И попёрло. С этого момента человечество стало развиваться немыслимыми темпами.  И добралось таки до вольфрама. Все мы знаем(кто конечно изредка посещал уроки химии), что вольфрам закрепился в периодической системе(таблице) Д. Менделеева под номером 74, а как? Сейчас будем разбираться.    


В 15-16 веках вольфрам считали одним из минералов олова. И долгое время никто не мог понять, почему из таких же руд добывается в 2 раза меньше олова. "Поскрипев" мозгами ученые пришли к выводу, что в процессе плавки олово "съедает" неизвестный элемент.  Именно такое поведение элемента и привело к появлению  названия имеющие волчьи повадки - вольфрамит.    


Знаменитый шведский химик Карл Шееле, член Стокгольмской Академии наук, кстати, аптекарь по профессии имел собственную маленькую лабораторию где проводил много замечательных исследований. Он открыл кислород, хлор, барий, марганец. И вот в 1781 году, незадолго до своей смерти, Шееле обнаружил, что минерал тунгстен (впоследствии названный шеелитом) представляет собой соль неиз  вестной в те времена кислоты.    


Спустя два года испанские химики, братья д'Элуяр(Элюар), работавшие под руководством Шееле, сумели выделить из этого минерала новый элемент - вольфрам и в 1783 году братья  заявили миру об открытии нового элемента.
Они разложили минерал с помощью азотной кислоты. В итоге, "кислая земля" образовала осадок в виде окиси неизвестного металла. Он легко растворялся в аммиаке. При этом, та же окись входила и в состав минерала наряду с окислами марганца и железа. Проведя домашние "баталии" братья решили вернуть минералу имя вольфрамит, а элементу присвоили имя вольфрам.    


Из-за ряда причин это имя тогда практически не прижилось. Основной из них считают ошибочное суждение о том, что вольфрам - это вольфрамит. По факту же вольфрамит является всего лишь минералом вольфрама. В то время в научной среде вольфрамит именовали тунгстен.  Даже в медицинских справочниках и научных статьях американских, французских и английских учёных он фигурировал только под  именем  тунгстен(тяжеловесный камень) и имел буквенное обозначение Tu. Свое настоящее имя вольфрам получил только после того, как попал в таблицу Менделеева и  которому судьба уготовила произвести переворот в промышленности.    


Вот и добрались у сути. Что же ты такое Вольфрам?
Вольфрам -блестящий светло-серый металл(очень похож на платину), является одним из наиболее тяжёлых, твёрдых и самых тугоплавких металлов(температура плавления  3422 °C, кипит при 5555 °C). Более высокую температуру плавления имеет только неметаллический элемент - углерод, но он существует в жидком виде только при высоких давлениях(небольшое отклонение: графит плавится при температуре около 4800°, а чтобы атомные связи углерода, которые разрушаются под влиянием сверхвысокого жара, остались жидкостью, а не превратились в газ, требуется еще и сверхвысокое давление). Поэтому получение жидкого углерода возможно лишь в лаборатории со специальным оборудованием, и время существования его в этой фазе крайне мало.    


Небольшое отступление... Есть ещё "тёмная лошадка" - Сиборгий.  Предполагается, что Сиборгий ещё более тугоплавок, но пока об этом твёрдо не говорят.  Потому что время существования Сиборгия очень мало. Сиборгий был получен искусственно, путём ядерного синтеза. Большое число частиц в ядре делает атом нестабильным и вызывает расщепление на более мелкие осколки сразу после получения.    


Ну что ж, вернёмся к Вольфраму.
При температуре около 1600 °C хорошо поддаётся ковке и может быть вытянут в тонкую нить. При стандартных условиях Вольфрам химически стоек, обладает высокой устойчивостью в вакууме.    


Тугоплавкость вольфрама делают его незаменимым для нитей накаливания в осветительных приборах, вакуумных трубках. Благодаря высокой плотности  является основой тяжёлых сплавов, которые используются для противовесов, бронебойных сердечников подкалиберных снарядов артиллерийских орудий, сердечников бронебойных пуль и сверхскоростных роторов гироскопов для стабилизации полёта баллистических ракет (до 180 тыс. об/мин).                                                                                          
Вольфрам используют в качестве электродов для аргонно-дуговой сварки.    


Сплавы Вольфрама получают методом порошковой металлургии, они отличаются жаропрочностью, кислотостойкостью, твердостью и устойчивостью к истиранию. Из них изготовляют хирургические инструменты, танковую броню, оболочки торпед и снарядов, наиболее важные детали самолетов и двигателей, контейнеры для хранения радиоактивных веществ. Вольфрам - важный компонент лучших марок инструментальных сталей. Вольфрам применяется в высокотемпературных вакуумных печах в качестве нагревательных элементов.    


Для механической обработки металлов и неметаллических материалов в машиностроении (точение, фрезерование, строгание, долбление), бурения скважин, в горнодобывающей промышленности широко используются твёрдые сплавы и композитные материалы на основе карбида вольфрама (например победит). Высоколегированная сталь, относящаяся к классу "быстрорежущая", с маркировкой, начинающейся на букву "Р", практически всегда содержит вольфрам.
Сульфид вольфрама WS2 применяется как высокотемпературная (до 500 °C) смазка.    
Археи


Вольфрам не играет значительной биологической роли. У некоторых архебактерий и бактерий имеются ферменты, включающие вольфрам в своем активном центре.    
И попёрло. С этого момента человечество стало развиваться немыслимыми темпами.  И добралось таки до вольфрама. Все мы знаем(кто конечно изредка посещал уроки химии), что вольфрам закрепился в периодической системе(таблице) Д. Менделеева под номером 74, а как? Сейчас будем разбираться.    
В 15-16 веках вольфрам считали одним из минералов олова. И долгое время никто не мог понять, почему из таких же руд добывается в 2 раза меньше олова. "Поскрипев" мозгами ученые пришли к выводу, что в процессе плавки олово "съедает" неизвестный элемент.  Именно такое поведение элемента и привело к появлению  названия имеющие волчьи повадки - вольфрамит.    
Знаменитый шведский химик Карл Шееле, член Стокгольмской Академии наук, кстати, аптекарь по профессии имел собственную маленькую лабораторию где проводил много замечательных исследований. Он открыл кислород, хлор, барий, марганец. И вот в 1781 году, незадолго до своей смерти, Шееле обнаружил, что минерал тунгстен (впоследствии названный шеелитом) представляет собой соль неиз  вестной в те времена кислоты.    
Спустя два года испанские химики, братья д'Элуяр(Элюар), работавшие под руководством Шееле, сумели выделить из этого минерала новый элемент - вольфрам и в 1783 году братья  заявили миру об открытии нового элемента.
Они разложили минерал с помощью азотной кислоты. В итоге, "кислая земля" образовала осадок в виде окиси неизвестного металла. Он легко растворялся в аммиаке. При этом, та же окись входила и в состав минерала наряду с окислами марганца и железа. Проведя домашние "баталии" братья решили вернуть минералу имя вольфрамит, а элементу присвоили имя вольфрам.    
Из-за ряда причин это имя тогда практически не прижилось. Основной из них считают ошибочное суждение о том, что вольфрам - это вольфрамит. По факту же вольфрамит является всего лишь минералом вольфрама. В то время в научной среде вольфрамит именовали тунгстен.  Даже в медицинских справочниках и научных статьях американских, французских и английских учёных он фигурировал только под  именем  тунгстен(тяжеловесный камень) и имел буквенное обозначение Tu. Свое настоящее имя вольфрам получил только после того, как попал в таблицу Менделеева и  которому судьба уготовила произвести переворот в промышленности.    
Вот и добрались у сути. Что же ты такое Вольфрам?
Вольфрам -блестящий светло-серый металл(очень похож на платину), является одним из наиболее тяжёлых, твёрдых и самых тугоплавких металлов(температура плавления  3422 °C, кипит при 5555 °C). Более высокую температуру плавления имеет только неметаллический элемент - углерод, но он существует в жидком виде только при высоких давлениях(небольшое отклонение: графит плавится при температуре около 4800°, а чтобы атомные связи углерода, которые разрушаются под влиянием сверхвысокого жара, остались жидкостью, а не превратились в газ, требуется еще и сверхвысокое давление). Поэтому получение жидкого углерода возможно лишь в лаборатории со специальным оборудованием, и время существования его в этой фазе крайне мало.    
Небольшое отступление... Есть ещё "тёмная лошадка" - Сиборгий.  Предполагается, что Сиборгий ещё более тугоплавок, но пока об этом твёрдо не говорят.  Потому что время существования Сиборгия очень мало. Сиборгий был получен искусственно, путём ядерного синтеза. Большое число частиц в ядре делает атом нестабильным и вызывает расщепление на более мелкие осколки сразу после получения.    
Ну что ж, вернёмся к Вольфраму.
При температуре около 1600 °C хорошо поддаётся ковке и может быть вытянут в тонкую нить. При стандартных условиях Вольфрам химически стоек, обладает высокой устойчивостью в вакууме.    
Тугоплавкость вольфрама делают его незаменимым для нитей накаливания в осветительных приборах, вакуумных трубках. Благодаря высокой плотности  является основой тяжёлых сплавов, которые используются для противовесов, бронебойных сердечников подкалиберных снарядов артиллерийских орудий, сердечников бронебойных пуль и сверхскоростных роторов гироскопов для стабилизации полёта баллистических ракет (до 180 тыс. об/мин).                                                                                          
Вольфрам используют в качестве электродов для аргонно-дуговой сварки.    
Сплавы Вольфрама получают методом порошковой металлургии, они отличаются жаропрочностью, кислотостойкостью, твердостью и устойчивостью к истиранию. Из них изготовляют хирургические инструменты, танковую броню, оболочки торпед и снарядов, наиболее важные детали самолетов и двигателей, контейнеры для хранения радиоактивных веществ. Вольфрам - важный компонент лучших марок инструментальных сталей. Вольфрам применяется в высокотемпературных вакуумных печах в качестве нагревательных элементов.    
Для механической обработки металлов и неметаллических материалов в машиностроении (точение, фрезерование, строгание, долбление), бурения скважин, в горнодобывающей промышленности широко используются твёрдые сплавы и композитные материалы на основе карбида вольфрама (например победит). Высоколегированная сталь, относящаяся к классу "быстрорежущая", с маркировкой, начинающейся на букву "Р", практически всегда содержит вольфрам.
Сульфид вольфрама WS2 применяется как высокотемпературная (до 500 °C) смазка.    
Вольфрам не играет значительной биологической роли. У некоторых архебактерий и бактерий имеются ферменты, включающие вольфрам в своем активном центре.    
Существуют облигатно-зависимые от вольфрама формы архебактерий-гипертермофилов, обитающие вокруг глубоководных гидротермальных источников. Присутствие вольфрама в составе ферментов может рассматриваться как физиологический реликт раннего архея - существуют предположения, что вольфрам играл роль в ранних этапах возникновения жизни.    
Пыль вольфрама, как и большинство других видов металлической пыли, раздражает органы дыхания.