2 Вопрос

9) Свойства и получение порошкового вольфрама и вольфрамовой проволоки из него

Физические свойства:

W – серо-белый металл, атомный вес 183.92,

Тпл = 3410 °С, Ткип = 5900 °С,

большая мощность энергии, излучаемой при высоких температурах: при 2700 °С мощность 153 Вт/см2.

Химичические свойства

В обычных условиях вольфрам химически очень стоек. С кислородом начинает взаимодействовать лишь при Т > 400 °С.

Водород не действует на вольфрам даже при очень высоких температурах.

С азотом реагирует лишь при Т > 1500 °С, а при 2300 °С образуется нитрид WN2.

Получение

1. предварительная очистка вольфрамовой кислоты путем растворения ее в аммиаке

H₂WO₄ + 2NH₄OH = (NH₄)2WO₄ + 2H₂O

2. упаривание с образованием паравольфрамата аммония, в результате чего происходит очистка от Р, As, S, Mo:

12(NH₄)₂WO4 = 5(NH₄)₂O·12WO₃·5H₂O + 14NH₃ + 2H₂O

3. прокалка при температуре 500-850°С до образования вольфрамового ангидрида:

5(NH₄)₂O·12WO₃·5H₂O = 12WO₃ + 10NH₃ + 10H₂O

4. восстановление вольфрамового ангидрида до металлического проводят в две стадии:

WO₃ + H₂ = WO₂ + H₂O 650-750°С

5. полученные порошки сортируют по гранулометрическому составу и при прессовании штабиков используют смеси порошков, где доли крупной и мелкой фракции сбалансированы.

6. просеянные порошки увлажняются раствором глицерина в спирте для равномерного распределения нагрузки на этапе прессовании.

7. прессование штабиков на гидравлических прессах при давлении 4-6 т/см².

8. спекание в муфельных водородных печах при Т = 100-1300 °С, затем штабики сваривают в электрических печах в токе водорода сначала при 2000 °С, а затем температуру поднимают до 3000 °С.

9. окончательное уплотнение штабиков после сварки проводят ротационной или плоской ковкой с последующей протяжкой или прокаткой (для получения проволоки или листа)

10. очистка поверхности вольфрамовой проволоки от графита

12. отжиг проволоки проводится в восстановительной среде (Н₂).

10) Свойства и получение порошкового Молибдена

Физические свойства:

Мо – серебристо-белый металл, атомный вес 95.9,

Тпл = 2620 ° С, Ткип = 4800 ° С,

Химические свойства:

при комнатной температуре молибден химически относительно инертный металл, но более активный, чем вольфрам.

микроструктура спеченного, кованого и тянутого молибдена сходна со структурой аналогично обработанных образцов вольфрама

Получение молибдена

Наиболее распространенным и промышленно важным минералом молибдена является молибденит (MoS₂). В результате переработки молибденовых руд обычно получают либо парамолибдат аммония, либо молибденовый ангидрид МоО₃. Исходным материалов для производства компактного молибдена, используемого в электронной технике, служит парамолибдат аммония – 3(NH₄)₂O·7MoO₃·4H₂O. Просеянный парамолибдат аммония прокаливается на воздухе при температуре 450 °С с образованием молибденового ангидрида:

3(NH₄)₂O·7MoO₃·4H₂O = 7MoO₃ + 6NH₃ + 7H₂O

Металлический молибден в порошкообразной форме получают восстановлением его оксидов водородом в две стадии:

MoO₃ + Н₂ = МоО₂ + H₂O Т = 500-550 °С

MoO₂ + Н₂ = Мо + H₂O Т = 870-900 °С в зависимости от марки молибдена

Повышение температуры во второй стадии может приводить к агломерации порошка. Для снижения кислорода в полученных порошках молибдена проводят дополнительное (третье) восстановление водородом при 1000-1050 °С.

Дальнейший процесс аналогичен производству вольфрама