第八部分 钨
第八章TIG焊
第八章TIG焊第八章TIG焊第八章钨极氩弧焊本章首先讨论以钨棒作为电极时不同电流种类与极性的钨极氩弧焊原理、应用特点及其弧、稳弧方法;然后,通过一种交流氩弧焊机的结构原理剖析,阐明钨极氩弧焊机的构造特征;最后讨论各种钨极氩弧焊的工艺参数特征及应用发展前景。
第一节钨极氩弧焊方法的特点一、方法原理及应用钨极氩弧焊是以钨棒作为电弧一极的气体保护电弧焊方法,钨棒在电弧中是不熔化的,故又称不熔化极氩弧焊或惰性气体保护焊,简称(TIG)或GTA 焊。
除用氩作保护气体外,也可采用氦或氦氩混合气体保护,因氦气价格昂贵国内尚少见。
由于钨棒不熔化,钨极氩弧焊的弧长及电弧稳定性特别好,其焊接电流下限不受焊丝熔化过渡等因素制约,采用脉冲调制时最低焊接电流可用到2A左右,是焊接各种有色金属及合金、不锈钢、高温合金等的理想方法,特别适合不开坡口、不加填充金属的薄板及全位置焊。
但因钨棒的电流承载能力有限,其一次焊透能力及焊速都较低;板厚6mm以上一般要开坡口,采用多道焊和附加填充焊丝,使生产效率受到影响。
热丝钨极氩弧焊的出现,在一定程度上克服了这一弱点。
钨极氩弧焊操作方法主要有手工焊和自动焊,其中手工钨极氩弧焊的应用最为广泛。
二、电极和焊枪(一)钨棒材质及其电极特性钨的熔点(3690K)、沸点(5900K)高、导热系数和高温挥发性小、强度高,是不熔化极电弧焊的理想电极材料。
早期采用的是99.9%以上纯钨棒,目前广泛采用的是含有1%~2%的氧化钍的钍钨棒和含有1%~2%氧化铈的铈钨棒。
其中铈钨棒是我国研究者王菊珍等最早发明的,已取得国际标准化组织焊接材料分委员会承认,并在国际上推广应用。
此外,日本的研究者还提出了含有1%~2%氧化镧、氧化钇的镧钨棒、钇钨棒。
实际使用和系统的对比研究已经证明,含有稀土类金属氧化物的铈钨棒、镧钨棒、钇钨棒是比钍钨棒更为理想的钨极氩弧焊电极材料。
其优越性主要表现在:(1)耐用即钨极端部在电弧焊过程中不易损耗。
钨的相关知识
钨的相关知识(一)--性质、冶炼加工钨 tungsten,wolfram元素符号W,银白色金属,在元素周期表中属ⅥB族,原子序数74,原子量183.85,体心立方晶体,是熔点最高的金属,常见化合价为+6、+4。
1781年瑞典化学家舍勒(C. W.Scheele)从当时称为重石的矿物(现称白钨矿)中发现一种新元素的酸,并以瑞典文tung(重)和sten(石头)的复合词tungsten命名这种新元素,此名为英、美等国使用。
德国等一些欧洲国家称钨为wolfram,德文中wolf的意思是狼,rahm的意思是泡沫,因为锡矿中含钨,炼锡时,钨进入炉渣,降低了锡的产出率,好象被狼吞食一样。
1783年西班牙人德卢亚尔兄弟(J.J.and F.de Elhuyar)从黑钨矿中制得氧化钨,并用碳还原为钨粉。
1855年法国有用钨炼钢的专利,1909年美国采用粉末冶金法制成了延性钨丝。
1923~1927年德国开始制造碳化钨基硬质合金。
20世纪初,中国已大量开采钨矿,1949年以后,建立了相当规模的钨冶金工业。
资源已知钨矿物约有20种,其中具有工业价值的为黑钨矿[(Fe,Mn)WO4]和白钨矿(CaWO4)。
70年代开采的钨矿石品位,多介于0.2~0.5%WO3之间,选矿后可得含三氧化钨60~70%或品位更高的钨精矿。
中国的钨矿储量占世界总储量一半以上,主要集中于湖南、江西、广东和福建等省。
1979年世界主要产钨国家(中国除外)的钨矿储量和产量如下表:钨精矿在国际贸易中常以每吨度为计价单位,一吨精矿中每含10公斤三氧化钨为一吨度。
1980年美国钨精矿平均价格为145美元/吨度。
性质和用途钨熔点高,在2000~2500℃高温下,蒸气压仍很低。
钨的硬度大,密度高,高温强度好。
钨的电子逸出功为1.55电子伏特。
常温下钨在空气中是稳定的,400℃开始失去光泽,表面形成蓝黑色致密的三氧化钨(WO3)保护膜。
740℃时三氧化钨由三斜晶系转变为四方晶系,保护膜被破坏。
人教版九年级下册化学 第八单元 金属和金属材料 实验活动4 金属的物理性质和某些化学性质 (2)
4.现有甲、乙、丙三种金属,分别与空气和氧气反应,现象如下表所示:
据此信息,这三种金属活动性由强到弱为
(A )
甲
乙
丙
空气
剧烈燃烧
变黑
变黑
氧气 更剧烈燃烧 变黑 剧烈燃烧
A.甲>丙>乙
B.甲>乙>丙
C.乙>丙>甲
D.丙>乙>甲
5.如图,为了验证镁、铜两种金属活动性大小,应该选择
(A )
A.稀硫酸 B.硫酸镁溶液 C.氯化钠溶液 D.植物油
2.金属的化学性质 (1)金属跟氧气的反应 ①铁在潮湿的空气里(既有 H2O 又有 O2 时)易生锈,铁锈是混合物,主
要成分是 Fe2O3·xH2O。
防锈方法:在铁表面涂一层保护膜(如刷漆或涂油),镀锌等金属或 烤蓝等。
②铁丝在氧气中燃烧:化学方程式为 3Fe+2O2=点==燃==Fe3O4。
(2)金属跟酸的反应 铁与稀硫酸反应:Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑ (3)金属跟化合物溶液的反应 铁跟硫酸铜溶液反应:Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
易错点:活泼金属与酸反应生成盐和氢气,但浓 H2SO4 和 HNO3 除外, 因为它们有较强的氧化性,与金属反应不产生氢气。
易混点:位于前面的金属能将后面的金属从它们的化合物溶液中置 换出来,若化合物不溶于水就不能置换(K、Ca、Na 除外)。
1.观察镁、铝、铁、铜的颜色和光泽:
金属 颜色和光泽
实验步骤
实验现象
实验结论
分别将打磨后的铁丝、银丝 铁丝表面有红色物质析
插入盛有CuSO4溶液的试管中, 出,银丝表面无现象
观察现象
金属活动性: Fe>Cu>Ag
钨资料
中文名称:钨英文名称:tungsten定义:元素周期表中原子序数为74,属于ⅥB族金属元素。
元素符号W。
钨,一种金属元素。
原子序数74,原子量183.85。
钢灰色或银白色,硬度高,熔点高,常温下不受空气侵蚀;主要用途为制造灯丝和高速切削合金钢、超硬模具,也用于光学仪器,化学仪器。
中国是世界上最大的钨储藏国。
钨是属于有色金属,也是重要的战略金属,钨矿在古代被称为“重石”。
1781年由瑞典化学家卡尔·威廉·舍勒发现白钨矿,并提取出新的元素酸-钨酸,1783年被西班牙人德普尔亚发现黑钨矿也从中提取出钨酸,同年,用碳还原三氧化钨第一次得到了钨粉,并命名该元素。
钨在地壳中的含量为0.001%。
已发现的含钨矿物有20种。
钨矿床一般伴随着花岗质岩浆的活动而形成。
经过冶炼后的钨是银白色有光泽的金属,熔点极高,硬度很大。
钨是熔点最高的元素。
钨是稀有高熔点金属,属于元素周期表中第六周期(第二长周期)的ⅥB族。
钨是一种银白色金属,外形似钢。
钨的熔点高,蒸气压很低,蒸发速度也较小。
钨的化学性质很稳定,常温时不跟空气和水反应,不加热时,任何浓度的盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸以及王水对钨都不起作用,当温度升至80°—100°C 时,上述各种酸中,除氢氟酸外,其它的酸对钨发生微弱作用。
常温下,钨可以迅速溶解于氢氟酸和浓硝酸的混合酸中,但在碱溶液中不起作用。
有空气存在的条件下,熔融碱可以把钨氧化成钨酸盐,在有氧化剂(NaNO3、NaNO2、KClO3、PbO2)存在的情况下,生成钨酸盐的反应更猛烈。
高温下能与氯、溴、碘、碳、氮、硫等化合,但不与氢化合。
种类主要的钨矿有十几种,中国主要有两种;黑钨矿(钨锰铁矿)和白钨矿(钨酸钙矿)。
1.黑钨矿(FeMn)WO4。
颜色有暗灰色、淡红褐、淡褐黑、发褐及铁褐等颜色。
半金属光泽、金属光泽及树脂光泽。
通常为叶片状、弯曲钨锑矿山片状、粒状和致密状;也有的呈厚板状、尖柱状等单斜晶系晶体,常与白色石英一起以脉络的形式充填在花岗岩及其附近的岩石裂缝中。
第八单元金属和金属材料知识点总结---九年级化学人教版下册
第八单元金属和金属材料课题 1 金属材料一.金属材料1.金属材料:金属材料包括纯金属及它们的合金,合金大多属于混合物。
2.金属的物理性质:在常温下金属一般为固态(汞为液态),有金属光泽(大多数金属呈银白色,铜呈紫红色,金呈黄色);具有良好的导电性、导热性、延展性、熔点较高、硬度较大、密度较大等物理性质。
3.金属之最:(1)地壳中含量最多的金属元素:铝(2)人体中含量最多的金属元素:钙(3)目前世界年产量最多的金属:铁(铁>铝>铜)(4)导电、导热性最好的金属:银(银>铜>金>铝)(5)熔点最高的金属:钨;熔点最低的金属:汞(6)硬度最大的金属:铬(7)密度最大的金属:锇;密度最小的金属:锂二.合金1.合金概念:由两种或两种以上的金属或金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。
2.合金的特性:(1)合金的硬度一般比组成它的纯金属的硬度大,抗腐蚀性强。
(2)合金的熔点一般比组成它的纯金属的熔点低。
三.常见金属材料的用途:(1)铜丝作电线是因为它具有良好的导电性;(2)铁制品通常用作炊具是因为它具有良好的导热性;(3)白炽灯灯丝通常用钨丝,是因为钨丝的熔点高;(4)体温计液柱用水银,是因为汞的熔点低;(5)铁合金:生铁和钢,区别:含碳量不同,作建筑材料、不锈钢医疗器械、炊具等。
(6)钛和钛合金:钛和钛合金与人体具有良好的“相容性”,可用来造人造骨。
课题 2 金属的化学性质1.铝抗腐蚀性强的原因:铝能与空气中的氧气在常温下反应生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步被氧化。
2.金属活动性顺序:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金属活动性顺序里,金属的位置越靠前,它的活动性就越强。
【前强后弱】金属活动性顺序里,位于H 前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸(不可以用浓硫酸和硝酸)中的氢。
【氢前换氢】金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。
最新人教版九年级化学下册课件第8单元金属和金属材料
课题1 金属材料
第1课时 几种重要的金属
观察与思考
铁 锅
铝 锅
铜 火 锅
观察与思考
环顾你家里的日常生活用品,如锅、 壶、刀、锄、水龙头等,它们都是由金 属材料制成的。金属材料包括纯金属以 及它们的合金。
认知与了解
学习目标
1.认识金属材料与人类生活和社会发展的密切
关系。 2.了解常见金属的物理性质,能区分常见的金 属和非金属。
4.为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬?如果镀金会怎样?
铬比铁的硬度大,耐磨,耐腐蚀性强,且美观。镀金虽 然美观,但成本高,不耐磨。 5.以下铁的用途,涉及了铁的哪些性质? (1)烧菜用的铲子是铁制的,一般都要装上木柄 铁有良好的导热性 (2)铁块可以制成铁丝或铁片 铁具有延展性 (3)油罐车行驶时罐内石油振荡产生静电,易发生火险, 因此,车尾有一条拖地的铁链 铁具有导电性
观察与思考
镁、铝合金 (Mg——Al) 10-30% 用于制造飞机、轮船、火箭等
归纳与小结
合
定义:
金
两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成 具有金属特性 的 物质。
归纳与小结
【实验8-1】比较黄铜片和铜片、硬铝和铝的光泽和 颜色;将它们互相刻划,比较它们的硬度 现象
性质比较 黄铜
铜
硬铝
铜呈紫红色,金呈黄色。
◆ 物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,使用 时需考虑多方面。
归纳与小结
◆ 物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,
但这不是唯一的决定因素。在考虑物质的用途时, 还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利, 以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。
巩固与提高 1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制? 铁比铅的硬度大,且铅有毒。 2.银的导电性比铜好,为什么电线一般用铜制而不 用银制? 银的成本比铜高。 3.为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制?如果用锡制的 话, 可能会出现什么情况? 钨的熔点比锡高。用锡制灯丝,通电后锡会熔化,灯丝 会熔断,灯泡不能正常发光。
人教版九年级下册化学 第八单元 金属和金属材料 课题1 第1课时 几种重要的金属
(填序号)。 (2)灯管后面的反光片为铝箔。铝块能制成铝箔是利
用了铝的 延展 性。 (3)铜制插头是利用了金属铜的 导电 性。
5.科学家发现了一种新金属,它的一些性质如 下表所示,这种金属的表面有一层氧化物保护 层。试设想这种金属的可能用途。
解:可作为航天 航空材料。
(提示:这种金属表面有一层 氧化膜,可以阻止内部金属继 续被氧化,则抗腐蚀能力优; 熔点高可耐高温;导电导热性 能好,可作为导电或导热材料; 强度高,可制造各种工具或器 具;密度小则有利于制作一些 轻便工具或器具。)
熔点 密度 强度 导电性 导热性 抗腐蚀性
2500℃ 3 g/cm3 与钢相似
良好 良好 优异
资料:黄金在地球上分布较广,但稀少,
自然界常以游离态存在,绝大部分金是从岩脉
金和冲积金矿中提取的,素有“沙里淘金”之 说。金单质是金黄色金属,熔点为1064.43℃, 沸点为3080℃,密度为19.3×103kg·m-3,有光泽, 质软,延展性大,能拉成5×10-4g·m-1的丝,碾 成1×10-5mm厚的半透明箔片。导电性仅次于银、 铜,列第三位,是化学性质稳定的金属之一, 在空气中不被氧化,亦不变暗。
问题提出: (1)金是 金黄 色、熔点为 1064.43℃ 、沸点 为 3080℃ 、密度为 19.3×103kg·m-3 的一种 金属。
金单质是金黄色金属,熔点为1064.43℃,沸 点为3080℃,密度为19.3×103kg·m-3,有光 泽,质软,延展性大,能拉成5×10-4g·m-1的 丝,碾成1×10-5mm厚的半透明箔片。
色的金属光 的金属光泽,质
泽,具有良 软,有良好的延
好的延展性、 展性,是电和热
导电性和导 的良导体
钨冶金学ZFS
3.钨的用途 钨具有很大的工业价值,金属钨和各种钨合金 应用广泛,其中最重要的有以碳化钨为基的硬 质合金、合金钢、耐磨合金和耐热合金等。据 统计,用于生产硬质合金的金属钨占钨产量的 49%~62%。硬质合金在刀具、量具、模具、地 质勘探方面的应用,带来了显著的经济效益。 钨也大量用于钢和有色金属合金添加剂。钢中 含有钨时,可使钢回火的稳定性、耐腐蚀能力 大大增加。现在工业上生产的性能优异的合金 工具钢、高速工具钢、热锻模具钢、结构钢、 弹簧钢、耐热钢和磁钢中,都添加了钨。钨产 量的20%都用于这个方面。
1
2.化学性质 钨是元素周期表中第6周期VIB族元素,元素符号W,原 子序数74,相对原子质量183. 85。钨原子的外电子构 型为[Xe]4f145d46s2,价电子为5d46s2。钨的氧化态有0, +1,+2, +3, +4, +5,+6等。高氧化态钨呈酸性,低氧化 态钨呈碱性。 块状钨在常温空气中是稳定的;在673K时开始失去金属 光泽,表面形成蓝黑致密的WO3保护膜;1013K时WO3由斜 方晶系转变为四方晶系,保护膜遭到破坏。 钨在高于873K的水蒸气中氧化生成WO2和WO3。 在低于钨的熔点温度下钨与氢不发生作用,与氮也只有 在2273K以上才相互作用生成WN2。 常温下,钨能与氟化合生成易挥发的WF6,而与干燥氯 气在高温(1073K)时才剧烈作用,生成WCl6。
15
C棒磨浸出 烧结料由窑头卸入棒磨机,进行边磨细边浸出。浸出温 度稍高于363K。由热的烧结块的热量来维持,不需外部 加热。棒磨后料浆的密度在1800~2000kg/m3之间,流 入浸出槽内继续搅拌浸出3~4h。 经圆筒真空过滤机过滤后的浸出液的密度为1300~ 1400kg/m3。为充分分离出钨渣,浸出液再经压滤机压 滤后,用热软化水洗涤,最终调整成密度为1180~ 1200kg/m3的粗钨酸钠溶液。这种粗钨酸钠溶液含三氧 化钨160~180g/l,含碱(氢氧化钠)4~8g/l。钨的浸出 率可达98%~99%。洗涤后的钨渣(浸出渣)含可溶三氧 化钨0.2%~0.5%,不溶三氧化钨1%~2%。 连续法的优点是消耗少的碱能得到高的钨回收率,当使 用到品位钨精矿时这一优点更突出;缺点是回转窑需高 度维修,需附加浸出设备,碱消耗随矿品位降低而迅速 增加,As,Si,P转变成可溶性化合物,随钨一起浸出。
钨冶金学
第九章 钨冶金
2.化学性质 钨是元素周期表中第6周期VIB族元素,元素符号W,原子序
数74,相对原子质量183. 85。钨原子的外电子构型为 [Xe]4f145d46s2,价电子为5d46s2。钨的氧化态有0, +1,+2, +3, +4, +5,+6等。高氧化态钨呈酸性,低氧化态钨呈碱性。 块状钨在常温空气中是稳定的;在673K时开始失去金属光泽, 表面形成蓝黑致密的WO3保护膜;1013K时WO3由斜方晶系转 变为四方晶系,保护膜遭到破坏。
第九章 钨冶金
反应产生CO2气体从反应区内排出,同时二价铁、二价锰氧化 成高价,因此上述反应实际上是不可逆的。
反应产物的状态决定于过程的温度。在1073~1153K温度下, 产物为半熔融的(糊状)物质,1173~1273K则呈液态熔体。
当处理白钨精矿时,在配料时加入适量的SiO2,既可降低 Na2CO3的消耗和防止游离CaO的生成(白钨精矿在添加二氧化 硅条件下与碳酸钠反应),又有利于提高后续过程钨的浸出率。 反应为: CaWO4+Na2CO3+1/2SiO2=Na2WO4+1/2Ca2SiO4+CO2↑ CaWO4+Na2CO3+SiO2= Na2WO4+Ca该方法为黑钨精矿中的钨与氢氧化钠溶液发生复分解反应转变
为可溶性钨酸钠,而与大量不溶性杂质分离的钨精矿分解方法, 其反应是: FeWO4+2NaOH=Na2WO4+Fe(OH)2↓ MnWO4+2NaOH=Na2WO4+Mn(OH)2↓ 黑钨精矿的碱分解主要有常压搅拌碱分解和加压碱分解工艺。 常压搅拌碱分解采用-0. 043mm粒级达98%的黑钨精矿粉, 氢氧化钠用量为理论量的200%,在383~393K温度下分解 8~12h; 加压分解采用-0. 043mm粒级达98%的黑钨精矿粉,苛性钠 用量为理论量的110%-150%,矿浆含NaOH 200~300g/l, 在453K温度下分解1h。 常压和加压碱分解工艺的黑钨精矿的分解率为98.5%~ 99.0%。
人教版九年级下册化学第八单元《金属材料》练习题(附答案)
课题1 金属材料基础闯关全练拓展训练1.灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制,主要是因为( )A.钨的导电性好B.钨的熔点高C.钨的硬度大D.钨的密度大2.在银行、金店等场所使用了新型“防盗玻璃”。
新型“防盗玻璃”为多层结构,每层中间嵌有极细的金属线,当玻璃被击碎时,产生电信号,与金属线相连的警报系统就会立刻报警,这利用了金属的( )A.延展性B.弹性C.导电性D.导热性3.生铁和钢都是铁的合金。
下表对生铁和钢的成分、性能都做了比较。
生铁钢含碳量2%~4.3% 0.03%~2%性能硬而脆、无韧性,可铸不可锻轧坚硬而有韧性,可铸可锻轧根据表中提供的信息,回答下列问题:(1)与生铁相比较,钢有什么优良的性能? (答出一条即可)。
(2)写出钢的一种用途: 。
(3)比较生铁与钢的成分,说明生铁与钢在性能上有较大差异的主要原因是。
能力提升全练拓展训练1.下表是部分纯金属和合金的性质及用途。
纯金属合金铅镉铋锡焊锡(铅锡合金)武德合金(铅、铋、锡和镉组成的合金)熔点/℃327 321 271 232 183 70主要用途焊接金属制电路保险丝、自动灭火和防爆安全装置等(1)根据上表提供的数据,你能得到的启示是。
(2)生活中,某同学家里的保险丝坏了,他找来铅丝代替保险丝,这种做法是否正确?(填“是”或“否”)。
2.常温下一些金属的物理性质数据如下:金属单质铜铝锌铁铅导电性(以银的导电性为100作为标准)99 61 27 17 7.9密度/(g·cm-3) 8.92 2.70 7.14 7.86 11.3 熔点/℃ 1 083 660 419 1 535 328硬度(以金刚石的硬度为10作为标准)2.5~3 2~2.9 2.5 4~5 1.5根据你的生活经验和表中所提供的信息,分析下列问题:(1)为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制? 。
(2)银的导电性比铜好,为什么电线一般用铜制而不用银制? 。
(3)为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用铅制?如果用铅制,可能会出现什么情况? 。
钨元素化学式
钨元素化学式
1.钨元素的概述
钨(W)是周期表中第六周期的一种化学元素,原子序数为74,属于过渡金属。
钨是一种坚硬、高密度、高融点的金属,其基本物理和化学性质使其在工业和科学领域中具有广泛的应用。
钨元素在地壳中的丰度约为0.001%,主要存在于钨矿石中。
2.钨元素的化学性质
钨元素的电子结构为[Xe]4f^145d^46s^2,其中5d的电子活动性很高。
钨的常见氧化态为+2、+3、+4、+5、+6,在不同氧化态下呈现出不同的化学性质。
钨是一种不活泼的金属,耐腐蚀性能良好,能够抵抗大部分酸和碱的侵蚀,但不能抵抗氢氟酸及其它氟化物的腐蚀。
在高温下,钨元素的化学性质也会发生变化。
3.钨元素的物理性质
钨元素是一种坚硬、高密度、高融点的金属,具有良好的电导性和热导性,其熔点为3410℃,沸点为5660℃。
钨还具有良好的耐磨性和耐紫外线性能,被广泛应用于航空、军事、医学等领域。
4.钨元素的应用
由于钨元素的高密度和高熔点特性,钨合金被广泛用于航空航天、导弹制造、核反应堆、高温炉等领域。
此外,钨也用于制造电
极、高速切削刀具、涂层、灯丝、真空电子器件等。
钨还是一种重要的合金元素,可以用于改善钢的硬度、均匀性和耐腐蚀性。
5.结论
综上所述,钨是一种非常重要的化学元素,具有广泛的应用价值。
其在工业和科学领域中的应用不仅有助于提高生产效率和质量,还可以推动科学技术的不断发展。
随着人们对钨元素的认知和研究的深入,相信钨元素在未来的应用领域中会有更加广阔的发展前景。
九年级化学上册第八单元《金属和金属材料》教材分析
4、铁的合金
关于合金
4、铁的合金
(1)铁的合金
含碳量C%
生铁 钢
2 %~4.3%
0.03 %~2%
21世纪重要的金属材料
(4)钛和钛合金
用途:人造骨、飞机机身
2 合金和纯金属性质的对比
金属材料 主要成分 光泽和颜色 硬度大小对比 黄铜片(合金) 铜锌 黄色
铜片(纯铜) 焊锡(合金) 锡(纯锡) 铜 铅锡 锡
金属与酸反应
设计金属与酸反应的实验,通过观察金属 与酸反应的现象知道金属的活动性 在设计实验时注意对比实验要控制化学反 应的条件 得出金属活动性顺序表,总结金属与酸反 应的条件,了解置换反应 提问铜和银的活动性如何比较?
课题2
金属与盐溶液反应(第二课时)
学生想办法设计实验比较铜和银的活动性 提问如何比较铁和铜的活动性,并讨论哪 种方法更好 根据以上两个实验总结金属和盐溶液的反 应规律
在应用金属活动性的过程中,找到新 的规律
课题2
金属活动性的应用(第三课时)
设计实验验证铝、铁、铜三种金属的活动 性 练习
应用金属的三个化学性质检验金属的活 动性,体会到三个化学性质实际反映了 一个规律——金属活动性。
课题2
我对教材的理解及教学建议——课题3
元素的含量 金属资源的保护 金属的存在(矿石)
质的观念。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
实验设计总结
原理: 实验装置图:
实验现象、 注意问题、 尾气处理。
实 际 生 产
高炉炼铁
达成目标:通过比较、分析等手段提高实验设计能 力,掌握炼铁原理,并增强环保意识。
不纯物的计算
铁 的 计 算
最新人教版九年级全一册化学第八单元金属和金属材料课题1 金属材料
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化学
3.下列关于“合金”的叙述:①合金中至少含有两种金属;②合
金中各元素以化合物的形式存在;③合金中一定含有金属;④
合金一定是混合物;⑤合金具有金属特性,其中正确的是
( D)
A.④
B.①②③
C.③④ D.③④⑤
返回
化学
4.用“>”“<”或“=”符号填空: (1)含碳量:钢 < 生铁; (2)硬度:纯铜 < 黄铜; (3)熔点:武德合金 < 锡; (4)地壳元素含量:铝 > 铁。
(2)状态:大多数金属为 固 态,但 汞是液态的 。 (3)金属之最: 地壳中含量最高的金属元素: 铝(Al) ; 人体中含量最高的金属元素: 钙(Ca) ; 导电、导热性最好的金属: 银(Ag) ; 硬度最高的金属: 铬(Cr) ; 熔点最高的金属: 钨(W) ;熔点最低的金属: 汞(Hg) ; 密度最大的金属: 锇(Os) ;密度最小的金属: 锂(Li) 。 返回
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5.(教材母题变式)人们的日常生活离不开金属,高科技新材料 的开发和利用也需要金属。 (1)日常生活、生产中用量最大的金属是 铁 。 (2)根据下图金属应用实例推断,金属具有的物理性质有
导电性、导热性 。
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(3)日常使用的金属材料多数属于合金。下表列出了一些常
见合金的主要成分和性能。
合金 主要性能 主要成分和纯金属的性能
焊锡 熔点183 ℃
锡:熔点232 ℃; 铅:熔点327 ℃
硬铝 强度和硬度好 铝、铜、镁等。硬度小,质软
不锈 抗腐蚀性好 铁、铬、镍等,纯铁抗锈蚀性
由上表推断,与组成合金钢的纯金属相比,合金的能优不点如一不锈般钢有
③ (填序号)。
钨
钨用于电子领域
钨的可塑性强、蒸发速度小、熔点高、电子发射能力强,因而钨及其 合金被广泛应用于电子和电源工业。例如钨丝的发光率高,使用寿命 长,因而被广泛应用于制造各种灯泡灯丝中,如白炽灯、碘钨灯等,
碘钨灯
钨用于化工领域
荧光粉 钨的化合物常用作催化剂和无机颜色,如二硫化钨在合成汽油的制取中用作润滑 剂和催化剂,青铜色的氧化钨被用在绘画中,钙或镁钨常用在荧光粉中。
TNT当量
2.0 x 10^10 J: 平均水平闪电= 4.8吨TNT当量 3.6 x 10^10 J: 平均水平龙卷风= 8.6吨TNT当量 5.0 x 10^10 J: MOAB巨型燃料空气炸弹,最强大的非核常规武器= 12吨TNT 3.6 x 10^13 J: 平均雷暴天气= 0.9万吨
钨因其独特的性能和在广泛领域内难以替代的用途而成为一种具有特殊战 略意义的稀有金属矿产资源,是我国在国际上最具有优势地位的矿产资源 之一。是现代工业、国防及高新技术应用中极为重要的功能材料,在我国 国民经济中具有十分重要的地位。
触头材料和高比重合金
用粉末冶金方法制造的钨-铜合金(10%——40%的铜)和钨-银合金, 兼有铜和银的良好的导电性、导热性和钨的耐磨性。它成为制造闸刀 开关、断路器、点焊电极等的工作部件非常的效的触头材求机器 零件,发动 机和一些仪 器的高热强 度的其它部 件中,钨和 其它难熔金 属的合金用 作热强材料。
考虑一下动力势能与动能转化的因素能量非常恐怖:mgh=1/2mV*V=3.58*10的8次方*m 钨条的密度约等于20g/cm3体积为0.21195立方米,质量为4239kg。 也就是说钨条到达地表的动能约为1.517562*10的12次方,相当于相当于20g铀-235放 出的能量,相当于400吨TNT的威力,你们说威力怎么样?
钨安全技术说明书(msds)
W
主要成分:
无资料
临界温度(℃):
无资料
辛醇/水分配系数的对数值:
无资料
饱和蒸气压(kPa):
无资料
闪点(℃):
无资料
引燃温度(℃):
无资料
自燃温度:
引燃温度(℃):无资料
燃烧性:
可燃
溶解性:
溶于硝酸、氢氟酸。
相对密度(水=1):
19.3(20℃)
相对蒸气密度
(空气=1):
无资料
分子量:
183.85
无资料
包装类别:
无资料
包装方法:
无资料
运输注意事项:
无资料
第十五部分:法规信息
法规信息:
无资料
第十六部分:其他信息
参考文献:
暂无
修改说明:
第一版
其他信息:
MDL号:MFCD00011461PubChem号:24861893BRN号暂无
填表部门:
审核部门:
常见用途:
FW-1用于大型板坯、钨铼电偶原料。FW-2用于触头合金、高比重屏蔽原料。FWP-1用等离子喷镀材料。用于制造硬质或耐高温合金、高速切削特种钢,以及用作灯泡灯丝和航空、航天工业的耐热材料。用作分析试剂。用于制钨丝和制高速切削钢、特种钢等,也用于制电学仪器和光学仪器。用于制高速切削合金钢、灯丝、火箭喷嘴、太阳能装置等。
燃烧热(kJ/mol):
无资料
临界压力(MPa):
无资料
爆炸上限%(V/V):
无资料
爆炸下限%(V/V):
无资料
外观与性状:
纯钨是钢灰色至锡白色粉末或薄片。
主要用途:
用于制钨丝和制高速切削钢、特种钢等,也用于制电学仪器和光学仪器。
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第八部分钨8.1资源概述8.1.1资源概况钨是亲石亲氧元素,是熔点最高的金属之一,地壳中主要以钨酸盐形态富集于花岗岩接触变质带内,沉积层内的含量比较少,在许多矿床内钨或多或少的与铜、锝、铋、锑或钼等矿物共生,而钨本身很少呈硫化物存在,最大特点是高比重、同时具有良好的高温强度和导电、传热性能,常温下钨的化学性质稳定。
目前,已发现的钨矿有二十多种,其中以黑钨矿(钨锰铁矿)和白钨矿(钨酸钙矿)最为常见。
黑钨矿属优质钨矿,白钨矿属难选矿石,二者占全球钨资源比例分别为25%和73%左右,而开采所占比例则为65%和35%。
黑钨矿颜色有暗灰色、淡红褐、淡褐黑、发褐及铁褐等颜色,具有半金属光泽、金属光泽及树脂光泽,通常为叶片状、弯曲、钨锑矿山片状、粒状和致密状,也有的呈厚板状、尖柱状等单斜晶系晶体,常与白色石英一起以脉络的形式充填在花岗岩及其附近的岩石裂缝中。
黑钨矿是炼钨和制造钨酸盐类的主要原料。
白钨矿颜色为灰白色,也有黄褐、绿和淡红色等,具有油脂光泽,多呈现为双锥状的假八面体或板状晶体,也有的晶体呈皮壳状、肾状、粒状和致密块状。
受荧光灯照射时,白钨矿可发出美丽的浅蓝色荧光。
8.1.2资源应用钨是不可替代的战略性资源。
其产品由初级品到深加工品的种类达20多种,广泛应用于军工、航天航空、机械加工、冶金、石油钻井、矿山工具、电子通讯和建筑等领域,是国民经济和现代国防领域不可替代的战略性金属。
目前世界上开采出的钨矿,约50%用于优质钢的冶炼,约35%用于生产硬质钢,约10%用于制钨丝,约5%其他用于其他用途。
钨的下游产品主要包括钨钢、钨材、钨化工和硬质合金。
钨钢是耐热合金钢,具有良好的耐高温力学性能,是基础工业材料;钨材主要包括钨丝,是照明、电子等行业的关键材料;钨的化合物可用来制造染料、颜料、油墨、电镀,还用作催化剂和润滑剂等;而用钨制造的硬质合金则具有超高硬度和优异的耐磨性,用于制造各种切削工具、刀具、钻具和耐磨零部件。
8.2区域分布8.2.1世界分布钨是极其稀缺的资源,2012年美国地址调查数据显示,全球钨探明储量仅为310万吨,储量基础为420万吨。
其中,中国钨资源储量为190万吨,占到全球探明储量的61.3%,位居世界第一位;其次为加拿大、俄罗斯、美国,分别占世界储量的7.78%、6.67%和3.17%。
此外澳大利亚、玻利维亚以及葡萄牙、巴西、朝鲜也拥有一定的钨资源储量。
数据来源:USGS Mineral Commodity Summaries加拿大钨的探明储量居世界第二位,主要分布在西北地区和育空地区,在不列颠哥伦比亚和新不伦瑞克等地也有分布,以马克通和唐思顿等矿床最有名。
马克通是世界最大的钨矿床之一,矿石主要为白钨矿。
俄罗斯钨的探明储量居世界第三位,主要集中在北高加索、东西伯利亚和远东地区。
几乎所有已探明的钨储量均产于原生矿床,其综合性矿石同时含有钼、铜、铋、金、银等元素。
大约三分之一的钨储量是易选的黑钨矿矿石,三分之二是较难选的白钨矿矿石。
大部分钨矿石较贫,钨平均含量只有0.15%,而加拿大、韩国、玻利维亚、澳大利亚则为0.8%-1.2%。
8.2.2中国分布中国钨资源储量丰富且分布相对集中。
从区域来看,储量居前六位的省份分别为:湖南35.8%、江西18.8%、河南10.0%、广东6.5%、广西5.7%和福建5.3%,合计共占到全国总储量的82%。
从矿种来看,中国白钨矿已探明储量占全国钨矿总储量的71%,主要分布在湖南,河南和福建等地区。
图8-1:中国钨矿资源矿产分布从矿山类型来看,目前全国共有1037处钨矿产地,其中超大型矿产地3处,大型产地35处,中型86处,小型266处,矿点593处,矿化点54处。
相对来说,比较分散,绝大多数为中小型矿山。
由于一些大型、超大型钨金属矿床的矿石物质成分复杂,嵌布粒度细,选冶技术尚未彻底解决,现阶段开采仍以石英脉型黑钨矿为主。
表8-3:中国主要钨矿山及其储量资料来源:中国钨业协会8.3生产状况8.3.1世界生产中国是世界最主要的钨矿生产国,2011年产量6万吨,占全球比重的83.3%。
2011年产量在1000吨以上的国家还有俄罗斯、加拿大、葡萄牙、玻利维亚和澳大利亚,产量分别占全球的比重为4.3%、2.8%、1.8%、1.6%和1.5%。
数据来源:USGS Mineral Commodity Summaries北美钨业是西方国家最大的钨精矿生产商。
该公司拥有两座钨矿山Cantung和Mactung,都坐落在加拿大北部。
Cantung每年的白钨精矿产能可以达到3500吨,北美钨业2011年提高CanTung矿产量。
公司还宣布计划开发Yukon的MacTung矿山储备,以利用不断增长的钨价。
随着俄罗斯国内金属加工、油气钻探和军工等产业的复苏,俄罗斯对钨的需求量开始回升。
目前,俄罗斯的钨矿石和钨精矿产量仅次于中国,居世界第二位。
俄罗斯钨矿开采的主要问题是,钨产量不能完全满足国内需求,80%的钨矿石产量集中在远东的滨海边疆区,而钨矿石加工企业却远在俄罗斯的欧洲部分和乌拉尔地区,加工成本企业承担的运输较高。
目前,澳大利亚有两家钨矿公司(Icon Resources)已经投产,其他7-8家矿业公司在积极勘探中。
南美的秘鲁年产量也已超过750吨,全球钨精矿的高价也推动了更多矿山开采进程。
数据来源:USGS Mineral Commodity Summaries8.3.2中国生产长期以来,中国的钨产量占到了全球产量的80%以上。
2006年至2011年中国钨精矿产量年均增长11%,2011年产量达到13.5万吨。
分地区来看,江西与湖南是两个钨精矿产量最大的省份,分别占到全国产量的48.6%和22.5%,其次为河南14.36%。
数据来源:同花顺iFinD自2002年开始,国家实施钨矿开采总量控制,希望遏制钨矿资源过度开采的现象,但是实际情况来看效果并不明显。
从2002年到2011年,中国钨精矿总量控制指标从4.37万吨提高到8.7万吨,而实际产量相应的从6.6万吨提高到了13.5万吨,平均超出控制总量的40%。
表8-7:中国钨精矿计划控制量与实际产量(单位:万吨)数据来源:同花顺iFinD中国虽然钨资源丰富,但是矿床分散,因此难以统一管理,乱采滥挖现象普遍。
当前中国主要钨业公司包括湖南有色集团,江钨集团,章源钨业、厦门钨业、辰州矿业等钨矿产业链运作企业,以及涉及钨品贸易的五矿有色等。
表8-8:中国主要钨金属生产企业8.4贸易状况8.4.1世界贸易钨矿被西方国家公认为战略物资,因此他们非常重视钨金属的战略储备,甚至是暂停钨资源的开发,而且这种观念已慢慢被发展中国家所认可;另外一方面,各国经济的发展对钨资源的需求有所增加。
这种供需关系决定了钨资源的全球贸易流向,即发展中国家钨资源不断流入发达国家,但速度将会越来越慢,发达国家承担的价格成本会越来越高。
全球钨矿资源及其制品主要出口至美国、日本、荷兰等国,中国、俄罗斯、加拿大、玻利维亚等则成为主要的钨资源输出国。
数据来源:USGS Mineral Commodity Summaries8.4.2中国外贸作为世界最大的钨资源储备国,中国平均每年为全球提供85%左右的钨矿资源。
2011年中国对外钨资源产品出口3.25万吨,除了2009年受金融危机影响,中国钨资源产品出口大幅下降外,2007年至2011年基本都维持在3万吨左右。
从出口国家来看,西欧一直是中国钨资源产品最大的出口地,平均占出口比重的28%左右;其次是日本,平均占出口比重的23%左右;韩国与美国也是中国钨资源产品重要的出口地。
数据来源:中国钨业由于钨矿属于稀缺资源,国家对其出口实施管制,出口配额数量采取从紧政策,各年度配额逐步减少,从2002年开始将出口配额从1.82万吨逐渐下降到2010年的1.43万吨,2011年有所提升。
但是,由于国外钨矿资源稀少,出口有利可图,导致钨产品还是大量出口,实际出口量从2002年的2.9万吨到2011年的3.2万吨,平均超出出口配额的100%。
数据来源:中国钨业俄罗斯、加拿大以及卢旺达、越南、蒙古是中国最大的五个钨矿进口来源国,五国的钨精矿采购量占进口总量的80%左右。
由于国外钨精矿产量的降低以及采购成本的提高,中国钨矿进口数量近几年整体呈下降趋势。
由于中国每年出口的钨初级产品APT和氧化钨占到了所有钨出口产品的50%以上,而高端产品中的硬质合金,尤其是广泛应用于机械切削工具中的硬质合金刀具有一半以上还主要依赖进口,西欧、日韩以及美国、加拿大是中国钨品的主要进口国家与地区。
数据来源:中国钨业8.5价格变动2005年至2009年,受国内钨矿开采扩张影响,国内国际钨资源产品价格持续下跌。
2009年之后,随着中国对钨资源调控力度的加大,国内钨产业战略重组加快,钨资源价格也开始有所好转。
2009年4月至2011年8月,国内钨精矿平均价格由6.1万元/吨上涨至15.4万元/吨,上涨幅度超过150%。
之后,随着欧债危机影响的加剧,市场需求减少,钨资源产品进入下降通道。
至2012年8月,国内钨精矿平均价格跌至10.2万元/吨,跌幅超过33%。
而国内APT平均价格变动趋势与钨精矿基本一致。
图8-2:国内钨资源产品价格变动与国内钨精矿价格变动不同,国际市场钨精矿(65%)平均价格变动相对稳定,2009年至今一致维持在150美元/吨的水平上。
而国际市场APT平均价格变动与国内市场基本一致,从2011年6月最高时的472美元/吨一直下降到2012年8月的360美元/吨,平均跌幅超过23%。
图8-3:国际钨资源产品价格变动。