Acerca del Tungsteno
El tungsteno es un metal raro que se encuentra naturalmente en la Tierra casi exclusivamente en compuestos químicos. El tungsteno es un material intrínsecamente quebradizo y duro, lo que dificulta su trabajo.
Resumen
| Elemento | Tungsteno |
| Número atómico | 74 |
| Categoría de elemento | Metal de transición |
| Fase en STP | Sólido |
| Densidad | 19,25 g / cm3 |
| Resistencia a la tracción | 980 MPa |
| Límite de elastacidad | 750 MPa |
| Módulo de Young | 411 GPa |
| Escala de Mohs | 7,5 |
| Dureza Brinell | 3000 MPa |
| Dureza Vickers | 3500 MPa |
| Punto de fusion | 3410 ° C |
| Punto de ebullición | 59300 ° C |
| Conductividad térmica | 170 W / mK |
| Coeficiente de expansión térmica | 4,5 µm / mK |
| Calor especifico | 0,13 J / g K |
| Calor de fusión | 35,4 kJ / mol |
| Calor de vaporización | 824 kJ / mol |
| Resistividad eléctrica [medidor de nanoOhmios] | 52,8 |
| Susceptibilidad magnética | + 59e-6 cm ^ 3 / mol |
Aplicaciones del Tungsteno
El tungsteno es un metal muy utilizado. Aproximadamente la mitad del tungsteno se consume para la producción de materiales duros, a saber, carburo de tungsteno, y el uso principal restante es en aleaciones y aceros. La minería y el procesamiento de minerales exigen máquinas y componentes resistentes al desgaste, porque las energías y masas de los cuerpos que interactúan son importantes. Para ello se deben utilizar materiales con la mayor resistencia al desgaste. Por ejemplo, el carburo de tungsteno se utiliza ampliamente en la minería en brocas para roca con martillo en cabeza, martillos de fondo de pozo, cortadores de rodillos, cinceles de arado de pared larga, picos de cizalla de pared larga, escariadores de elevación y tuneladoras. El 40% restante se utiliza generalmente para fabricar diversas aleaciones y aceros especiales, electrodos, filamentos, alambres, así como diversos componentes para aplicaciones eléctricas, electrónicas, de calefacción, iluminación y soldadura.
Producción y precio del Tungsteno
Los precios de las materias primas cambian a diario. Están impulsados principalmente por la oferta, la demanda y los precios de la energía. En 2019, los precios del tungsteno puro rondaron los 110 $ / kg.
Los dos minerales principales del tungsteno son la wolframita y la scheelita. La wolframita es fuerte, muy densa y tiene un alto punto de fusión. Los minerales de tungsteno se trituran, limpian y tratan con álcali, lo que da como resultado la producción de trióxido de tungsteno (WO3). Las reservas mundiales de tungsteno son de 3 200 000 toneladas; se encuentran principalmente en China (1 800 000 t), Canadá (290 000 t), [49] Rusia (160 000 t), Vietnam (95.000 t) y Bolivia. A partir de 2017, China, Vietnam y Rusia son los principales proveedores con 79 000, 7 200 y 3 100 toneladas, respectivamente.
Fuente: www.luciteria.com
Propiedades mecánicas del Tungsteno
Resistencia del Tungsteno
En mecánica de materiales, la resistencia de un material es su capacidad para soportar una carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas. La resistencia de los materiales básicamente considera la relación entre las cargas externas aplicadas a un material y la deformación resultante o cambio en las dimensiones del material. Al diseñar estructuras y máquinas, es importante considerar estos factores, a fin de que el material seleccionado tenga la resistencia adecuada para resistir las cargas o fuerzas aplicadas y conservar su forma original. La resistencia de un material es su capacidad para soportar esta carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas.
Para la tensión de tracción, la capacidad de un material o estructura para soportar cargas que tienden a alargarse se conoce como resistencia máxima a la tracción (UTS). El límite elástico o límite elástico es la propiedad del material definida como el esfuerzo en el que un material comienza a deformarse plásticamente, mientras que el límite elástico es el punto donde comienza la deformación no lineal (elástica + plástica).
Ver también: Resistencia de los materiales
Máxima resistencia a la tracción del Tungsteno
La resistencia máxima a la tracción del tungsteno es de 980 MPa.
Límite de elastacidad de Tungsteno
El límite elástico del tungsteno es de 750 MPa.
Módulo de Young del Tungsteno
El módulo de Young del tungsteno es de 750 MPa.
Dureza del Tungsteno
En la ciencia de los materiales, la dureza es la capacidad de resistir la hendidura de la superficie ( deformación plástica localizada ) y el rayado . La prueba de dureza Brinell es una de las pruebas de dureza por indentación, que se ha desarrollado para pruebas de dureza. En las pruebas Brinell, se fuerza un penetrador esférico duro bajo una carga específica en la superficie del metal que se va a probar.
La dureza Brinell del tungsteno es de aproximadamente 3000 MPa.
El método de prueba de dureza Vickers fue desarrollado por Robert L. Smith y George E. Sandland en Vickers Ltd como una alternativa al método Brinell para medir la dureza de materiales. El método de prueba de dureza Vickers también se puede utilizar como método de prueba de microdureza , que se utiliza principalmente para piezas pequeñas, secciones delgadas o trabajos de profundidad de caja.
La dureza Vickers del tungsteno es de aproximadamente 3500 MPa.
La dureza al rayado es la medida de la resistencia de una muestra a la deformación plástica permanente debido a la fricción de un objeto afilado. La escala más común para esta prueba cualitativa es la escala de Mohs , que se utiliza en mineralogía. La escala de Mohs de dureza mineral se basa en la capacidad de una muestra natural de mineral para rayar visiblemente otro mineral.
El tungsteno tiene una dureza de aproximadamente 7,5.
Ver también: dureza de materiales
Tungsteno – Estructura cristalina
Una posible estructura cristalina del tungsteno es la estructura cúbica centrada en el cuerpo .
En los metales, y en muchos otros sólidos, los átomos están dispuestos en matrices regulares llamadas cristales. Una red de cristal es un patrón repetitivo de puntos matemáticos que se extiende por todo el espacio. Las fuerzas de los enlaces químicos provocan esta repetición. Es este patrón repetido el que controla propiedades como resistencia, ductilidad, densidad, conductividad (propiedad de conducir o transmitir calor, electricidad, etc.) y forma. Hay 14 tipos generales de patrones conocidos como celosías de Bravais.
Ver también: Estructura cristalina de materiales
Estructura cristalina de Tungsteno
Resistencia de los elementos
Elasticidad de los elementos
Dureza de los elementos
Propiedades térmicas del Tungsteno
Tungsteno – Punto de fusión y punto de ebullición
Punto de tungsteno de fusión es de 3410 ° C .
Punto de tungsteno de ebullición es 59 300 ° C .
Tenga en cuenta que estos puntos están asociados con la presión atmosférica estándar.
Tungsteno – Conductividad térmica
La conductividad térmica del tungsteno es de 170 W / (m · K).
Las características de transferencia de calor de un material sólido se miden mediante una propiedad llamada conductividad térmica , k (o λ), medida en W / mK . Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a través de un material por conducción . Tenga en cuenta que la ley de Fourier se aplica a toda la materia, independientemente de su estado (sólido, líquido o gas), por lo tanto, también se define para líquidos y gases.
Coeficiente de expansión térmica del Tungsteno
El coeficiente de expansión térmica lineal del tungsteno es de 4,5 µm / (m · K)
La expansión térmica es generalmente la tendencia de la materia a cambiar sus dimensiones en respuesta a un cambio de temperatura. Por lo general, se expresa como un cambio fraccionario en longitud o volumen por cambio de temperatura unitario.
Tungsteno: calor específico, calor latente de fusión, calor latente de vaporización
El calor específico de tungsteno es 0,13 J / g K .
La capacidad calorífica es una propiedad extensa de la materia, lo que significa que es proporcional al tamaño del sistema. La capacidad calorífica C tiene la unidad de energía por grado o energía por kelvin. Cuando se expresa el mismo fenómeno como una propiedad intensiva, la capacidad calorífica se divide por la cantidad de sustancia, masa o volumen, por lo que la cantidad es independiente del tamaño o extensión de la muestra.
El calor latente de fusión del tungsteno es 35,4 kJ / mol .
El calor latente de vaporización del tungsteno es 824 kJ / mol .
El calor latente es la cantidad de calor que se agrega o elimina de una sustancia para producir un cambio de fase. Esta energía descompone las fuerzas de atracción intermoleculares y también debe proporcionar la energía necesaria para expandir el gas (el trabajo pΔV ). Cuando se agrega calor latente, no se produce ningún cambio de temperatura. La entalpía de vaporización es función de la presión a la que tiene lugar esa transformación.
Punto de fusión de los elementos
Conductividad térmica de los elementos
Expansión térmica de elementos
Capacidad calorífica de los elementos
Calor de fusión de elementos
Calor de vaporización de elementos
Tungsteno – Resistividad eléctrica – Susceptibilidad magnética
La propiedad eléctrica se refiere a la respuesta de un material a un campo eléctrico aplicado. Una de las principales características de los materiales es su capacidad (o falta de capacidad) para conducir corriente eléctrica. De hecho, los materiales se clasifican según esta propiedad, es decir, se dividen en conductores, semiconductores y no conductores.
Ver también: Propiedades eléctricas
La propiedad magnética se refiere a la respuesta de un material a un campo magnético aplicado . Las propiedades magnéticas macroscópicas de un material son una consecuencia de las interacciones entre un campo magnético externo y los momentos dipolares magnéticos de los átomos constituyentes . Los diferentes materiales reaccionan a la aplicación del campo magnético de manera diferente .
Ver también: Propiedades magnéticas
Resistividad eléctrica del Tungsteno
La resistividad eléctrica del tungsteno es 52,8 nΩ⋅m .
La conductividad eléctrica y su inversa, la resistividad eléctrica , es una propiedad fundamental de un material que cuantifica cómo el tungsteno conduce el flujo de corriente eléctrica. La conductividad eléctrica o conductancia específica es el recíproco de la resistividad eléctrica.
Susceptibilidad magnética del Tungsteno
La susceptibilidad magnética del tungsteno es + 59e-6 cm ^ 3 / mol .
En electromagnetismo, la susceptibilidad magnética es la medida de la magnetización de una sustancia. La susceptibilidad magnética es un factor de proporcionalidad adimensional que indica el grado de magnetización del tungsteno en respuesta a un campo magnético aplicado.
Resistividad eléctrica de elementos
Susceptibilidad magnética de elementos
Otras propiedades del Tungsteno
