ВОЛЬФРАМ   (Wolframium; от нем. Wolf — волк и Rahm — пена), W — хим. элемент VI  группы периодической  системы  элементов;   ат.   н. 74, ат. м. 183,85. Тугоплавкий тяжелый металл светло-серого цвета. В  соединениях проявляет степени окисления от 2 до 6, наиболее устойчивы соединения со степенью окисления 6. Природный вольфрам состоит из смеси  стабильных  изотопов  180 W (0,135%),     182 W (26,41%),     183 W (14,4%),   184W (30,64%)   и    186 W (28,41%).  Известны  искусственные радиоактивные      изотопы      181W, 185W и 187W с периодами полураспада соответственно 145 дней, 74,5 дня и 23,85 ч. Открыт и выделен в 1781 швед, химиком К. Шееле в виде вольфрамового ангидрида W03 из минерала   тунгстена,   впоследствии назв.шеелитом. В 1783 исп. химики братья д’Элуяр получили металлический В. в виде порошка восстановлением   вольфрамового   ангидрида углем. Применение применение вольфрама началось во второй пол. 19 в. (в качестве добавки в сталь с целью улучшения ее св-в).
 
Содержание вольфрама в земной коре 1 · 10-4%. В свободном состоянии не встречается. Из минералов пром. значение имеют шеелит CaW04 и вольфрамит (Fe, Mn) W04. Кристаллическая решетка вольфрама — объемноцентрированная кубическая с периодом а = 3,1652 А; плотность 19,35 г/см3; tпл 3395 ± 15° С;  tкип 5900° С.   Теплота    плавления    61 кал/г; теплота испарения 1183 кал/г; давление пара (мм рт.ст.): 1,93 х 10-15 (1530° С), 6,55 · 10-5 (2730° С) и 0,76 (3940° С); температурный коэфф.   линейного  расширения   (т-ра 0—500° С) 4,98 · 10-6 град-1, коэфф. теплопроводности (кал/см · сек X град): 0,31 (20° С), 0,28 (827° С), 0,24 (1727° С); теплоемкость (кал/г · град): 0,031 (20° С), 0,0365 (1000° С), 0,043 (1400° С) и 0,048 (2100° С); удельное электрическое сопротивление (ом · см · 106): 5,5 (20° С), 27,14 (300° С), 40,00 (1200° С) и 66,00 (2000° С); электронная эмиссия   (ма/см2):   1,5 · 10-10  (830° С), 2,3 · 10-1   (1630° С),   1,0  (1730° С), 298 (2230° С) и 1690 (2427° С); энергия, излучаемая при накале (вт/см2): 18,0 (1600° С), 64,0 (2200° С), 153 (2700° С) и 245 (3030° С). В. парамагнитен; сечение захвата тепловых нейтронов 19,2 барна.
 
Механические свойства вольфрама зависят от предшествующей обработки. Твердость по Бринеллю спеченного слитка 200—250, кованого 350—400; предел прочности на растяжение прутка кованого 35—150, проволоки неотожженной (в зависимости от диаметра) 180—415, проволоки отожженной 110 кгс/мм2; предел текучести проволоки неотожженной (диаметром 0,1—0,5 мм) 149,1, проволоки отожженной (того же диаметра) 71,4—82,6 кгс/мм2; модуль упругости проволоки 35 000—38 000,  монокристаллической  нити 39 000—41 000 кгс/мм2. В обычных условиях вольфрам химически стоек. Компактный металл начинает окисляться на воздухе при т-ре 400—500° С до трехокиси W03. Пары воды окисляют его при т-ре 600—700° С до W02 и W03. При т-ре от 800 — 1000° С углеродсодержащие газы науглероживают В.» небольшие примеси связанного углерода в металле понижают электропроводность.

С водородом вольфрам не взаимодействует. С азотом при т-ре 2300° С образует нитрид WN2, с кремнием и бором при т-ре выше 1400° С — соответственно силициды W3Si, W5Si3 (W3Si2) и WSi2 и бориды W2B, WB, WB2 и W2B5 — тугоплавкие твердые соединения с пре-им. ковалентным типом межатомных связей. С галогенами при высоких т-рах В. образует галогениды (фтор с порошкообразным В. взаимодействует при комнатной т-ре) WС16, WCl5, WCl4, WGl2, WF4, WBr6, WBr6, WBr2, WJ4 и WJ21 при наличии кислорода или влаги—ок-сигалогениды W02Cl2, WOCl4, WOF4 и W02F2. При взаимодействии В. с углеродом, начиная от т-р 1000—1500° С, получаются твердые тугоплавкие соединения — карбиды  WC (tпл 2600° С)   и W2C (tпл 2750° С).

 
С серой образует сульфиды WS2 и WS3. Со мн. металлами вольфрам образует сплавы и интерметаллические соединения . На холоду вольфрам устойчив в кислотатах и щелочах, при нагревании разъедается азотной к-той и «царской водкой», растворяется в смеси азотной и плавиковой к-т. В расплавленных щелочах на воздухе или при наличии окислителей (NaN03, КСl03) растворяется с образованием вольфраматов. Сырьем для произ-ва вольфрама служат вольфрамит и шеелит. Вольфрамовые руды предварительно обогащают с целью получения концентратов, содержащих 50—60 % W03. Хим. разложением обогащенных рудных концентратов — спеканием или сплавлением со щелочами, содой, автоклавным разложением растворами соды (шеелит) или разложением растворами едкого натра (вольфрамит) — получают вольфрамат натрия Na2W04. Из полученного водного раствора вольфрамата натрия осаждают вольфрамат кальция CaW04 (искусственный шеелит), к-рый разлагают горячей соляной или азотной к-той. Образовавшуюся вольфрамовую к-ту H2W04 очищают растворением в аммиачном растворе и кристаллизацией паравольфрамата аммония (упариванием или нейтрализацией). Прокаливание этой соли дает чистый вольфрамовый ангидрид W03. Шеелитовый концентрат можно также непосредственно разлагать соляной или азотной к-той с последующей аммиачной очисткой образующейся технической вольфрамовой к-той.
 
Вольфрамовый порошок получают восстановлением вольфрамового   ангидрида   водородом  при т-ре 850—1200° С (в зависимости от требуемой зернистости)  или  углеродом при т-ре 1400—1800° С в произ-ве твердых карбидных сплавов. Компактный металл получают гл. обр. методом порошковой металлургии (прессованием и спеканием заготовок из вольфрамового порошка в среде водорода). Полученный В. хорошо поддается обработке давлением (ковке,  волочению, прокатке и т. д.) при нагреве ниже т-ры рекристаллизации.   Развивается   вакуумная плавка заготовок В. и его сплавов с др. тугоплавкими металлами.
 
Большую   часть   добываемого вольфрама используют в произ-ве вольфрамовых сталей и сплавов. Наиболее распространены   вольфрамовые    быстрорежущие стали. Спеченные твердые сплавы на основе  карбида В. (а также в сочетании с др. карбидами) ,   отличающиеся  высокой  износостойкостью,  применяют для резания и обработки металлов давлением,   бурения  скважин   и  т.   п. Жаропрочные сплавы В.  с др. тугоплавкими металлами (молибденом, ниобием, танталом, рением) применяют в авиационной и ракетной технике; сплав вольфрам — рений используют для высокотемпературных термопар. В, используют также в электротехнике,   радиоэлектронике, для изготовления электродов электронных приборов и газоразрядных трубок, антикатодов и катодов рентгеновских трубок, нагревателей высокотемпературных  печей,   контактов прерывателей в автомобильных двигателях, для нанесения покрытий   и др. Некоторые  соединения  В.   (напр., Na2W 04) применяют в лакокрасочной и текстильной пром-сти, в составе сухих антифрикционных смазок (WS8, WSe3) и т. д.
 
Характеристика элементов. При рассмотрении нижних элементов подгруппы обращает внимание рост ионизационного потенциала при практически неизменном атомном и ионном радиусе. Это означает уплотнение электронных оболочек атомов. Близость радиусов обусловливает большее сходство молибдена с вольфрамом, чем этих металлов с хромом. Устойчивость степеней окисления у них иная, чем у хрома. Состояние +2 у него почти не встречается, а +3 для W нехарактерно, более устойчивы +4 и +6 .
Сходство с элементами подгруппы VIA проявляется в образовании соединений SF6, WF6 и ионов SO   , связи в которых в значительной степени ковалентны.
Свойства простых веществ и соединений. Вольфрам — метал, отличающиеся исключительной тугоплавкостью . В чистом виде он представляют собой плотные, твердые, белые и блестящие вещества. Хорошо обрабатываются прокатной, штамповкой и другими способами. На воздухе покрываются плотной оксидной плёнкой и поэтому устойчивы к действию обычных коррозионных агентов.
Вольфрам, реагирует с кислотами: растворяется в «царской водке», горячих концентрированных соляной, серной и азотной, а также в окислительно -щелочных   расплавах (например, в смеси NaOH И КОН). Вольфрам же растворяется только в смеси плавиковой и азотной кислот, а сплавление СО щелочами приводит, аналогично молибдену, к образованию солей — вольфраматов. Для вольфрама известна аналогичная   «вольфрамовая   синь».  
 
С неметаллами вольфрам реагируют при значительном нагревании, образуя прочные карбиды, силициды, сульфиды, галогениды и целый ряд оксидов , самыми устойчивыми из которых являются высшие WO3.
Им соответствуют соли Na24 вольфрамовой кислот. В кислой среде анионы этих солей способны к конденсации, и образуется ряд поливольфрамовых кислот. Некоторые из них могут быть выделены; например, при нагревании раствора и добавлении сильных кислот выпадает из раствора   желтая  вольфрамовая   кислота   H18[W4O21],   или точнее 4WO3 · 9H2O. Состав растворов вольфраматов сильно зависит от pH среды .
 
Получение и использование. Вольфрам в чистом виде из руд получить очень трудно. Поэтому чаше всего из полиметаллических или молибдено- и вольфрамово-железных руд выделяют ферровольфрам—основное сырье для металлургической промышленности. Для получения чистых металлов их подвергают обжигу до оксидов или хлоридов и последующему восстановлению.
Металлы используются для создания высококачественных легированных сталей — жаростойких, конструкционных, инструментальных, быстрорежущих. Важным свойством таких сталей является сохранение твердости при высоких температурах. Подобные сплавы служат для изготовления нити в электролампах. Добавка металлов к стали резко меняет ее структуру и придает ей способность выдерживать температурные нагрузки и воздействие коррозионных агентов.
 
В основном с этим также ищут .
Вы читаете, статья на тему вольфрам