钨(Tungsten),一种金属元素。纯的金属钨为钢灰色或银白色,硬度高,熔点高。钨还具有良好的导电性和导热性,较小的膨胀系数等特性,因而被广泛应用到合金、电子、化工等各个领域,可以被称为材料中的“多面手”。 由于钨的存储量和应用领域,它更是一种“稀有金属”和国家的“战略金属”。钨是一种分布较广泛的元素,几乎遍见于各类岩石中,但含量较低。钨在地壳中的含量为0.001%,这种特性导致其提取难度非常大。另外,它是当代高科技新材料的重要组成部分,一系列电子光学材料、特殊合金、新型功能材料及有机金属化合物等均需使用独特性能的钨。 l 钨丝 由于钨的熔点高、电阻率大、强度高、蒸气压低,是纯金属中被用作白炽灯丝的最佳选择。在1909年,美国通用公司的工程师库利吉(W.D.Coolidge)采用钨粉压制、重熔、旋锻、拉丝等工艺制成钨丝,从而奠定了钨丝加工产业的基础,也奠定了粉末冶金的基础。此后钨丝的生产和使用均得到迅速发展。 l 硬质合金 1923年,德国的施勒特尔在碳化钨粉末中加进10%~20%的钴做粘结剂,经过不断的实验发明了碳化钨和钴的新合金,硬度仅次于金刚石,这是人工制成的第一种硬质合金。但是,用这种合金制成的刀具去切削钢材时,刀刃会很快磨损,甚至刃口崩裂。在1929年美国的施瓦茨科夫在原有成分中加进了一定量的碳化钨和碳化钛的复式碳化物,从而改善了刀具切削钢材的性能。这是硬质合金发展史上的又一成就。硬质合金具有很高的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性,因此被誉为“工业牙齿”,广泛地被应用在机械加工、冶金、石油钻井、矿山工具、建筑等领域。 l 电极材料 钨钍合金具有极佳的电子放射性能。钨钍合金是由钨和二氧化钍所组成的一种钨合金。由于掺杂的二氧化钍热稳定性好,可以大幅提高钨合金的高温强度、再结晶温度和高温蠕变性能,而且钍还进一步降低钨的电子逸出功,从而增强了钨钍合金的热电子发射能力,被广泛地用于电子管和电极材料中。但是,钨钍合金的一个重要缺点是二氧化钍含有一定的放射性,所以在加工和使用时会引起放射性污染。 l 集成电路 高纯钨是一种制造集成电路的基本材料。微电子技术中大规模集成电路性能的提高对材料提出了更高要求,传统的Si基器件已不再适用。高纯金属钨靶材是制造集成电路的基本材料之一,可减少甚至消除有害杂质的影响,提高终端产品的性能。高纯钨或超纯钨由于具有高电子迁移抗力、高温稳定性以及非常高的电子发射系数,广泛用作半导体大规模集成电路的门电路电极材料、布线材料和屏蔽金属材料。 l 穿甲弹 钨合金属于高比重合金序列,高比重合金有个最突出的特点就是比重高也就是大家常说的密度大。钨合金的密度可达到18g/cm3,是钢比重(7.8g/cm3)的2.3倍,弹心的断面密度大,有利于提高飞行时的存速能力和对钢板的侵彻能力,为提高穿甲弹的动能给装甲致命的打击提供了可能。另外,在穿甲弹飞行过程中与空气摩擦产生大量的热,由于钨合金耐高温,热稳定性好,使得钨合金穿甲弹很好的发挥了应有的功效。 钨材料的用量虽说不大,但至关重要,缺它不可。目前已经广泛用于当代通讯技术、电子计算机、宇航开发、医药卫生、感光材料、光电材料、能源材料和催化剂材料等高精尖领域。在未来科学研究和工业发展中,钨将会扮演更加多样化和重要性的“角色”。 |