Vonfram là gì? Vonfram dùng để làm gì? Trong cuộc sống của chúng ta hằng ngày để cho hoạt động được diễn ra thuận lợi hơn. Ngoài xe hay nhà thì chúng ta cũng phải nhắc đến các chất liệu như: thép, sắt, nhôm, thiếc,… Chúng đều được ứng dụng để bổ trợ cho con người, một chất liệu cũng rất quen thuộc với ta là Vonfram.
Vậy Vonfram là gì? Vonfram ứng dụng làm gì? Ứng dụng của Vonfram trong cuộc sống như nào? Hãy cùng với Phế Liệu Hòa Bình đi tìm hiểu nhé!
Vonfram là gì?
Vonfram còn có một tên khác là Wolfram, tungsten ký hiệu hóa học là W, có số nguyên tử là 74, chất liệu này có một đặc tính rất đặc biệt là chống vỡ cực kỳ tốt. Có thể đánh giá độ chống vỡ là hơn cả kim cương, Vonfram cũng có độ cứng hơn cả thép. Ngoài ra, chúng còn có khả năng chống ăn mòn rất cao, khả năng phục hồi sau khi bị axit tấn công.
Nguyên tố Vonfram là thành viên của kim loại chuyển tiếp, chúng nằm trong một cột bảng tuần hoàn với các kim loại khác như crom, molyden. Trong thực tế, Vonfram là một nguyên tố được xem là nguyên nặng nhất ở nhóm này, có khối lượng nguyên tử là 183 g/mol.
Lịch sử phát hiện Vonfram
Năm 1781, Carl Wilhelm Scheele phát hiện một acid mới là acid wolframic, có thể được chiết từ scheelite (lúc đó có tên là tungstenit). Scheele và Torbern Bergman cho rằng nó có thể tạo ra một kim loại mới bằng cách oxy hóa acid này. Năm 1783, José và Fausto Elhuyar tìm thấy một acid được chế từ wolframit, được xác định là acid wolframic. Sau năm đó, ở Tây Ban Nha, họ đã thành công khi cô lập wolfram bằng cách oxy hóa acid này với than củi, và họ được ghi công đã phát hiện ra nguyên tố này.
Trong chiến tranh thế giới thứ hai, wolfram đóng vai trò quan trọng trong các giao dịch chính trị (background). Bồ Đào Nha, khi đó là nguồn cung cấp chủ yếu nguyên tố này ở châu Âu, phải chịu áp lực từ cả hai phía do họ sở hữu các mỏ quặng wolframit. Wolfram chịu được các điều kiện nhiệt độ cao và độ bền của nó trong các hợp kim làm cho nó trở thành một nguyên liệu thô quan trọng trong công nghiệp vũ khí.
Đồng vị của Vonfram
Wolfram tự nhiên bao gồm 5 đồng vị, chu kỳ bán rã đủ lâu. Nên chúng được xem là đồng vị bền. Về mặt lý thuyết, năm đồng vị sẽ phân rã thành những đồng vị của nguyên tố 72 (hafni) bằng phân rã anpha, nhưng chỉ có W là được quan sát là có chu kỳ bán rã (1,8 ± 0,2)×10 yr; trung bình, có 2 phân rã anpha của W trong một gram wolfram
Wolfram là loại kém hoạt động, khả năng chống ôxy hóa, kiềm, axit,
- Wolfram có một số trạng thái ôxi hóa phổ biến là +2, +3, +4, +5 và +6.
Tính chất của Vonfram trong thực tế
Các đặc tính Vonfram bao gồm:
Tính chất vật lý
Vonfram thường ở dạng thô, vonfram có màu bạc xỉn, chúng khá giòn và cứng khi bạn gia công chúng. Khi ở trạng thái tinh khiết Vonfram rất dễ gia công. Người ta thường gia công Vonfram bằng các phương pháp rèn, phương pháp kéo, phương pháp ép và tạo hình.
Vonfram có độ nóng chảy lên đến 3.433 độ C tương đương với 6.192 độ F. Vonfram có áp suất hơi thấp nhất ở 1.650 độ C, độ F của chúng tương đường là 3.000 độ. Chúng ta cũng có thể nhận thấy Vonfram là một chất rắn ở nhiệt độ phòng, nhiệt độ nóng chảy cao nhất. Là một nguyên tố cực kỳ bền hiện nay, có khả năng chống ăn mòn, phục hồi khi kể cả khi bị axit tấn công.
Nguyên tố này có màu xám, giống như các loại kim loại khác, Vonfram khá dễ uốn, khá dẻo, các nhà sản xuất có thể uốn thành dây. Do đó hiện nay Vonfram là một loại nguyên tố được ứng dụng và sử dụng trong nhiều mặt của đời sống.
Tính chất hoá học
- Vonfram có thể tác dụng với phi kim
Vonfram hầu hết có thể tác dụng với các phi kim như: oxi lưu huỳnh, halogen,.. khi nhiệt độ cao.
W + 3F2 → WF6 .
- Vonfram tác dụng với các axit
Vonfram không tan trong dung dịch các axit loãng và đặc, vonfram có thể bị hòa tan ở hỗn hợp HF và HNO3 đặc.
W + 4HF (đặc) +2HNO3 → H2(WO2F4 ) + 2NO + 2H2O.
- Vonfram tác dụng với dung dịch kiềm.
Vonfram có thể tan trong các dung dịch kiềm đặc ngoài ra cũng có thể đun nóng trong không khí.
>> Cùng chủ đề: Thiếc là gì? Nguyên liệu này có khác biệt gì so với chì
Ứng dụng của Vonfram là gì?
Với những đặc tính vật lý, đặc tính hóa học như thế, nên từ lâu Vonfram được con người ứng dụng trong rất nhiều mặt của đời sống, trong sản xuất. Đầu tiên chính là ứng dụng của Vonfram trong sản xuất dây tóc bóng đèn sợi đốt. Vonfram sẽ được các nhà sản xuất pha tạp với silicat kali, nhôm và bột Vonfram ở nhiệt độ cao để tạo ra các dây tóc bóng đèn, phục vụ cho các công việc chiếu sáng ở nhà, công ty, xí nghiệp.
Vonfram là một loại nguyên tố kim loại chịu nhiệt được rất cao, điểm nóng chảy cũng cao nên được người ta ứng dụng rất nhiều: đèn pha, đèn, ống của tia X, bộ phận để làm nóng lò điện, lò vi sóng, tivi, màn hình máy tính. Máy sưởi, sợi ống chân không, các loại vòi phun động cơ tên lửa,…
- Sử dụng công nghiệp: Một số ngành công nghiệp sử dụng vonfram để sản xuất hoặc hoàn thiện hàng hóa của họ.
- Dụng cụ cắt: Nó là một trong những cacbua cứng nhất và cũng là một chất dẫn điện hiệu quả. Nó được sử dụng để làm dao, cưa, khoan… đặc biệt là để tự cắt cacbua. Nó cũng được sử dụng để chế tạo vật liệu mài mòn, và các dụng cụ phay và tiện.
- Trang sức: Cacbua vonfram được sử dụng để làm đồ trang sức. Đặc biệt là nhẫn có khả năng chống mài mòn cực kỳ tốt và duy trì độ bóng và sáng trong thời gian khá dài, thậm chí còn tốt hơn vonfram kim loại.
- Hợp kim vonfram: Wolfram, do có độ cứng cực cao và khả năng chịu nhiệt hiệu quả, được kết hợp với các nguyên tố khác để nâng cao chất lượng của nó. Hầu hết vonfram được sản xuất được sử dụng để sản xuất thép vonfram. Một số hợp kim vonfram khác và công dụng của chúng được đề cập dưới đây:
- Hàng không vũ trụ và ô tô: Hợp kim vonfram được sử dụng trong các ngành công nghiệp hàng không và ô tô cho các mục đích như sản xuất vòi phun động cơ tên lửa, cánh tuabin… Nó được sử dụng để chế tạo các hợp kim như thép tốc độ cao, hastelloy, satellite… Do mật độ cao, vonfram được sử dụng để chế tạo chấn lưu cho xe đua, máy bay thương mại, máy bay quân đội và du thuyền.
- Hàn hồ quang: Do khả năng chịu nhiệt lớn của vonfram, nó được sử dụng trong hàn hồ quang kết hợp với các kim loại dẫn điện khác như đồng, bạc… Độ dẫn điện ở đây đạt được thông qua việc kết hợp kim loại dẫn điện trong khi vonfram có nhiệm vụ cung cấp độ bền cho que hàn để duy trì nhiệt độ cao.
- Nam châm vĩnh cửu: Khoảng 5,5 -7,0% trọng lượng thép volfram đã được làm nguội được sử dụng để chế tạo nam châm vĩnh cửu và lực kháng từ cao của nó.
- Sử dụng quân sự: Một số vũ khí, đồ bảo hộ, chất nổ… yêu cầu vonfram vì sức mạnh, khả năng chống chịu và các đặc tính quan trọng khác của nó.
- Máy phát năng lượng động học: Tại những nơi mà tính phóng xạ của uranium hoặc ở những nơi không cần đến tính chất pyrophoric của uranium, niken, sắt hoặc đồng được kết hợp với vonfram để tạo thành hợp kim nặng. Chúng được sử dụng thay thế cho uranium trong máy xuyên thấu năng lượng Kinetic.
- Thuốc nổ: Chất nổ kim loại bên trong dày đặc sử dụng vonfram ở dạng bột đặc để tăng khả năng sát thương của vũ khí. Ngoài ra, nó còn được sử dụng để chế tạo lựu đạn, đạn pháo và tên lửa.
- Xúc tác: Vonfram (IV) sulfua được sử dụng làm chất xúc tác trong các phản ứng hydro hóa lưu huỳnh ở nhiều nơi, thay thế Molypden disulfide (MoS2). Các chất xúc tác khử xúc tác chọn lọc (SCR) được sử dụng trong các nhà máy nhiệt điện cũng sử dụng oxit vonfram (WO3) như một chất phụ không thể thiếu.
- Hóa chất: Vonfram canxi và magie được sử dụng để sản xuất đèn huỳnh quang. Oxit vonfram cũng được sử dụng để sản xuất men gốm.
- Thiết bị điện tử: Việc sử dụng vonfram đầu tiên trong lĩnh vực điện tử là gắn liền với dây tóc đèn. Sau đó, nó đã được sử dụng trong sản xuất một số thiết bị điện tử. Một số trong số họ được liệt kê dưới đây:
- Thiết bị: Các thiết bị yêu cầu làm việc ở nhiệt độ cao như ống chân không, ống tia âm cực, đèn sợi đốt… sử dụng vonfram do nhiệt độ nóng chảy cao và khả năng chịu nhiệt của nó. Nó nâng cao sức mạnh tổng thể của các thiết bị.
- Điện cực: Vonfram có khả năng chống lại hóa chất cao và cũng có tính dẫn điện trong tự nhiên. Những đặc tính này làm cho nó thích hợp được sử dụng để chế tạo điện cực, súng phát xạ trường…
- X quang: Do đặc tính che chắn tuyệt vời của nó, wolfram được sử dụng trong chụp ảnh gamma và cũng để che chắn khỏi các bức xạ phóng xạ năng lượng cao. Nó cũng là một nguồn của các mục tiêu tia X.
- Điện tử nano: Mặc dù wolfram (W) có tính chất giòn, nhưng độ dẻo của nó có thể được tăng cường khi tiếp xúc ở nhiệt độ cao. Do đó, dây wolfram mịn, được gọi là dây nano, đã được sản xuất bằng kỹ thuật chế tạo dây.
- Lò phản ứng hạt nhân: Khả năng chống xói mòn và nhiệt độ nóng chảy cao của vonfram khiến nó trở thành ứng cử viên đáng tin cậy cho lớp phủ bên trong của các lò phản ứng hạt nhân nhiệt hạch. Những bức tường này tiếp xúc trực tiếp với plasma và do đó, gặp nhiệt độ rất cao.
- Trọng lượng sản xuất: Vonfram do mật độ cao được sử dụng trong sản xuất trọng lượng. Để đạt chất lượng cao người ta sản xuất bằng cách kết hợp hợp kim vonfram với đồng, niken hoặc sắt.
- Máy in 3D: Đầu phun của máy in 3D cũng được làm bằng vonfram vì nó cải thiện trải nghiệm in ấn do tính chất dẫn nhiệt và chống mài mòn của vonfram.
Chúng ta cũng có thể nhận thấy, Vonfram là loại kim loại có tính dẫn điện, tính trơ hóa học cao nên được úng dụng để làm các điện cực, nguồn phát xạ trong các thiết bị, tạo ra các chùm tia điện tử dùng súng phát xạ, kính hiển vi.
Ngoài ra Vonfram được dùng để làm màng kim được phủ trên miếng silicon dùng để thay thế dây dẫn trong ngành điện tử. Vonfram còn có thể sử dụng để làm vật liệu kết nối vi mạch, giữa các điện môi silic, transistor.
Mức độ phổ biến của vonfram
So với một số kim loại khác thì Vonfram không phổ biến trong tự nhiên. Vonfram di chuyển đến nước ngầm ở dạng các hợp chất khác nhau hoặc là dưới dạng ion của chính bản thân nó. Tuy vậy nồng độ lớn nhất của nó có trong nước ngầm thì không đáng kể. Nó có thể lên đến mg/lit nhưng trên thực tế thì sẽ không làm thay đổi tính chất hoá học của chúng. Từ nước thải ra của các nhà máy Vonfram có thể vào nguồn nước tự nhiên.
Trung Quốc là nước chuyên sản xuất kim loại đứng đầu trên thế giới, Trung Quốc cung cấp hơn 80% nguồn cung kim loại cho toàn thế giới, tương đương khoảng 71.000 tấn. Một số quốc gia khác cũng có lượng Vonfram lớn đó là Úc, Nga, Colombia, Bồ Đào Nha, Bolivia,….
>> Cùng chủ đề: Sắt tây là gì? Đặc điểm, ứng dụng & phương thức sản xuất
Một số tác động của Vonfram đối với con người
Thực tế, con người không có thể hấp thụ nguyên tố này qua ăn, uống. Chúng ta có thể hít Vonfram trong các hoạt động sinh hoạt hằng ngày, Vonfram không gây độc hại đến sức khỏe con người. Thông thường nếu có các trường hợp ngộ độc, những người tham gia vào quá trình sản xuất nó sẽ bị. Mức độ ảnh hưởng sẽ tùy thuộc vào nồng độ.
Vonfram đi vào cơ thể con người, không được hấp thụ trong ruột và dần sẽ bị loại bỏ, hợp chất vonfram hòa tan thì gây nguy hiểm. Chúng sẽ động vào lá lách, trong xương và da của con người. Khi tiếp xúc lâu với các hợp chất Vonfram cơ thể ta có thể bị các triệu chứng như: viêm da, trong bóc, móng giòn,…
Kết luận
Qua bài viết này thu mua phế liệu Hòa Bình muốn các bạn sẽ hiểu hơn về nguyên tố Vonfram là gì, hiểu được các đặc tính vật lý hóa học của Vonfram. Vonfram có thể được ứng dụng vào đời sống trong các vật dụng như đèn, lò vi sóng,…
