InfoNu.nl > Wetenschap > Techniek > Wolfraam: Het element

Wolfraam: Het element

Wolfraam: Het element Wolfraam is een bijzonder metaal. Het technisch zuivere metaal is zacht en kan geknipt en vervormd worden met eenvoudige plaatwerkgereedschap maar reeds weinig legeringselementen geven het een grote sterkte en hardheid. Het heeft het hoogste smeltpunt van alle metalen en wolfraamlegeringen worden toegepast van het kogeltje in de balpoint tot pantserstaal. Meeste wolfraam(carbide) wordt gebruikt voor de bereiding van gereedschapstaal met name van Hardmetaal, een zeer slijtvast metaal dat gebruikt wordt voor de vervaardiging van snijgereedschap als draaibeitels en frezen.

Inhoud


Wolfraamerts Huebneriet / Bron: Eurico Zimbres & Tom Epaminondas, Wikimedia Commons (CC BY-SA-2.5)Wolfraamerts Huebneriet / Bron: Eurico Zimbres & Tom Epaminondas, Wikimedia Commons (CC BY-SA-2.5)

Wolfraam-ertsen

Meest voorkomende wolfraam ertsen zijn wolframiet, scheeliet, ferberiet en huebneriet. Het wordt aangetroffen in in China (75% van de wereldproductie), Bolivia, Verenigde Staten, Oostenrijk, Portugal, Rusland en Zuid-Korea. Heden wordt meeste wolfraam gewonnen uit wolframiet((Fe, Mn)WO4) en scheeliet (CaWO4).

Wolfraam bereiding

Wolfraam ertsen worden gesmolten met natriumhydroxide, waarbij natriumwolframaat ontstaat, dat wordt omgezet in ammoniumwolframaat, waaruit door verhitten wolfraamtrioxide (WO3) ontstaat, dat met waterstof of koolstof wordt gereduceerd tot poedervormig metaal en koolstofdioxide (CO2). Door persen in een waterstof atmosfeer en walsen wordt metaal in draad- of plaatvorm vervaardigd. De wereld jaarproductie is ongeveer 70.000 ton.
Wolfraam een zacht lichtgrijs-wit metaal dat is te knippen met een tang en taai zodat het tot draad getrokken kan worden en in mallen geperst. Echter verbindingen als wolfraamcarbiden zijn zeer hard en creëren sterke slijtvaste wolfraamlegeringen.

Wolfraamerts Wolframiet / Bron: Eurico Zimbres & Tom Epaminondas, Wikimedia Commons (CC BY-SA-2.0)Wolfraamerts Wolframiet / Bron: Eurico Zimbres & Tom Epaminondas, Wikimedia Commons (CC BY-SA-2.0)
Wolfraamerts Scheeliet / Bron: Didier Descouens, Wikimedia Commons (CC BY-SA-4.0)Wolfraamerts Scheeliet / Bron: Didier Descouens, Wikimedia Commons (CC BY-SA-4.0)
Wolfraamerts Ferberiet / Bron: Didier Descouens, Wikimedia Commons (CC BY-SA-4.0)Wolfraamerts Ferberiet / Bron: Didier Descouens, Wikimedia Commons (CC BY-SA-4.0)

Wolfram spiraaldraad in een gloeilamp / Bron: Planemad, Wikimedia Commons (CC BY-SA-2.5)Wolfram spiraaldraad in een gloeilamp / Bron: Planemad, Wikimedia Commons (CC BY-SA-2.5)

Toepassingen van wolfraam

  • Elektrische contacten en schakelingen; contactpunten in motoren.
  • Wolfraam metaal met hoogste smeltpunt, is prima geschikt als gloeidraad in gloeilampen, straalkachels, buizen voor sterke radiozenders en voor televisies.
  • Hitteschild bij ruimtevaartuigen en de neuzen van luchtdoelraketten.
  • Kernreactortechnologie, o.a. containers voor splijtstof voor kernreactoren.
  • Matrijzen en walsen.
  • Hittevaste stalen met grote treksterkte bij hoge temperaturen. Wolfraamstaal (W,Fe; plus Ni,Cu en Cr) beschermt bij hoge temperaturen tegen oxidatie. Bij temperaturen tot circa 2000°C blijft het hardheid behouden, waardoor het gebruikt wordt als pantserstaal en omhulsel van granaten en kogels. Legeringen van wolfraam met zirkonium, niobium en tantaal worden gebruikt in uitlaatpijpen van raketten en straalmotoren.
  • Allerlei soorten ovens.
  • Röntgentechnologie en randapparatuur.
  • Slijpwerktuigen (W,Ni,Fe).
  • Als katalysator in de olie-industrie; nikkelwolfraamsulfide verwijdert zwavel en stikstof uit aardoliefracties.
  • Doordat wolfraam dezelfde uitzettingscoefficient heeft als glas kan het in glas worden gegoten.
  • Wolfraamcarbide (WC en W2C) met kobalt als bindmiddel, is bekend als hardmetaal, een zeer hard materiaal dat gebruikt wordt in boor- en snijgereedschap, zoals frezen voor hout en metaalbewerking en tandartsboren.
  • Wolfraam en legeringen zoals: WNiFe, WNiMoFe of WNiCu), worden toegepast (i.p.v. lood) bij de afscherming van radioactieve straling.
  • Vanwege de hoge dichtheid wordt het toegepast als balansgewicht in vliegwielen van motoren en voor uitbalanceren van propellers en scheepsroeren

Toepassingen van wolfraam verbindingen

  • Bekleden van materialen om ze slijtvast en hittebestendig te maken (WC)
  • Elektrodemateriaal (Li2WO2)
  • Elektrodemateriaal in brandstofcellen (WC)
  • Halogeenlampen (WI6)
  • Katalysator in de petrochemie (WS2) (WO3), (W18O49), (W20O58)
  • Ontzwaveling in de petrochemie ammoniummetawolframaat
  • Pigmenten (wolframaten)
  • Smeer- en slijpmiddel voor boorinstallaties. Wolfraam disulfide (WS2) is een droge smeerolie, gebruikt bij temperaturen tot 500°C.
  • Bepaalde wolfraam verbindingen met magnesium en calcium hebben fosforescerende eigenschappen. Röntgenfluorescentiestof (wolfraamzuur)

Laselektrode

Als bij deze vorm van lassen een wolfraamelektrode wordt gebruikt, spreken we van TIG-lassen (Tungsten-Inert-Gas); als het te lassen metaal zelf als elektrode dient, spreekt men van MIG-lassen (Metal-Inert-Gas).

Milieu en gezondheid

  • Wolfraam is een veilig metaal. Bijzondere voorzorg- en veiligheidsmaatregelen zijn niet nodig. Er is geen schade bekend die veroorzaakt is door wolfraam.
  • Blootstelling aan wolfraam is niet gevaarlijk. Industriële ervaring toont aan dat wolfraam geen ziektes veroorzaakt bij werklieden in staalfabrieken en blootstelling aan de oplossingsproducten van wolfraam(bij 5 mg/m3 lucht).
  • Niet chronische maar tijdelijk is het irriteren van huid en ogen. Inademing veroorzaakt irritatie van longen en slijmvliezen. Oogirritatie veroorzaakt tranen en roodheid. Huidcontact veroorzaakt roodheid, jeuk en schilfering, als men geen beschermende kleding draagt.
  • Meeste wolfraamverbindingen zijn toxisch.
  • Het stof van wolfraam in metaalvorm is licht ontvlambaar en explosief.

Chemische en fysische eigenschappen

Naam wolfraam, wolframium, tungsten
SymboolW
Atoomnummer74
Atoommassa183,84
Oxidatietoestanden+6
GroepChroomgroep:
Chroom, Molybdeen, Wolfraam,
Seaborgium
Periodeperiode 6
Blok D blok
Reeksovergangsmetalen
Kleurgrijswit
Atoomstraal139 pm:
pm= picometer = 10 -12 meter.
Elektronegativiteit (eV)
Pauling
2.36
Kristalstructuur
(atoomrooster 20grC)
KRG
Rooster Constante bij 20 º C,
Angstrom
3,1585
Dichtheid19,3 g/cm3
Hardheid Mohs7,5
Smeltpunt3422 grC
Kookpunt5555 grC
Aggregatietoestandvast
Smeltwarmte KJ/mol35,4
Verdampingswarmte
KJ/mol
824,0
Specifieke warmte J/kg/K130
Elektrische weerstand 20 º C
Elektrische weerstand 227 º C
Elektrische weerstand 727 º C
Elektrische weerstand 1727 º C
Elektrische weerstand 2727 º C
Elektrische weerstand 3227 º C
5,5 (microhm-cm)
10,5
24,3
55,7
90,4
108,5
Warmtegeleiding W/m.K170
Natuurlijke Isotopen 5 stabiele180, 182, 183, 184, 186
en 25 instabiele isotopen
liniaire uitzettingscoefficient per grC 4.3 x 10↑-6
Thermische geleidbaarheid bij 20 º C
(cal / cm / º C / sec)
0,40
Specifieke warmte bij 20 º C (cal / g / º C)0.032
Elektrische geleidbaarheid,% IACS 31
Treksterkte (20 grC), N/mm2 700 - 3400
Treksterkte 500 º C, N/mm2 500 - 1400
reksterkte bij 1000 º C, N/mm2 350 - 500
Poisson Ratio 0,284
Hardheid (Mineral) mohs 7,5
Hardheid (Vickers)3430
Hardheid (Brinell)2570
Werk Temperatuur, º C max. 1700
Rekristallisatie Temperatuur, º C1300 - 1500

Lees verder

© 2013 - 2019 Custor, het auteursrecht (tenzij anders vermeld) van dit artikel ligt bij de infoteur. Zonder toestemming van de infoteur is vermenigvuldiging verboden.
Gerelateerde artikelen
Gloeilamp: werking en geschiedenisGloeilamp: werking en geschiedenisEen gloeilamp bestaat uit een glazen bol (veelal gevuld met stikstof of een edelgas) met daarin een gloeidraad. Door de…
De uitvinding van de gloeilampIs de gloeilamp uitgevonden door één enkele persoon? Er zijn goede redenen om Edison aan te wijzen als uitvinder, maar i…
Wat is een stroomkring en hoe werkt dat?Je weet dat veel apparaten op elektriciteit werken. Elektriciteit uit een stopcontact of uit een batterij. Maar hoe werk…
Hoe ontstaat rontgenstraling?De meeste mensen weten wel wat röntgen betekent. Door middel van röntgen kunnen we in het binnenste van de mens kijken,…
Halogeenverlichting: praktische tipsHalogeenverlichting: praktische tipsWe kennen allemaal de diverse soorten gloeilampen, TL buizen, SL en PL lampen en de grote verscheidenheid van de armatur…
Bronnen en referenties
  • Bronnen:
  • http://home.scarlet.be/weerstation.ransberg/PSE/elem_nlfd1d.html?IDE=W
  • http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/tungsten/
  • http://www.bearing-needle.com/15NL-harde-metalen-WC-Co-wolfraam-heavy-legering-WC.htm
  • http://www.lenntech.nl/periodiek/elementen/w.htm#ixzz2UigYMIw0
  • YDTech® Fabrikant van hard metaal wolfraamcarbide en kobalt, W-Ni-Fe, W-Ni-Cu, Leverancier van harde zware metalen wolfraam legering (WC-TiC-Co) en hardmetaal WC in China.
  • http://sciencenotes.org/?attachment_id=320(wolfraam embleem)
  • Afbeelding bron 1: Eurico Zimbres & Tom Epaminondas, Wikimedia Commons (CC BY-SA-2.5)
  • Afbeelding bron 2: Eurico Zimbres & Tom Epaminondas, Wikimedia Commons (CC BY-SA-2.0)
  • Afbeelding bron 3: Didier Descouens, Wikimedia Commons (CC BY-SA-4.0)
  • Afbeelding bron 4: Didier Descouens, Wikimedia Commons (CC BY-SA-4.0)
  • Afbeelding bron 5: Planemad, Wikimedia Commons (CC BY-SA-2.5)

Reageer op het artikel "Wolfraam: Het element"

Plaats als eerste een reactie, vraag of opmerking bij dit artikel. Reacties moeten voldoen aan de huisregels van InfoNu.
Meld mij aan voor de tweewekelijkse InfoNu nieuwsbrief
Ik ga akkoord met de privacyverklaring en ben bekend met de inhoud hiervan
Infoteur: Custor
Laatste update: 30-11-2016
Rubriek: Wetenschap
Subrubriek: Techniek
Special: Overgangsmetalen
Bronnen en referenties: 12
Schrijf mee!