Tabelul periodic al elementelor

Tungsten - metal cu cel mai înalt punct de topire, astfel încât să-l într-o formă compactă, este destul de o sarcină ușoară.

În această fotografie - pulbere de tungsten. De obicei, este preparat prin reducerea oxidului de wolfram, cu hidrogen, la o temperatură de 400-800 grade. Cu cat mai mare a restabili temperatura, particulele mai mari sunt formate din tungsten. Recuperarea este efectuată într-un cuptor rotativ în hidrogen contracurent.

Mai mult, un astfel de metal poate fi sinterizate sau prelucrate prin laminare la o temperatură ridicată, sau într-un cuptor cu arc pentru a se topi în lingouri. Pentru un set mic am ales un mic bare de tungsten obținute prin laminare. Suprafata curatata tija elektrotravleniem.
tungsten coeficient de dilatare termică apropiată de cea de siliciu, substrat tungsten etc. cipurilor de siliciu cositorite tranzistori de putere - pentru a evita crăparea cristalelor în timpul încălzirii.

O altă utilizare a tungsten este fabricarea de electrozi pentru lămpi cu arc de putere mare (de exemplu, cum ar fi pe o pagină cu xenon). Cu toate acestea, după cum se poate vedea în fotografie, chiar și tungsten nu este în întregime rezistent la un arc electric puternic - topit capete ale electrozilor.

Ei bine, modelele mele preferate - cristale unice de tungsten. Dacă luați un singur cristal în mână, primul lucru care este surprinzător - greutatea sa. densitate de tungsten mai mare decât densitatea de fier în două ori și jumătate! (Și șapte ori mai mult densitate de aluminiu.) Este aproape egal cu densitatea de aur (diferă cu mai puțin de 1%). Aceste cristale sunt crescute la metoda cu bandă de încălzire cu fascicul de electroni. În această metodă, semifabricatul (tijă-tungsten) este întărită vertical în camera de vid. In jurul piesei de prelucrat inelar este arma cu catod de electroni, din care electronii emiși sunt accelerate printr-o tensiune ridicată. Obținerea pe eșantion, acestea provoacă-l să se topească o mică parte. În zona topită rezultată, metalul lichid este împiedicată scurgerea de forțele de tensiune de suprafață. Catodul (și cu ea, și zona topită) se deplasează încet de-a lungul cristalului. Astfel, există o serie de procese utile, toate impuritățile volatile migrează din proba (într-o cameră de vid menținut la o presiune mai mică de 10 -5 mm Hg, iar temperatura este de 3500 de grade - în aceste condiții, cele mai multe dintre impuritățile care părăsesc proba sub formă de abur ..); După mai multe treceri, ca și în zona de topire, impuritățile non-volatile rămase sunt concentrate pe o parte a eșantionului. De asemenea, există o solidificare dirijată a lingoului, care în timpul utilizării oferă o sămânță singur cristal la o orientare predeterminată. Aceste cristale unice sunt utilizate pentru fabricarea anozilor de tuburi cu raze X, în cercetarea fizicii. lămpi cu halogen cu incandescență de înaltă calitate și sunt fabricate din lingouri cu un singur cristal, care poate prelungi durata lor de viață de mai multe ori.

Un alt exemplu foarte interesant de tungsten (și, probabil, cel mai dificil de proba din colecția mea, ea cântărește mai mult de 6 kg) - tungsten creuzet. Tungsten este dificil de prelucrare, astfel încât să sculpteze sau de a crea un creuzet așa ar fi, dacă nu imposibil, este extrem de dificil (pereții ei nu trebuie sa fie poros, astfel încât comprimarea pulberii nu este adecvată). Creuzetul este fabricat prin procedeul în fază gazoasă a recuperării hexafluorura de tungsten cu hidrogen (întâmplător, WF6 este probabil cel mai dificil gaz cunoscut științei). În reducerea sa cu hidrogen pe suprafața cilindrului de cupru încălzită în jurul acesteia un strat dens de tungsten. După ce a primit o grosime a stratului predeterminat, un cilindru de cupru este îndepărtat. Astfel de creuzete utilizate pentru distilarea metalelor de pământuri rare și aliajele de fabricație. Deoarece tungsten oxidează în aer, creuzete de utilizat în Vakoumé sau într-o atmosferă inertă.

De asemenea, de topire cu fascicul de electroni, există o altă cale de a topi tungsten. Acest argon-arc de topire. Aceeași metodă este făcută dintr-o probe de reniu. In contrast cu electroni de topire cu fascicul, în timpul topirii în impuritatea arcului metalelor volatile îndepărtat cel mai grav (deoarece topirea se efectuează la presiune atmosferică, nu în vid). Dar această metodă permite prepararea aliajelor de tungsten cu astfel de metale volatile care zboară cu ușurință în aliaj vid.

Suprafața acestui gravat picături, și se poate vedea că bara include mai multe cristale (ele au culori ușor diferite). Tungstenul monocristalelor acestor zone colorate mai mici și ele corespund fețele cristalului.

Dar, o scădere similară, dar a primit deja de topire-fascicul de electroni. Are o suprafață mult mai curat și cristalitelor mai mari (nu gravură este dificil de a vedea fotografia). În general vorbind, fasciculul de electroni este mult mai puternic și instrument flexibil decât un arc electric. De exemplu, un sistem de lentile de magnetic sau electrostatic permite concentrarea zeci de kilowați ca o putere de câțiva milimetri de la punctul diametru (și vaporizează orice metal) și pentru a dispersa această putere pe o suprafață de zeci de centimetri pătrați și oferă o răcire uniformă și lentă a eșantionului. Folosind un catod inelar, un fascicul de electroni poate fi direcționat pe proba cilindric uniform din toate părțile (ca și în cazul în creștere monocristale). Dar, desigur, această metodă are dezavantajele sale. În primul rând, electronii pot zbura liber doar într-un vid înalt. În unele cazuri (de exemplu, pentru a îndepărta impuritățile volatile) este convenabil, dar atunci când trebuie să se încălzească ceva volatil (de exemplu, pentru a prepara un aliaj de mangan), o mai bună utilizare a încălzirii cu arc electric (altfel mangan, foarte repede acoperi departe de aliaj). Și, desigur, echipament pentru încălzire-fascicul de electroni prin ordine de mărime mai complexe și, prin urmare, este mult mai scump. cuptor cu arc electric, în principiu, pot fi asamblate la domiciliu (ca sursă de energie, este luată, de exemplu, de mică putere de sudare invertor). Unele colectoare sunt auto-construite cuptor, dar asta e despre configurare-fascicul de electroni de casă, am auzit niciodată;).

O alta, de data aceasta un foarte mic de tungsten de cristal. El a făcut parte dintr-o țintă pentru depunerea de film de tungsten-titan. Așa cum mi sa spus, în rețeaua de titan inserate aici astfel de cristale, iar ținta rezultată a fost folosită pentru filmele magnetron sputtering.

Acest inel de tungsten, precum și un creuzet, tungsten obținut prin cristalizare din faza gazoasă. Aparent, pulverizare a avut loc în condiții oarecum diferite, deoarece cristalele de pe suprafața inelului va primi sclipici mult mai mare și mai puternic.

În această fotografie - tungsten barca utilizate pentru depunerea de film rezistiv într-un vid. Deoarece tungsten are o rezistență electrică suficient de mare, un punct de topire ridicat și o bună rezistență la metal se topește, ea, împreună cu tantal este cel mai potrivit material pentru fabricarea acestor vase. Pentru depunere de metal (de exemplu, argint, aur sau alta), este plasat în interiorul bărcile situate într-o cameră de vid. Apoi, prin barca începe să treacă un curent electric (de obicei câteva volți și 200-500 amperi). Tungsten este încălzit și substanța în ea este vaporizat și apoi condensează pe suprafețe reci.

Eu în mod deliberat nu am pus aici pozele lămpile incandescente convenționale - în ciuda faptului că este una dintre cele mai cunoscute utilizări ale tungsten. Am vrut doar să găsească doar un astfel de bec, care este prezentat în imagine. În opinia mea, destul de o imagine vizuală;). Spirala este forma simbolului chimic pentru tungsten - ceva asemănător tuburi cu descărcare sub formă de elemente de caracter.