钨的沸点为10,030 f,其他疯狂的事实

经过:戴夫·罗斯(Dave Roos)|
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在20世纪,大多数轻微的漏洞都是由钨制成的细丝。Aleksandr Zubkov/Getty Images

装甲的子弹,火箭引擎喷嘴钻头为了切割固体岩石,只是用钨制成的一些产品,钨是宇宙中最坚硬,最耐热的元素之一。

像大多数其他金属元素一样,钨在自然界中也没有被发现是金属的闪亮大块。它需要从其他化合物中化学分离,在这种情况下,它是天然存在的矿物质陶瓷。这就是为什么钨在周期表不是T,而是W,这是“ Wolfram”的缩写。Tungsten这个名字是瑞典语“重石”,这是对该元素的不可思议的密度和重量的提及。其原子数(其原子核中质子的数量为74),其原子量(其自然存在的同位素的加权平均值)为183.84。

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一对西班牙化学家(和兄弟),胡安·何塞(JuanJosé)和福斯托(Fausto Elhuyar)发现钨1783年,当他们第一次将灰白色的金属与Wolframite隔离时。

所有金属的最高熔点

Tungsten最令人印象深刻和有用的特性之一是其高熔点,是所有金属元素中最高的。纯钨融化高达6,192度F(3,422度c),直到温度达到10,030 F(5,555 C),该温度与太阳的光球相同。

铁,进行比较,熔点为2,800度(1,538度),并且黄金转向液体仅为1,947.52度(1,064.18度C)。

化学家和材料科学家约翰·纽萨姆(John Newsam)说,所有金属的熔点都相对较高,因为它们的原子被固定在紧密的金属粘结中。美国化学学会。金属键是如此之强,因为它们在整个三维原子阵列中共享电子。Newsam说,由于其金属粘结的异常强度和方向性,钨超过了其他金属。

“为什么这很重要?”问新闻。“想想爱迪生在白炽灯灯泡上工作的细丝。他需要一种材料,不仅发出光,而且不会从热量中融化。”

爱迪生试验了许多不同的灯丝材料,包括白金,虹膜和竹子,但这是另一位美国发明家威廉·柯立芝(William Coolidge),他认为整个20世纪大多数灯泡都使用了钨丝。

Tungsten的高熔点还有其他优点,例如将其混合成与钢等材料混合在一起时。钨合金被镀在需要承受巨大火的火箭和导弹的各个部分上,包括发动机喷嘴,这些喷嘴弹出了爆炸性的火箭燃料。

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为什么钨太重了

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钨也用于制作结婚戒指。Silaterangel/Wikipedia/CC BY-SA 3.0

不同元素的密度是其成分原子大小的反映。您在元素周期表上获得的越低,原子越大越重。

Newsam说:“像钨这样的较重元素在细胞核中具有更多的质子和中子,并且在细胞核周围的轨道上有更多的电子。”“这意味着一个原子的重量在您下降时大大增加。”

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实际上,如果您一只手握住了一块钨,另一方面握着相同的银色或铁,钨将感觉更重。具体而言,钨的密度为每立方厘米19.3克。相比之下,银的密度大约是钨(10.5 g/cm)3),铁几乎是浓密的三分之一(7.9 g/cm3)。

在某些应用中,钨的高密度重量可能是一个优势。它通常用于弹跳子弹,例如,其密度和硬度。军方还使用钨制造出所谓的“动力轰击”武器,这些武器像空气式撞撞公羊一样射击一根钨,以砸破墙壁和坦克装甲。

在冷战期间,据称空军试验了一个称为的想法Project Thor那将把一束20英尺(6米)的钨杆从轨道上掉到敌方目标上。这些所谓的“来自上帝的棒”会影响核武器的破坏力,但没有核辐射。事实证明,将重杆旋转成太空的成本非常昂贵。

只有钻石比碳化钨更难

纯钨并不难 -你可以用手锯切开它- 但是,当钨与少量的碳结合在一起时,它变成了碳化钨,它是地球上最难,最坚硬的物质之一。

Newsam说:“当您将少量的碳或其他金属放入钨中时,它可以修复结构并防止其容易变形。”

碳化钨非常困难,可以仅被钻石切割,即使到那时,钻石也只有在碳化钨尚未完全固化的情况下起作用。碳化钨的最多是钢的刚性的三倍,在高度磨料的条件下,碳化碳的持续时间比钢的长达100倍,并且在所有锻造金属中具有最大的抗压强度,这意味着在巨大的力下挤压时不会凹陷或变形。。

碳化钨的最常见用途,也是地球上的大多数开采钨- 是专业工具,尤其是钻头。任何用于切割金属或固体岩石的钻头都需要承受惩罚摩擦水平的情况,而无需钝化或破裂。只有钻石钻比碳化钨更难,但它们也贵得多。

钨的其他很酷的用途

钨的硬度,密度和耐热性使其非常适合许多利基应用:

  • 电子显微镜从钨制成的特殊发射极尖端射出了一群电子流。
  • 金属和玻璃之间的大多数焊缝都是由钨制成的,因为钨的膨胀和合同的速度与硼硅酸盐玻璃(最常见的玻璃)相同。
  • 雪地摩托轨道上的尖峰由钨合金制成。
  • 专业级飞镖是用钨制成的(“ Wolfram Infinity”是97%的钨)。
  • 圆珠笔,实际的球通常是用碳化钨制成的。
  • 珠宝行业从碳化通碳酸钨制成戒指。

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