鎢的性質和用途

1、鴇的性質和用途（一）鴇的性質鴇的熔點為3410c，沸點約為5900c，熱導率在10100c時為174瓦/米K,在高溫下蒸發(fā)速度慢、熱膨脹系數(shù)很小，膨脹系數(shù)在0100c時，為4.5M0-6K-1。鴇的比電阻約比銅大3倍。電阻率在20c為10-8歐姆米。鴇的硬度大、密度高（密度為19.25克/厘米3）,高溫強度好，電子發(fā)射性能亦佳。鴇的機械性能主要決定于它的壓力加工狀態(tài)與熱處理過程。在冷狀態(tài)下鴇不能進行壓力加工。鍛壓、軋壓、拉絲均需在熱狀態(tài)下進行。鴇的可塑性強。一根1公斤重的鴇棒，可以拔成長約400公里、直徑只有1%毫米的細絲。這種細絲在3000c高溫環(huán)境中，仍具有一定強度，而且發(fā)光率高，使用壽命

2、長，是制造各種燈泡燈絲的好材料。白熾燈、碘鴇燈，乃至世界上最新穎的燈泡、燈管，都用鴇絲制造。常溫下鴇在空氣中穩(wěn)定，在400-500C鴇開始明顯氧化，形成藍黑色的致密的W03表面保護膜。常溫下鴇不易被酸、堿和王水浸蝕，但溶解于氫氟酸和王水的混合液內。（二）鴇的主要用途世界上開采出的鴇礦，80%用于優(yōu)質鋼的冶煉，15%用于生產(chǎn)硬質鋼，5%其他用于其他用途。鴇可以制造槍械、火箭推進器的噴嘴、切削金屬，是一種用途較廣的金屬。1 .鴇在鋼鐵中的重要作用鴇是鋼的重要合金元素，提高鋼的強度，硬度和耐磨性。主要鴇鋼有高速工具鋼，熱作模具鋼，系列工具、模具鋼，軍械，渦輪鋼，磁鋼等。用鴇鋼制造工具，要比普通鋼工具

3、強度高幾倍乃至幾十倍；用鴇鋼制造炮筒、槍筒，在連續(xù)射擊時，即使筒身被彈丸摩擦得滾燙，仍能保持良好的彈性和機械強度。在金屬切削機床上，用鴇鋼做車刀，溫度高達1000c仍能堅硬如故。把含鴇3%到15%的鴇銘鉆合金鋼噴鍍或堆焊到普通鋼零件的表面，就等于給零件穿上堅硬的盔甲”，既能耐溫抗壓，又能抵抗腐蝕，減少磨損，使用壽命可延長幾十倍。由于鴇鋼的超群特性和寬廣用途，全世界每年生產(chǎn)的鴇，有90%都用來制造鴇鋼。廣泛采用的高速鋼含有9%24%的鴇、3.8%4.6%的銘、1%5%的引、4%7%鉆、0.7%1.5%碳。高速鋼的特點是在空氣中有高的強化回火溫度（700800C）下，能自動淬火，因此，直到6006

4、50C它還保持高的硬度和耐磨性。合金工具鋼中白鴇鋼含有0.8%1.2%的鴇；銘鴇硅鋼含有2%2.7%的鴇；銘鴇鋼中含有2%9%的鴇；銘鴇鎰鋼中含有0.5%1.6%的鴇。含鴇的鋼用于制造各種工具：如鉆頭、銃刀、拉絲模、陰模和陽模，氣支工具等零件。鴇磁鋼是含有5.2%6.2%的鴇、0.68%0.78%碳、0.3%0.5%銘的永磁體鋼。鴇鉆磁鋼含有11.5%14.5%的鴇、5.5%6.5%電目、11.5%12.5%鉆的硬磁材料。它們具有高的磁化強度和矯頑磁力。2 .鴇合金在工業(yè)上的應用鴇是高速工具鋼、合金結構鋼、彈簧鋼、耐熱鋼和不銹鋼的主要合金元素，鴇可以通過固溶強化、沉淀強化和彌散強化等方法實現(xiàn)合

5、金化，借以提高鴇材的高溫強度、塑性。通過合金化，鴇已形成多種對當代人類文明有重大影響的有色金屬合金。鴇中加入銖（3%26%）能顯著提高延展性（塑性）及再結晶溫度。某些鴇銖合金經(jīng)適當高溫退火處理后，延伸率可達到5%,遠較純鴇或摻雜鴇的1%3%為高。鴇中加入0.4%4.2%氧化牡（ThO2）形成的鴇牡合金，具有很高的熱電子發(fā)射能力，可用作電子管熱陰極、僦弧焊電極等，但ThO2的放射性長期未得到解決。我國研制的鋪鴇（W-CeO2）合金及用La2O3和Y203作彌散劑制成的中第鴇、鈕鴇合金（氧化物含量一般在2.2%以下）代替W-Th02合金，均已大量用作僦弧焊、等離子焊接與切割及非自耗電弧爐等多種高溫

6、電極。鴇銅、鴇銀合金是一種組成元素間并無反應因而不形成新相的粉冶復合材料。鴇銀、鴇銅合金實際上不是合金，故被視為假合金。鴇銀合金即是常提及的滲銀鴇。此類合金含20%70%銅或銀，兼有銅、銀的優(yōu)異導電導熱性能與鴇的高熔點、耐燒蝕等性能，主要用作火箭噴嘴、電觸點及半導體支承件。國外一種北極星A-3導彈的噴嘴就是用滲有10%15%銀的鴇管制造的，重量達數(shù)百千克的阿波羅宇宙飛船用的火箭噴嘴也是鴇制造的。鴇鋁合金具有比純鴇更高的電阻率、更優(yōu)異的韌性，已用作電子管熱絲、玻璃密封引出線。鴇作為合金元素，在有色金屬合金中要提及的還有超合金。上個世紀40年代為適應航空用渦輪發(fā)動機對高溫材料的需要，在隆隆的炮火中

7、誕生了超合金。超合金由饃基、鉆基、鐵基三類特種結構合金組成。它們在高溫（5001050C）下作業(yè)時仍能保持極高的強度、抗蠕變性能、抗氧化性能及耐蝕性。此外，它們在長達數(shù)年的使用期限內，可保證不會斷裂，也就是具有耐高周期疲勞和低周期疲勞的特性。這類性能對人命關天的航空航天產(chǎn)業(yè)萬分重要。鴇在鋼鐵工業(yè)中是重要的合金元素，能提高鋼的強度、硬度和耐蝕性。含鴇的硬質合金（碳化鴇），硬度大、耐磨、耐蝕和耐熱，用于制造鉆頭、刀具和耐高溫的零件等。含鴇6090%的鴇銅（或鴇銀）合金是優(yōu)良的接觸材料，可用作電鍵、刀形開關、斷路器及點焊電極等。鴇饃銅合金可作”和丫射線的防護屏。在火箭發(fā)動機中，由鴇制成的不冷卻噴管能

8、耐3127c的高溫和承受高壓、高熱應力。在照明及電子工業(yè)上作發(fā)光材料和X射線陰極靶。還可作高溫電阻爐加熱體。鴇和鴇銖（26%）合金所組成的熱電偶，可測量溫度范圍從室溫到2835Co二硒化鴇可作資深潤滑軸承的潤滑劑，其潤滑溫度范圍為-217350C。鴇的化合物顏料具有較亮的光澤，經(jīng)久耐用。以鴇為主要成分的特殊合金有：難熔合金甩手燃氣渦輪機葉片、火箭噴嘴，導彈、核反應堆部件等；高比重合金用作重型穿甲彈頭，導航陀螺儀轉子、平衡重塊以及自動手表的制動器等；饃銅等合金用作X和y一射線防護屏，放射線物質的容器等；銅、鴇銀等合金是高壓高頻電觸點材料；鴇銖合金組成的熱電可測量溫度范圍從室溫到2835C?；邙d

9、的高密度制造高比重鴇合金已成為鴇的一個重要應用領域。采用液相燒結工藝，在鴇粉中同時加入饃、鐵、銅及少量其他元素，即可制成高密度鴇合金。根據(jù)組分的不同，高密度鴇合金可分為鴇一饃一鐵和鴇一饃一銅兩個合金系。通過液相燒結，其密度可達1718.6克/厘米3。所謂液相燒結是指混合粉末壓坯在燒結溫度下有一定量液相存在的燒結過程。其優(yōu)點在于液相潤濕固相顆粒并溶解少量固體物質，大大加快了致密化和晶粒長大的過程，并達到極高的相對密度。比如對通常在液相燒結時使用的饃鐵粉而言，當燒結進行時，饃鐵粉熔化。盡管在固相鴇（占95%的體分數(shù)）中液態(tài)饃鐵的溶解度極小，但固態(tài)鴇卻易于溶解在液態(tài)饃鐵中。一旦液體饃鐵潤濕鴇粒并溶解

10、一部分鴇粉，鴇顆粒則改變形狀，其內部孔隙當液流進入時立即消失。過程繼續(xù)下去，則鴇顆粒不斷粗化和生長，到最后產(chǎn)生接近100%致密且具有最佳顯微組織的最終產(chǎn)品。用液相燒結制成高密度鴇合金除密度高外還有比純鴇更好的沖擊性能，其主要用途是制造高穿透力的軍用穿甲彈。熱強和耐磨合金作為最難熔的金屬鴇是許多熱強合金的成分，如3%15%的鴇、25%35%的銘、45%65%的鉆、0.5%2.75%的碳組成的合金，主要用于強烈耐磨的零件，例如航空發(fā)動機的活門、壓模熱切刀的工作部件、渦輪機葉輪、挖掘設備、犁頭的表面涂層。在航空和火箭技術中，以及要求機器零件，發(fā)動機和一些儀器的高熱強度的其它部門中，鴇和其它給熔金屬（

11、鋁、鋁、鋁、銖）的合金用作熱強材料。目前使用的知名超合金共有3540個牌號，其中相當一部分的主成分之一為鴇（見表）。合金組成（）CrNiCoMoWNbTiAlFeC其他Fe-Ni基19-9DL19.99.01.251.250.40.366.80.301.10Mn,0.6SiNi基Rene8014.060.09.54.04.05.03.00.170.015B,0.03ZrRene9514.061.08.03.53.53.52.53.5<0.30.160.01B,0.05ZrMAR-M2478.2559.010.00.710.01.05.5<0.50.150.015BINMA-6000

12、E15.068.52.04.02.54.50.051.1Y2O3,2.0Ta,0.01B,0.15ZrCo基Haynesm25(L605)10.050.015.00.101.5MnHaynesl8820.022.037.014.53.00.100.90LaS-81622.020.042.04.04.04.03.0最0.38X-4020.010.057.57.5大0.500.5Mn,0.5SiWI-5222.063.511.04.00.452.0Nb+TaMAR-M3O221.058.010.01.50.859.0Ta,0.005B,0.MAR-M5O921.510.054.57.00.22.0

13、0.62ZrJ-157023.528.046.04.00.50.20.5Zr20.02.0這些合金中鴇的用量最低為0.6%,最高為15%,占有比例并不高，但從高溫工程如航空工業(yè)和熱電廠對他們的需求絕對數(shù)量看，其用量將十分可觀。估計全球在超合金中，大約2/3以上用于航空航天業(yè)，1/7用于核電站、燃氣渦輪電站，另1/7用于海事作業(yè)和運輸業(yè)。3 .鴇在硬質合金的應用碳化鴇基硬質合金鴇的碳化物具有高的硬度、耐磨性和難熔性。這些合金含有85%95%的碳化鴇和5%14%的鉆，鉆是作為粘結劑金屬，它使合金具有必要的強度。主要用于加工鋼的某些合金中，還含有鈦、鋰和鋁的碳化物。所有這些合金都是用粉末冶金法制造的

14、。當加熱到10001100c時，它們仍具有高的硬度和耐磨性。硬質合金刀具的切削速度遠遠地超過了最好的工具鋼刀具的切削速度。硬質合金主要用于切削工具、礦山工具和拉絲模等。碳化鴇在1000c以上的高溫仍能保持良好的硬度，是切削、研磨的理想工具。將鴇粉（或W03）與碳黑的混合物在氫氣或真空中于一定溫度下碳化，即制成碳化鴇（WC）,再將WC與金屬粘結劑鉆按一定比例配料，經(jīng)過制粉、成型、燒結等工藝，制成刀具、模具、軋輻、沖擊鑿巖鉆頭等硬質合金制品。目前使用的碳化鴇基硬質合金大體上可分為碳化鴇一鉆、碳化鴇一碳化鈦一鉆、碳化鴇一碳化鈦一碳化鋰（鋁）一鉆及鋼結硬質合金等四類，在當前全球每年約5萬噸鴇的消費量中

15、，碳化鴇基硬質合金約占63%。據(jù)最近的消息，全球硬質合金的總產(chǎn)量約33000噸/年，消耗鴇總供應量的50%55%。4 .鴇合金在電子工業(yè)中的應用鴇及其合金廣泛應用于電子、電光源工業(yè)。用于制造各種照明用燈泡，電子管燈絲使用的是具有抗下垂性能的摻雜鴇絲。摻雜鴇絲中添加銖，由含銖量低的鴇銖合金絲與含銖量高的鴇銖合金絲制造的熱電偶，其測溫范圍極寬（02500C）,溫度與熱電動勢之間的線性關系好，測溫反應速度快（3秒），價格相對便宜，是在氫氣氛中進行測量的較理想的熱電偶。利用金屬鴇的高熔點，在不喪失其機械完整性的前提下，成為電子的一種熱離子發(fā)射體，比如作掃描電（子顯微）鏡和透射電（子顯微）鏡的電子源。還

16、用于作X射線管的燈絲。在X射線管中，鴇絲產(chǎn)生的電子被加速，使之碰撞鴇和鴇銖合金陽極，再從陽極上發(fā)射出X射線。為產(chǎn)生X射線要求鴇絲產(chǎn)生的電子束的能量非常之高，因此被電子束碰撞的表面上的斑點非常之熱，故在大多數(shù)X射線管中使用的是轉動陽極，大尺寸的鴇絲還用作真空爐的加熱元件。在電子工業(yè)尤其是集成電路制造中，利用化學氣相沉積（CVD）在襯底上形成薄膜的技術，是一項與粉冶技術生產(chǎn)鴇的體材料（塊材）產(chǎn)品完全不同的工藝。最常見的是用六氟化鴇作CVD沉積過程的鴇源。室溫下的WF6是液體，但通過待涂覆的零件時WE6因本身極高的蒸氣壓而與氫氣合流，在大約300c通過WF6+3H2W+6HF反應而有選擇地涂在工件表

17、面上。如沉積在集成電路上形成的鴇通道（vias）作為小的金屬插頭可連接到電路板的另一條水平導線上。這種小插頭的直徑為0.4毫米，長徑比為2.5,以后還可以把直徑縮小到0.1毫米，使長徑比達到5。由于鴇具有優(yōu)異的導電性，且不與周圍的材料反應等條件，因此CVD法是填充通道、凈化不需要鴇的表面的唯一方法。電真空照明材料鴇以鴇絲、鴇帶和各種鍛造元件用于電子管生產(chǎn)、無線電電子學和X射技術中。鴇是白織燈絲和螺旋絲的最好材料。高的工作溫度（22002500C）保證高的發(fā)光效率，而小的蒸發(fā)速度保證絲的壽命長。鴇絲用于制造電子振蕩管的直熱陰極和柵極，高壓整流器的陰極和和各種電子儀器中旁熱陰極加熱器。用鴇做X光管

18、和氣體放電管的對陰極和陰極，以及無線電設備的觸頭和原子氫焊槍電極。鴇絲和鴇棒作為高溫爐（達3000C）的是加熱器。鴇加熱器在氫氣氣氛、惰性氣氛或真空中工作。5.其他鴇的化合物可作石油化工工業(yè)催化劑，紡織，塑料工業(yè)阻燃劑、媒染劑，顏料，染料，熒光材料、裝飾油漆，固體潤滑劑等。鴇的化合物鴇酸鈉用于生產(chǎn)某些類型的漆和顏料，以及紡織工業(yè)中用于布/E加重和與硫酸鏤和磷酸鏤混合來制造耐火和防水布/E。還用于金屬鴇、鴇酸及鴇酸鹽的制造以及染料、顏料、油墨、電鍍等方面。也用作催化劑等。鴇酸在紡織工業(yè)中是媒染劑與染料和在化學工業(yè)中用作制取高辛烷汽油的催化劑。二硫化鴇在有機合成中，如在合成汽油的制取中用作固體的潤滑劑和催化劑。觸頭材料和高比重合金用粉末冶金方法制造的鴇-銅（10%40%的銅）和鴇-銀合金，兼有銅和銀的良好的導電性、導熱性和鴇的耐磨性。