Metal de tungsteno
El tungsteno es un metal químico de símbolo W y número atómico 74. El tungsteno es un metal raro que se encuentra de forma natural en la Tierra casi exclusivamente en forma de compuestos con otros elementos. Fue identificado como un nuevo elemento en 1781 y aislado por primera vez como metal en 1783.
1. El metal de tungsteno tiene el coeficiente de expansión térmica más bajo entre los metales puros y proporciona estabilidad bajo calor extremo, lo que lo hace esencial para herramientas como herramientas de corte de carburo de tungsteno y álabes de turbinas de motores a reacción.
2. Las diminutas municiones cinéticas y los balastos de los coches de carreras son dos ejemplos de aplicaciones en las que el tungsteno brilla. Su densidad es aproximadamente 1,7 veces superior a la del plomo y 19,3 veces superior a la del agua.
3. Debido a sus propiedades conductoras y su inercia, el tungsteno metálico se utiliza ampliamente en electrónica y entornos de alta radiación. Sirve como fuente clave para objetivos de rayos X y se utiliza en electrodos, conductores y películas metálicas.
4. Debido a su gran resistencia a la corrosión, el metal de tungsteno puede estar expuesto a materiales corrosivos, incluidos solventes, agua y ácidos, durante períodos prolongados. Su resiliencia aumenta su aplicabilidad en entornos marítimos, incluidos: joyería, señuelos de pesca y construcción naval.
5. El metal de tungsteno posee el punto de fusión más alto entre los metales puros (3422 grados), lo que lo hace crucial para aplicaciones en entornos de alta temperatura, particularmente en la industria aeroespacial y de la construcción.
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Metal de tungsteno vs acero inoxidable
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Artículo |
Acero de tungsteno |
Acero inoxidable |
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Composición química |
Acero, C, W, etc. |
Fe, Cr, Ni y otros elementos |
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Propiedades |
Alta dureza, estabilidad térmica y resistencia al calor. |
Excelente resistencia a la corrosión, al calor y a las altas temperaturas. |
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Ventajas |
Tiene un excelente rendimiento de corte y resistencia al desgaste, lo que lo hace adecuado para procesar materiales duros. También tiene una buena estabilidad térmica, lo que le permite mantener una alta dureza a temperaturas elevadas. |
Permanece libre de óxido incluso con un uso prolongado en ambientes ácidos o alcalinos. |
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Desventajas |
Tiene costos de fabricación más elevados y es difícil de procesar. |
Tiene una resistencia relativamente menor y es propenso a la deformación plástica. |
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Aplicaciones |
Aeroespacial, militar, industrial, médico, etc. |
Construcción, procesamiento de alimentos, dispositivos médicos, productos químicos, etc. |
¿Cuáles son las aplicaciones del metal tungsteno?
Electrónica
El tungsteno metálico es esencial para la electrónica como material de interconexión para circuitos integrados. El tungsteno metálico es conocido por su elevada conductividad eléctrica y su resistencia. Esto garantiza una transferencia eficaz de señales entre los diversos componentes de los aparatos electrónicos, aumentando así su funcionalidad fiable y reforzando la interconectividad compleja indispensable para las tecnologías modernas.
Aleaciones
Es una práctica común combinar el metal de tungsteno con metales refractarios para crear aleaciones con cualidades apropiadas para una variedad de usos, como álabes de turbinas y toberas de motores de cohetes, así como dardos finos.
El poder de la fusion
En el campo de la energía de fusión, el tungsteno metálico supera al carbono en la elección de materiales de contacto con plasma (PFM) para los futuros reactores nucleares. Su excepcional resistencia a altas temperaturas, mínima erosión, eficiente conductividad térmica, baja retención de tritio y relativamente baja activación bajo irradiación de neutrones hacen del tungsteno la opción preferida para garantizar la viabilidad y seguridad de los futuros reactores de fusión.
Magnetos permanentes
Las aplicaciones del tungsteno metálico incluyen la mejora de las características magnéticas de los nanocompuestos de imanes permanentes SmFeN– -Fe. Se añade tungsteno en un rango del 0 al 17 % para modificar la microestructura y el comportamiento magnético. Esto se logra mediante la aleación mecánica de polvos de Sm, Fe y W y, a continuación, recociendo y nitrurando la mezcla. Como resultado, los imanes permanentes funcionan y funcionan mejor.
Aplicaciones médicas
Las aleaciones de tungsteno son fundamentales en diversas aplicaciones médicas, ya que ofrecen resistencia y protección. Se utilizan en radiografías gamma, instrumentos oncológicos y como contenedores para fuentes radiactivas. Además, los protectores de jeringas de aleación de tungsteno proporcionan una defensa sólida contra la exposición a la radiación, lo que garantiza la seguridad y la eficacia en los procedimientos médicos.
Nanocables
Los nanocables de óxido de tungsteno, compuestos de átomos de tungsteno y oxígeno, demuestran una excelente conductividad eléctrica y propiedades ópticas únicas, y encuentran aplicaciones en detección, electrónica, optoelectrónica y almacenamiento de energía.
Materiales militares
El metal de tungsteno, apreciado por su alta dureza y resistencia a la temperatura, se utiliza en aplicaciones militares tales como: balas de aleación de tungsteno, cabezas de metralla y proyectiles perforantes.
Aplicaciones químicas
En la industria química, los compuestos de tungsteno son esenciales porque ayudan a producir una amplia gama de materiales. Estos compuestos aprovechan las cualidades especiales del tungsteno para influir en la formulación de una amplia gama de productos químicos necesarios en diversas aplicaciones industriales, desde pigmentos y pinturas hasta catalizadores, tintas y lubricantes.
El metal de tungsteno se descubrió por primera vez en 1783 mediante la reducción con carbón del óxido presente en la wolframita. Se ha utilizado durante siglos en diversas formas como parte de la fabricación de porcelana para hacer cerámica. En muchos países, se lo conoce como wolframio en lugar de tungsteno. El término tungsteno proviene del sueco y significa "piedra pesada". La wolframita proviene de las palabras alemanas "wolf rahm", que significan "crema de lobo".
El tungsteno metálico se utiliza como elemento de base y de aleación, siendo el carburo de tungsteno su forma más común. La scheelita y la wolframita son dos minerales de tungsteno importantes. El uso moderno inicial del tungsteno fue como material para filamentos de bombillas, que sigue siendo popular hoy en día.
El carburo de tungsteno es un compuesto que contiene partes iguales de átomos de tungsteno y átomos de carburo. Es un polvo gris que se comprime y moldea mediante sinterización para su uso en equipos, herramientas de corte, abrasivos, carcasas perforantes y joyería. Al igual que el tungsteno, el carburo de tungsteno tiene una temperatura de fusión alta de 5200 grados F o 2870 grados con un punto de ebullición de 10830 grados F o 6000 grados.
Los dos tipos de compuestos de carburo de tungsteno son el carburo de tungsteno (WC) y la semicarbazida de tungsteno (W2C). Además, otras dos categorías de carburo de tungsteno son a-WC y ß-WC, siendo a-WC de forma hexagonal y ß-WC de forma cúbica de alta temperatura.
Carburo de tungsteno
El carburo de tungsteno es una combinación de tungsteno y carbono en una proporción de 1 a 1. Es un polvo gris fino que se procesa para obtener otras formas y materiales útiles. El carburo de tungsteno es una aleación extremadamente fuerte que puede soportar la exposición a sustancias químicas como ácidos, álcalis y los efectos del oxígeno y el agua. Tiene el doble de resistencia que el acero de alta calidad y es más denso que el titanio o el acero. Existen más de 20 grados de polvo de carburo de tungsteno, que varían según el tamaño de grano, la resistencia a la tracción, la dureza y los puntos de fusión.
La fabricación de carburo de tungsteno incluye la sinterización y el prensado del polvo de carburo de tungsteno para obtener productos, herramientas y piezas resistentes y duraderos. Debido a su alta resistencia, el carburo de tungsteno es muy útil en la industria minera, las obras de construcción y la metalurgia. Según las estadísticas, el 60 % de todas las aleaciones de carburo de tungsteno se fabrican exclusivamente para estas industrias.
Carburo cementado
Esta es una de las aleaciones de tungsteno más comunes. Es una aleación de carburo de tungsteno aleada con cobalto, que se utiliza como aglutinante para formar el cemento. El cobalto fortalece el tungsteno y contrarresta su tendencia a volverse frágil bajo alta presión, lo que permite su uso en aplicaciones estructurales críticas.
Tungsteno aleado
El término tungsteno aleado se refiere a las distintas aleaciones que se obtienen mezclando tungsteno con distintos tipos de metales. Algunos ejemplos comunes son las aleaciones de cobre y hierro. Las distintas aleaciones son útiles tanto en aplicaciones industriales como comerciales. El tungsteno-níquel-hierro es un ejemplo de las aleaciones de tungsteno. El níquel añade densidad, mejora la resistencia y mejora la ductilidad de la nueva aleación de metal. El tungsteno-níquel-cobre es otra aleación viable de tungsteno que tiene algunas capacidades únicas. La presencia de cobre en una aleación hace que la nueva aleación sea sustancialmente no magnética. Esto crea un metal muy fuerte que no tiene propiedades magnéticas. Es muy importante para los sistemas oncológicos y las tareas en las que el blindaje de los sensores eléctricos es clave.
Tungsteno puro
En su forma más pura, el tungsteno es un excelente conductor eléctrico y se utiliza principalmente en aplicaciones eléctricas. En electrónica, el tungsteno puro se utiliza como medio de conexión para componentes en un panel de circuitos.
Cómo se aísla y refina el metal tungsteno
Si alguna vez ha sentido curiosidad por saber cómo se originó su hermoso (o extremadamente masculino y resistente) metal de carburo de tungsteno, descubrirá que el proceso implica mucho más que encargar su anillo a un joyero de tungsteno de confianza. Investigar sobre el anillo de carburo de tungsteno puede ser un proceso muy revelador y confuso que comienza con, bueno, excavar.
Una vez que el mineral de tungsteno extraído de la tierra está listo para su procesamiento y ha sido preparado, el proceso de preparación del tungsteno es el mismo que se ha utilizado desde que lo extrajeron inicialmente los hermanos y químicos españoles Juan José y Fausto d'Elhuvar y de Suvisa. Sin embargo, a diferencia del método utilizado por los hermanos d'Elhuvar y de Suvisa, la extracción y preparación modernas requieren un paso adicional y complicado. Hoy en día, durante el proceso se produce una extracción química compleja. El producto químico se llama paratungstato de amonio, o más comúnmente conocido como APT.
El APT se produce de dos maneras diferentes: mediante lixiviación ácida y mediante autoclave con sosa. El mineral se mezcla con carbonato de sodio a altas temperaturas y presión en el proceso de autoclave con sosa. Los cristales de APT se forman después de agregar amoníaco a la solución de tungstato de sodio.
En el proceso de lixiviación ácida, el mineral de tungsteno se descompone con ácido clorhídrico para formar ácido túngstico sólido y cloruro de calcio. El amoníaco se utiliza como en el proceso de autoclave-soda. El amoníaco se utiliza para disolver el ácido túngstico. Después de evaporar y filtrar la mezcla, se producen cristales de APT.
Ahora bien, es posible que te preguntes qué tienen que ver los cristales con los anillos de carburo de tungsteno que compraste en tu tienda local o en línea. Bueno, el proceso aún no se ha completado. La siguiente parte del proceso es fabricar óxido de tungsteno.
Los cristales de APT se calientan en un horno rotatorio para formar uno de los tres tipos de óxidos que se forman. En este proceso, se aplica hidrógeno sobre los cristales. Durante este proceso, existen esencialmente tres zonas con diferentes niveles de calor extremo. En la zona con el calor más alto, el hidrógeno convierte el amoníaco del APT en hidrógeno y nitrógeno. Finalmente, se produce polvo de tungsteno al reducir el óxido en un horno. Una vez formado el polvo de tungsteno, se puede convertir en metal sólido mediante un proceso conocido como sinterización.
Se necesitan muchos años de investigación y de investigación para aislar el metal de tungsteno. Si bien es un proceso laborioso, el resultado final crea mucho, mucho más que simples anillos de tungsteno y otras joyas finas.
Propiedades del metal tungsteno
Propiedades químicas del metal tungsteno
El tungsteno metálico se encuentra en el grupo de transición de la tabla periódica de los elementos y tiene estados de oxidación de + 2, + 3, + 4, + 5 y + 6. Tiene un número atómico de 74 y una masa atómica relativa de 183,84. El tungsteno metálico es un sólido a temperatura ambiente debido a la formación de cristales isométricos estables que se pueden ver con rayos X.
El tungsteno metálico es muy resistente a la corrosión por ácidos y solo es vulnerable al ácido nítrico y al ácido fluorhídrico. Además, puede debilitarse con fundidos oxidantes alcalinos como el nitrato de potasio o el hidróxido de sodio. El tungsteno metálico es muy resistente a la corrosión, pero se combina fácilmente con el oxígeno a temperaturas muy altas para producir trióxidos.
Naturalmente, el metal es una mezcla de 5 isótopos estables, a saber, tungsteno-180, tungsteno-182, tungsteno-183, tungsteno-184 y tungsteno-186, que tienen una composición porcentual de 0,12 %, 26,5 %, 14,3 %, 30,6 % y 28,4 % respectivamente.
Propiedades físicas del metal tungsteno
El tungsteno en su forma más pura es un metal blanco brillante que se puede procesar fácilmente. Sin embargo, contiene trazas de oxígeno y carbono en su composición química, lo que lo hace muy frágil cuando se lo somete a una gran tensión y fuerza.
También tiene un coeficiente de expansión térmica muy bajo de 4,4 × 10-6 mm, que es aproximadamente el mismo que el del vidrio de borosilicato y es por eso que se utiliza para sellos de metal de vidrio. El tungsteno también es ecológico y no se descompone ni se descompone fácilmente.
Zhenan New Metal Co., Ltd. siempre se ha centrado en la investigación y el desarrollo, la producción y la venta de materiales metálicos. Nuestra fábrica cubre un área de 30,000 metros cuadrados y cuenta con un conjunto completo de equipos de producción modernos. Tiene dos plantas de producción de metales a gran escala y un centro de prueba de materiales metálicos. La calidad de los materiales metálicos producidos es confiable.
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