Tungstênio – Propriedades – Preço – Aplicações – Produção

Sobre o Tungstênio

O tungstênio é um metal raro encontrado naturalmente na Terra quase exclusivamente em compostos químicos. O tungstênio é um material intrinsecamente frágil e duro, dificultando o trabalho.

Resumo

Elemento	Tungstênio
Número atômico	74
Categoria do elemento	Metal de transição
Fase em STP	Sólido
Densidade	19,25 g/cm3
Resistência à tração	980 MPa
Força de rendimento	750 MPa
Módulo de elasticidade de Young	411 GPa
Escala de Mohs	7,5
Dureza Brinell	3000 MPa
Dureza Vickers	3500 MPa
Ponto de fusão	3410 °C
Ponto de ebulição	59300 °C
Condutividade térmica	170 W/mK
Coeficiente de Expansão Térmica	4,5 µm/mK
Calor específico	0,13 J/gK
Calor de fusão	35,4 kJ/mol
Calor da vaporização	824 kJ/mol
Resistividade elétrica [nanoOhm meter]	52,8
Suscetibilidade Magnética	+59e-6 cm3/mol

Aplicações de Tungstênio

O tungstênio é um metal amplamente utilizado. Aproximadamente metade do tungstênio é consumido para a produção de materiais duros – nomeadamente carboneto de tungstênio – sendo o restante uso principal em ligas e aços. A mineração e o processamento mineral exigem máquinas e componentes resistentes ao desgaste, porque as energias e as massas dos corpos que interagem são significativas. Para isso, devem ser usados ​​materiais com a maior resistência ao desgaste. Por exemplo, o carboneto de tungstênio é usado extensivamente na mineração em brocas de perfuração de rocha de martelo superior, martelos de fundo de poço, cortadores de rolos, talhadeiras de arado de parede longa, picaretas de cisalhamento de parede longa, alargadores de perfuração e máquinas de perfuração de túneis. Os 40% restantes são geralmente usados ​​para fazer várias ligas e aços especiais, eletrodos, filamentos, fios, bem como diversos componentes para aplicações elétricas, eletrônicas, aquecimento, iluminação e soldagem.

 

 

Produção e preço do Tungstênio

Os preços das matérias-primas mudam diariamente. Eles são impulsionados principalmente pela oferta, demanda e preços de energia. Em 2019, os preços do tungstênio puro estavam em torno de 110 $/kg.

Os dois principais minerais de tungstênio são wolframita e scheelita. Wolframite é forte, muito denso e tem um alto ponto de fusão. Os minérios de tungstênio são triturados, limpos e tratados com álcali, resultando na produção de trióxido de tungstênio (WO3). As reservas mundiais de tungstênio são de 3200000 toneladas; eles estão localizados principalmente na China (1800000 t), Canadá (290000 t),[49] Rússia (160000 t), Vietnã (95000 t) e Bolívia. A partir de 2017, China, Vietnã e Rússia são os principais fornecedores com 79000, 7200 e 3100 toneladas, respectivamente.

Fonte: www.luciteria.com

Propriedades Mecânicas do Tungstênio

Força de Tungstênio

Na mecânica dos materiais, a resistência de um material é sua capacidade de suportar uma carga aplicada sem falha ou deformação plástica. A resistência dos materiais considera basicamente a relação entre as cargas externas aplicadas a um material e a deformação resultante ou alteração nas dimensões do material. Ao projetar estruturas e máquinas, é importante considerar esses fatores, para que o material selecionado tenha resistência adequada para resistir às cargas ou forças aplicadas e manter sua forma original. A resistência de um material é a sua capacidade de suportar esta carga aplicada sem falha ou deformação plástica.

Para tensão de tração, a capacidade de um material ou estrutura de suportar cargas que tendem a se alongar é conhecida como resistência à tração final (UTS). O limite de escoamento ou tensão de escoamento é a propriedade do material definida como a tensão na qual um material começa a se deformar plasticamente, enquanto o ponto de escoamento é o ponto onde a deformação não linear (elástica + plástica) começa.

Veja também: Resistência dos Materiais

Resistência à tração final de Tungstênio

A resistência à tração final do Tungstênio é de 980 MPa.

Força de rendimento de Tungstênio

Força de rendimento de Tungstênio é 750 MPa.

Módulo de Elasticidade do Tungstênio

O módulo de elasticidade de Young do Tungstênio é de 750 MPa.

Dureza de Tungstênio

Na ciência dos materiais, a dureza é a capacidade de suportar o recuo da superfície (deformação plástica localizada) e arranhões. O teste de dureza Brinell é um dos testes de dureza de indentação, que foi desenvolvido para testes de dureza. Nos testes Brinell, um penetrador esférico duro é forçado sob uma carga específica na superfície do metal a ser testado.

A dureza Brinell do tungstênio é de aproximadamente 3000 MPa.

O método de teste de dureza Vickers foi desenvolvido por Robert L. Smith e George E. Sandland na Vickers Ltd como uma alternativa ao método Brinell para medir a dureza dos materiais. O método de teste de dureza Vickers também pode ser usado como um método de teste de microdureza, que é usado principalmente para peças pequenas, seções finas ou trabalhos de profundidade de caixa.

A dureza Vickers do tungstênio é de aproximadamente 3500 MPa.

A dureza ao risco é a medida de quão resistente uma amostra é à deformação plástica permanente devido ao atrito de um objeto pontiagudo. A escala mais comum para este teste qualitativo é a escala de Mohs, que é usada em mineralogia. A escala Mohs de dureza mineral é baseada na capacidade de uma amostra natural de mineral riscar visivelmente outro mineral.

O tungstênio tem uma dureza de aproximadamente 7,5.

Veja também: Dureza dos Materiais

Tungstênio – Estrutura Cristalina

Uma possível estrutura cristalina do tungstênio é a estrutura cúbica de corpo centrado.

Nos metais e em muitos outros sólidos, os átomos estão dispostos em arranjos regulares chamados cristais. Uma rede cristalina é um padrão repetitivo de pontos matemáticos que se estende por todo o espaço. As forças de ligação química causam essa repetição. É esse padrão repetido que controla propriedades como força, ductilidade, densidade, condutividade (propriedade de conduzir ou transmitir calor, eletricidade, etc.) e forma. Existem 14 tipos gerais de tais padrões conhecidos como reticulados de Bravais.

Veja também: Estrutura Cristalina de Materiais

Estrutura Cristalina de Tungstênio

Propriedades Térmicas do Tungstênio

Tungstênio – Ponto de Fusão e Ponto de Ebulição

O ponto de fusão do Tungstênio é 3410 °C.

O ponto de ebulição do Tungstênio é 59300 °C.

Observe que esses pontos estão associados à pressão atmosférica padrão.

Tungstênio – Condutividade Térmica

A condutividade térmica do Tungstênio é 170 W/(m·K).

As características de transferência de calor de um material sólido são medidas por uma propriedade chamada condutividade térmica, k (ou λ), medida em W/mK. É uma medida da capacidade de uma substância de transferir calor através de um material por condução. Observe que a lei de Fourier se aplica a toda matéria, independentemente de seu estado (sólido, líquido ou gasoso), portanto, também é definida para líquidos e gases.

Coeficiente de Expansão Térmica de Tungstênio

O coeficiente de expansão térmica linear de Tungstênio é 4,5 µm/(m·K).

A expansão térmica é geralmente a tendência da matéria de mudar suas dimensões em resposta a uma mudança na temperatura. Geralmente é expresso como uma mudança fracionária no comprimento ou volume por unidade de mudança de temperatura.

Tungstênio – Calor Específico, Calor Latente de Fusão, Calor Latente de Vaporização

O calor específico do Tungstênio é 0,13 J/gK.

A capacidade calorífica é uma propriedade extensiva da matéria, o que significa que é proporcional ao tamanho do sistema. A capacidade calorífica C tem a unidade de energia por grau ou energia por kelvin. Ao expressar o mesmo fenômeno como uma propriedade intensiva, a capacidade calorífica é dividida pela quantidade de substância, massa ou volume, portanto a quantidade é independente do tamanho ou extensão da amostra.

O calor latente de fusão do Tungstênio é 35,4 kJ/mol.

O calor latente de vaporização do Tungstênio é 824 kJ/mol.

Calor latente é a quantidade de calor adicionada ou removida de uma substância para produzir uma mudança de fase. Essa energia quebra as forças atrativas intermoleculares e também deve fornecer a energia necessária para expandir o gás (o pΔV trabalho). Quando o calor latente é adicionado, nenhuma mudança de temperatura ocorre. A entalpia de vaporização é uma função da pressão na qual essa transformação ocorre.

Tungstênio – Resistividade Elétrica – Suscetibilidade Magnética

A propriedade elétrica refere-se à resposta de um material a um campo elétrico aplicado. Uma das principais características dos materiais é sua capacidade (ou falta de capacidade) de conduzir corrente elétrica. De fato, os materiais são classificados por essa propriedade, ou seja, são divididos em condutores, semicondutores e não condutores.

Veja também:  Propriedades Elétricas

A propriedade magnética refere-se à resposta de um material a um campo magnético aplicado. As propriedades magnéticas macroscópicas de um material são consequência das interações entre um campo magnético externo e os momentos de dipolo magnético dos átomos constituintes. Diferentes materiais reagem à aplicação do campo magnético de forma diferente.

Veja também:  Propriedades Magnéticas

Resistividade Elétrica de Tungstênio

A resistividade elétrica do Tungstênio é 52,8 nΩ⋅m.

A condutividade elétrica e seu inverso, a resistividade elétrica, é uma propriedade fundamental de um material que quantifica como o tungstênio conduz o fluxo de corrente elétrica. A condutividade elétrica ou condutância específica é o recíproco da resistividade elétrica.

Suscetibilidade Magnética do Tungstênio

A suscetibilidade magnética do Tungstênio é +59e-6 cm³/mol .

No eletromagnetismo, a suscetibilidade magnética é a medida da magnetização de uma substância. A suscetibilidade magnética é um fator de proporcionalidade adimensional que indica o grau de magnetização do tungstênio em resposta a um campo magnético aplicado.