钨是银白色的金属、有光泽,具有体心立方结构的金属。最明显的特性是它们的高熔点,钨是所有金属中熔点更高的。化学性质较稳定,表面形成一层钝态的薄膜。
钨在常温下很不活泼,与大多数非金属不作用,钨与氟作用。在高温下它易与氧、卤素、碳及氢反应,分别得到氧化物、卤化物、间充型碳化物及氢化物。钨不与硫作用。它与非氧化性的酸不作用,溶与浓硝酸、热浓 *** 、王水或HF和硝酸的混合酸。一般与碱溶液不作用,与熔融的碱性氧化剂反应。
钨的主要用途是制造特种钢。钨合金材料非常坚硬和耐磨、耐热,纯钨的最重要用途是做电灯泡中的灯丝,而钨丝的金属支架是纯钼
钨的硬度是120度,钨是一种有色金属。
通常人们根据金属的颜色和性质把金属分成两大类:黑色金属和有色金属。黑色金属主要指铁、锰、铬及其合金,如钢、生铁、铁合金、铸铁等。
黑色金属以外的金属称为有色金属。钨则属于有色金属范畴。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高,电阻比纯金 属大,电阻温度系数小,具有良好的综合机械性能。
钨钢的特点:
钨钢的分类根据ISO标准进行。这种分类的依据是工件的材料种别(如P,M,K,N,S,H牌号)。粘结相成份主要是利用其强度和耐蚀性。
钨钢的基体由两部分组成:一部分是硬化相;另一部分是粘结金属。粘结金属一般是铁族金属,常用的是钴、镍。因此就有了钨钴合金、钨镍合金及钨钛钴合金。
含钨的钢材,比如高速钢和某些热作模具钢,钢材中含钨对钢材硬度和耐热性能有很显著的提高,但是韧性会急剧下降。
钨是稀有高熔点金属,属于元素周期表中第六周期(第二长周期)的VIB族。钨是一种银白色金属,外形似钢。钨的熔点高,蒸气压很低,蒸发速度也较小。钨的化学性质很稳定,常温时不跟空气和水反应,不溶于盐酸、 *** 、硝酸和碱溶液。王水只能使其表面氧化,溶于硝酸和氢氟酸的混合液。高温下能与氯、溴、碘、碳、氮、硫等化合,但不与氢化合。
钨的主要物理性质如下:
元素符号:W
原子序数:74
稳定同位素及其所占百分比:180(0.14);182(26.41); 183(14.40);184(30.64);186(28.41)
原子体积:(立方厘米/摩尔)9.53
相对原子质量:183.85
元素在太阳中的含量:(ppm)0.004%
元素在海水中的含量:(ppm)0.000092%
自由原子的电子层结构:1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25P65d56S1
原子体积:9.53 cm/mol
原子半径:137皮米
外围电子排布:5d46s2
声音在其中的传播速率:(m/S)4620
氧化态:Main W-4, W-2, W-1, W0, W+2, W+3, W+4, W+5, W+6
电离能(kJ /mol):M - M+ 770 M+ - M2+ 1700 M2+ - M3+ 2300 M3+ - M4+ 3400 M4+ - M5+ 4600 M5+ - M6+ 5900
之一电离能:775kJ/mol。
电负性:1.7。
密度:19.35g/cm3。
晶体结构及晶格常数:
α-W:晶胞为体心立方晶胞,每个晶胞含有2个金属原子。β-W:立方晶格 a=5.046 nm(630℃以下稳定)
晶胞参数:
a = 316.52 pm
b = 316.52 pm
c = 316.52 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°
熔点:3410±20℃
沸点:5927℃
莫氏硬度:7.5
熔化潜热:40.13±6.67kJ/mol
升华热:847.8 kJ/mol(25℃)
蒸发热:823.85±20.9kJ/mol(沸点)
电阻温度系数:0.00482 I/℃
电子逸出功:4.55 eV
热中子俘获面:19.2 b
弹性模量:35000—38000 MPa(丝材)
扭力模量:~36000Mpa
体积模量:3.108×1011-1.579×107t+0.344×103t2 Pa
剪切模量:4.103×1011-3.489×107t+7.55×103t2 Pa
压缩性:2.910-7 cm/kg
钨有两种变型,α和β。在标准温度和常压下,α型是稳定的体心立方结构。β型钨只有在有氧存在的条件下才能出现。它在630℃以下是稳定的,在630℃以上又转化为α钨,并且这一过程是不可逆的。
同位素:
同位素符号 自然丰度 半衰期 衰变类型 衰变释放能量 衰变产物
180W 0.12% 1.8E18年 α 2.516MeV 176Hf
181W 人工合成 121.2天 ε电子捕获 0.188Mev 181Ta
182W 26.50% 稳定元素,不发生衰变。108个中子
183W 14.31% 稳定元素,不发生衰变。109个中子
184W 30.64% 稳定元素,不发生衰变。 110个中子
185W 人工合成 75.1天 β 0.433MeV 185Re
186W 28.43% 稳定元素,不发生衰变。112个中子
注:Mev是兆电子伏特的缩写
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