Как определить вольфрам в домашних условиях

Золото или вольфрам? Вот как узнать…

Надеемся, что Бундесбанк и конечно, немецкий народ, используют что-нибудь из этого в ближайшем будущем (до 2020 года включительно).

Ультразвуковой контроль золотых слитков

Применение: неразрушающая проверка физической целостности золотых слитков.

Пояснения:

Золотые слитки мошеннически подделывались путём вставки брусков не драгоценного металла, обладающего похожей плотностью. Такие вставки сложно или невозможно обнаружить путём взвешивания, рентгенографии или рентгеновской люминесценции, поэтому некоторые технологи по металлу прибегают к сверлению отверстий или разрезанию слитков с целью проверки целостности. Однако с помощью простого ультразвукового теста можно быстро и надёжно определить местоположение вставок без необходимости сверлить, резать или иным образом изменять слиток.

Оборудование:

Любой дефектоскоп Olympus или прибор с фазированной антенной решёткой (ФАР), например: EPOCH XT, EPOCH 600, EPOCH 1000, OmniScan SX и OmniScan MX2. Рекомендуется использовать частоту преобразователя 2,25 МГц.

Принцип:

В поддельном слитке золота с внутренней вставкой другого металла предсказуемым образом изменяется путь, по которому ультразвуковые волны проходят через металл. Вставки материала, отличного от золота, как и пустоты внутри слитка, изменят углы отражения волн. Большие вставки, занимающие большую часть слитка, могут быть также обнаружены по изменению скорости распространения звука.

1. Метод отражения импульса/эха

Ультразвуковые волны, проходящие через любую среду, будут распространяться в одном направлении, пока не достигнут границы с другим материалом, что вызовет их отражение в направлении источника.

Ультразвуковые дефектоскопы и приборы с ФАР генерируют импульсы высокочастотных звуковых волн, источниками которых служат небольшие ручные преобразователи. Звуковая энергия взаимодействует с тестируемым объектом, прибор измеряет и отображает картину распределения отражённых сигналов. Сигналы, отражённые изнутри золотого слитка, а не с его противоположной поверхности, изменяют картину и указывают на наличие либо вставки другого металла, либо внутренней полости.

При проведении этого испытания сначала регистрируют эталонный сигнал датчика, т. е. сигнал, отражённый нижней поверхностью известного слитка золота. Для измерения времени распространения ультразвуковой волны до нижней поверхности можно использовать стробимпульсы. Все отражённые сигналы из зоны, отмеченной стробимпульсом, указывают на то, что звуковой поток отражён от границы неоднородности материала, и необходимо провести дальнейшую проверку слитка. Ниже показаны типичные картинки на экране.

Изображения на экране дефектоскопа в случаях монолитного металла (выше) и металла с нарушением (ниже).

Примечание. Сигнал появляется в интервале, отмеченном красным.

Изображения монолитного металла (выше) и металла с неоднородностью (ниже), полученные с помощью прибора ФАР. Неоднородность отображается цветом там, где должен быть белый фон.

2. Метод измерения скорости

Скорость звука в чистом золоте равна 3,240 м/с или 0,1275 дюйм/мкс. В более твёрдых сплавах золота, используемых в ювелирных изделиях, скорость выше, но каждый сплав также характеризуется определённым значением скорости. Если скорость распространения звука отлична от ожидаемой величины, это означает, что состав металла был изменён.

Изготовление вольфрамовых мормышек в домашних условиях

Вольфрамовые мормышки заслуженно пользуются спросом у рыболовов-любителей зимней ловли как на мормышку, так и на поплавочную удочку. Благодаря большой плотности материала мормышка тяжела при небольшом размере, что очень важно при ловле с больших глубин. Московские рыболовы без труда могут приобрести такие мормышки, но как быть рыболову, если он живет далеко от крупного города. Кроме того, магазинные мормышки далеко не всегда представлены в нужном ассортименте. То нет самых маленьких, или наоборот, самых больших. Поскольку я много лет занимаюсь промышленным производством мормышек из тяжелых сплавов, то считаю полезным поделиться с коллегами своим старым опытом изготовления мормышек кустарным способом в домашних условиях.

Наиболее просто изготовить мормышку из сплавов вольфрам-никель-железо (ВНЖ) и вольфрам-никель-медь (ВНМ). Эти сплавы имеют удельный вес около 15 г/куб.см, что уже ощутимо выше, чем у свинца или олова. На начальной стадии изготовления из отходов электрических штампов, щеток токосъемников нужно вырезать с помощью ножовки с мелким зубом или с помощью дисковой фрезы четырехгранные столбики. Сторона заготовки должна быть на 0,5-1 мм больше, чем размер мормышки. Далее можно зажать столбик в патрон электродрели, придать концу заготовки с помощью надфиля форму мормышки, оставив перемычку между заготовкой и столбиком (рис.1). Затем с торца заготовки сверлится отверстие для крючка, а сбоку — отверстие для лески (рис.2). После этого заготовка мормышки отрезается от столбика. Для сверления отверстий можно применять сверла диаметром от 0,7 до 1,5 мм, во время сверления полезно применять смазывающую эмульсию (например, в домашних условиях можно использовать молоко). Число оборотов сверла — 300-500 об/мин. Таким способом достаточно легко изготовить любую мормышку, имеющую форму вращения. Если есть доступ к токарному станку, то проще проточить столбики, превратив их в цилиндрические заготовки, затем уже резцом придать нужную форму мормышке. Резцы лучше применять марок ВК3-ВК8, а сверла Р13-Р18, но подойдут и Р6М5.

Однако более интересно изготовить мормышку неправильной формы (рис.3). Тогда нужно запастись терпением и с помощью надфиля (не алмазного) выпилить заготовку, просверлить ее и отрезать от столбика. Для грубой обработки заготовки можно применять и абразивные камни. Обрабатывать вольфрамовые сплавы лучше обычными надфилями, поскольку при использовании алмазного инструмента возможно образование карбида вольфрама, что очень затруднит ручную обработку. Также не стоит удивляться, если для изготовления одной-трех мормышек будет расходоваться один надфиль.

Наиболее тяжелые мормышки получаются, если в качестве исходного материала используются вольфрамовые электроды. Такие электроды применяются при сварке в среде аргона. На наждачном станке концу электрода придается форма тела мормышки. Затем диском с алмазным напылением толщиной от 0,27 до 0,80 мм в заготовке прорезается паз такой глубины, чтобы его конец располагался по месту будущего отверстия для лески (рис.4). Скорость вращения диска должна быть не менее 3000 об/мин. Заготовку отламывают от электрода и зачищают торец.

Заготовки мормышек меднят любым гальваническим способом, описанным в литературе, например, в книге «300 Практических советов», или любой другой. После меднения в прорезь или в отверстие для лески вставляется нихромовая, а еще лучше вольфрамовая проволока, в заготовку вставляется крючок и все это в сборе пропаивается оловянным припоем. Во время пайки важно не перегреть заготовку, иначе может произойти отслоение медного покрытия с заготовки и отпуск крючка. После остывания мормышки проволока выдергивается, и мормышка готова.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Определение — вольфрам

Определение вольфрама роданидным методом, Е. Б. С е н д э л, Колориметрическое определение следов металлов, Госхимиздат, 1949, стр. [1]

Определение вольфрама по методу окисления — восстановления затруднено невысоким нормальным потенциалом системы WVI / WV. Условия восстановления вольфрама ( VI) аскорбиновой кислотой описаны в разделе Ванадий ( см. стр. [2]

Определение вольфрама в чистых продуктах является относительно несложной задачей и может быть выполнено обработкой одними кислотами. Осаждению вольфрама обработкой кислотами при нагревании мешают натрий, калий, аммонийные соли, фосфор, молибден, мышьяк, фтор и органические вещества, как, например, винная кислота. Эти элементы замедляют также в известной мере осаждение цинхонином. [3]

Определение вольфрама по методу окисления — восстановления затруднено невысоким нормальным потенциалом системы WVI / WV. Условия восстановления вольфрама ( VI) аскорбиновой кислотой описаны в разделе Ванадий ( см. стр. [4]

Определение вольфрама в чистых продуктах является относительно несложной задачей и может быть выполнено обработкой одними кислотами. В случае же анализа сложных материалов выделение вольфрамовой кислоты одними кислотами недостаточно надежно и в конце операции следует прибавлять цинхонин, который образует нерастворимое соединение с вольфрамом а. Осаждению вольфрама обработкой кислотами при нагревании мешают натрий, калий, аммонийные соли, фосфор 3, молибден, мышьяк, фтор и органические вещества, как, например, винная кислота. Эти элементы замедляют также в известной мере осаждение цинхонином. [5]

Определение вольфрама основано на выделении его из раствора навески в виде растворимой в кислотах вольфрамовой кислоты H2W04 — H2O желтого цвета; при этом вольфрам одновременно отделяется от большинства сопутствующих компонентов. Образование осадка вольфрамовой кислоты происходит в результате окисления карбидного и металлического вольфрама действием азотной кислоты. Вольфрам обычно не весь выделяется в осадок, небольшая часть его остается в растворе. Осадок вольфрамовой кислоты способен соосаждать примеси из раствора ( кремниевую кислоту, железо, фосфор, хром, ванадий, молибден, ниобий и др.), поэтому титриметрический и фотометрический методы имеют определенные преимущества, так как загрязнения здесь существенного влияния не оказывают, как это происходит в гравиметрическом методе. [6]

Определение вольфрама роданидным методом, Е. Б. С е н д э л, Колориметрическое определение следов металлов, Госхимиздат, 1949, стр. [7]

Определение вольфрама лучше производить в виде WO3, который прокаливанием не выше 900 доводится до постоянного веса. [8]

Определение вольфрама Определение производится так же, как в победитовой смеси. [9]

Определение вольфрама ( VI) по методу окисления — восстановления затруднено невысоким стандартным потенциалом системы WVI / WV. Поэтому для амперометрического определения приходится прибегать к очень сильным восстановителям, например к хрому ( II) [ И ], что связано с определенными неудобствами вследствие того, что растворы хрома ( II) неустойчивы при хранении. [10]

Определению вольфрама не мешают 300-кратный избыток Ni2 и Со2, 100-кратный — Мп2, 30-кратный — Си2, 10-кратный — Mov. Мешают определению Fe3, Cr3 и V4 при их наличии в растворе даже в меньшем количестве, чем вольфрам. Метод применен для определения вольфрама в вольфрамникелевых сплавах. [11]

Определению вольфрама не мешают 300-кратный избыток № 2 и Со2, 100-кратный — Мп2, 30-кратный — Си24, 10-кратный — Mov. Мешают определению Fe3, Cr3 и V4 при их наличии в растворе даже в меньшем количестве, чем вольфрам. [12]

Определению вольфрама не мешают [408]: Pb, Cd, As ( III), SOl -, СГ, ВГ, NOg, РОГ, SiOj F -; 1000-кратные количества Hg ( II), Ag, Zn, Cr ( III); 50-кратные Mn ( II), Go, Ni, Cu, Al, U. Мешающее влияние V ( V) устраняют аскорбиновой кислотой. Метод пригоден для определения вольфрама в сталях и полиметаллических рудах. [13]

Определению вольфрама мешают Ti, Mo и Nb, образующие аналогичные соединения; влияние Fe ( III) устраняют аскорбиновой кислотой. Метод пригоден для анализа стали. [14]

Определению вольфрама мешает молибден, который также образует окрашенный и использующийся для определения молибдена хелат. Молибден восстанавливается гораздо легче вольфрама, поэтому в определенных условиях сначала можно получить хелат молибдена с дитиолом, который селективно отделяют экстракцией амилацетатом или петролейным эфиром, а затем при помощи более сильных восстановителей получают соответствующее соединение вольфрама. На этом основано определение Мо и W при совместном присутствии. [15]

Вольфрам — что за металл? Свойства и сферы применения

Одним из самых распространенных химических элементов является вольфрам. Он обозначается символом W и имеет атомный номер — 74. Вольфрам относится к группе металлов, имеющих высокую стойкость к изнашиванию и температуру плавления. В периодической системе Менделеева он находится в 6-й группе, обладает схожими свойствами с «соседями» — молибденом, хромом.

Открытие и история

Еще в XVI веке был известен такой минерал, как вольфрамит. Он был интересен тем, что при выплавке олова из руды его пена превращался в шлак и, конечно же, это мешало производству. С тех пор, вольфрамит стали называть «волчья пена» (с нем. Wolf Rahm). Название минерала перешло и на сам металл.

Шведский химик Шееле в 1781 году обрабатывал азотной кислотой металл шеелит. В процессе эксперимента у него получился жёлтый тяжёлый камень — оксид вольфрама (VI). Через два года братья Элюар (испанские химики) получили из саксонского минерала сам вольфрам в чистом виде.

Добывают этот элемент и его руды в Португалии, Боливии, Южной Корее, России, Узбекистане, а наибольшие запасы были найдены в Канаде, США, Казахстане и Китае. В год добывается всего 50 тонн этого элемента, поэтому он дорого стоит. Рассмотрим подробнее, что за металл вольфрам.

Свойства элемента

Как уже было сказано ранее, вольфрам – это один из самых тугоплавких металлов. Он имеет блестящий светло-серый цвет. Его температура плавления 3422°С, а кипения — 5555°C, плотность в чистом виде — 19,25 г/см 3 , а твердость 488 кг/мм². Это один из самых тяжелых металлов, обладающий высокой коррозионной стойкостью. Он практически не растворим в серной, соляной и плавиковой кислотах, но быстро вступает в реакцию с перекисью водорода. Что за металл вольфрам, если он не реагирует с расплавленными щелочами? Вступая в реакцию с гидроксидом натрия и кислородом, он образует два соединения – вольфрамат натрия и обычную воду Н₂О. Интересно, что при повышении температуры вольфрам саморазогревается, тогда процесс происходит намного активнее.

Получение вольфрама

На вопрос о том, к какой группе металлов относится вольфрам, можно ответить, что он входит в категорию редких элементов, как рубидий и молибден. А это, в свою очередь, означает, что для него характерны небольшие масштабы производства. Кроме того, такой металл не получают восстановлением из сырья, сначала он перерабатывается на химические соединения. Как же происходит получение редкого металла?

1. Из рудного материала выделяют необходимый элемент и концентрируют его в растворе или осадке.
2. Следующим шагом, получают чистое химическое соединение путем очистки.
3. Из полученного вещества выделяют чистый редкий металл – вольфрам.

Для обогащения руды используют гравитацию, флотацию, магнитную или электростатическую сепарацию. В результате получают концентрат, который содержит 55-65% ангидрида вольфрама WO₃. Для получения порошка его восстанавливают при помощи водорода или углерода. Для некоторых изделий, на этом процесс получения элемента заканчивается. Так, вольфрамовый порошок используют для приготовления твердых сплавов.

Изготовление штабиков

Мы уже выяснили, что за металл вольфрам, а теперь узнаем, в каком сортаменте он изготавливается. Из порошкового соединения изготавливают компактные слитки – штабики. Для этого используют только порошок, который был восстановлен водородом. Их изготавливают путем прессования и спекания. Получаются довольно прочные, но хрупкие слитки. Иными словами, они плохо поддаются ковке. Для улучшения этого технологического свойства, штабики подвергают высокотемпературной обработке. Из этого изделия изготавливают другой сортамент.

Вольфрамовые прутки

Конечно же, это один из самых распространенных видов продукции из этого металла. Что за вольфрам используется для их изготовления? Это вышеописанные штабики, которые подвергаются ковке на ротационной ковочной машине. Важно отметить, что процесс происходит в нагретом состоянии (1450-1500°С). Полученные прутки применяют в самых различных отраслях промышленности. Например, для изготовления сварочных электродов. Кроме того, вольфрамовые прутки нашли широкое применение в нагревателях. Они работают в печах при температуре до 3000 °С в вакууме, инертном газе или водороде. Прутки также могут быть использованы как катоды электронных и газоразрядных приборов, радиоламп.

Интересно, что сами по себе электроды являются неплавящимися, и поэтому во время сварки, необходима подача присадочного материала (проволока, прут). При расплавлении со свариваемым материалом он создает сварочную ванну. Данные электроды, как правило, применяются для сварки цветных металлов.

Вольфрам и проволока

Вот еще один вид широко распространённой продукции. Вольфрамовая проволока изготавливается из кованых прутков, рассмотренных нами ранее. Волочение производится с постепенным снижением температуры от 1000°С до 400°С. Затем проводят очистку изделия путем отжига, электролитической полировкой или электролитическим травлением. Поскольку вольфрам – тугоплавкий металл, проволока используется в элементах сопротивления в нагревательных печах при температурах до 3000°С. Из нее изготавливают термоэлектрические преобразователи, а также спирали ламп накаливания, петлевые подогреватели и многое другое.

Соединения вольфрама с углеродом

Карбиды вольфрама считаются очень важными с практической точки зрения. Они применяются для изготовления твердых сплавов. Соединения с углеродом имеют положительный коэффициент электросопротивления и хорошую проводимость металла. Карбиды вольфрама образуются двух видов: WC и W₂C. Они различаются своим поведениям в кислотах, а также растворимостью в других соединениях с углеродом.

На основе вольфрамовых карбидов изготавливают два типа твердых сплавов: спеченные и литые. Последние получают из порошкообразного соединения и карбида с недостатком С (менее 3%) путем литья. Второй тип изготавливают из монокарбида вольфрама WC и цементирующего металла-связки, которым может выступать никель или кобальт. Спеченные сплавы получают только методом порошковой металлургии. Порошок цементирующего металла и карбид вольфрама смешивают, прессуют и спекают. Такие сплавы обладают высокой прочностью, твёрдостью износоустойчивостью.

В современной металлургической промышленности их используют для обработки металлов резанием и для изготовления бурового инструмента. Одним из самых распространённых сплавов являются ВК6 и ВК8. Их применяют для изготовления фрез, резцов, сверл и другого режущего инструмента.

Область применения карбидов вольфрама достаточно объёмная. Так, их используют для изготовления:

• бронебойных припасов;
• деталей двигателей, самолетов, космических кораблей и ракет;
• оборудования в атомной промышленности;
• хирургических инструментов.

На Западе особенно широко применяются карбиды вольфрама в ювелирных изделиях, в особенности, для изготовления свадебных колец. Металл смотрится красиво, эстетично, его легко обрабатывать.

Это объясняется тем, что они невероятно износоустойчивы. Чтобы поцарапать такое изделие, придется приложить немало усилий. Даже через несколько лет, кольцо будет выглядеть как новое. Оно не потускнеет, не повредится рельефный узор, да и полированная часть не потеряет своего блеска.

Вольфрам и рений

Сплав этих двух элементов довольно широко применяется для изготовления высокотемпературных термопар. Вольфрам – какой металл? Как и рений, это жаропрочный металл, а легирование элементов снижает это свойство. Но что, если взять два практически одинаковых вещества? Тогда температура их плавления снижаться не будет.

Если использовать рений в качестве присадки, будет наблюдаться повышение жаропрочности и пластичности вольфрама. Данный сплав получают методом плавки в порошковой металлургии. Термопары, изготавливаемые из этих материалов, являются жаропрочными и могут измерять температуру больше 2000°С, но только в инертной среде. Конечно же, подобные изделия стоят дорого, ведь в один год добывается всего 40 тонн рения и только 51 тонна вольфрама.