鎢(W)是一種深灰色的金屬元素,化學(xué)符號為W,原子序數(shù)為74。它是地球上最稀有的元素之一,且具有很高的熔點和沸點。鎢在現(xiàn)代工業(yè)中被廣泛用于生產(chǎn)高強度合金和硬質(zhì)合金物品,如鎢鋼、鎢絲、鎢合金等。鎢還可以用于制造電極、半導(dǎo)體器件、充電電池以及保護(hù)屏幕等。由于鎢的密度高,因此也被用于制造振動塊和吸音板等。在醫(yī)療領(lǐng)域,鎢還可以用于放射治療和核醫(yī)學(xué)影像學(xué)。
鎢的名稱來源于瑞典語“tung sten”,意為“重石頭”。最初,瑞典化學(xué)家和礦物學(xué)家卡爾·威廉·舍勒(Carl Wilhelm Scheele)于1781年首次從一種礦物中發(fā)現(xiàn)了鎢氧化物。后來,另一位瑞典化學(xué)家彼得·雅各布·胡斯費爾特(Peter Jacob Hjelm)在1783年成功地從一個名為鎢酸鈣的礦物中提取出了鎢。自此以后,鎢便被廣泛使用于工藝、制造、醫(yī)學(xué)及其它領(lǐng)域。由于其高熔點和耐高溫、耐腐蝕的特性,鎢是工業(yè)上非常重要的材料之一。
鎢在自然界中的分布很廣泛,廣泛存在于地球的巖石和土壤中。鎢最常見的礦物是鎢礦石,包括黑鎢礦、白鎢礦、鎢鐵礦等。鎢礦產(chǎn)主要分布在中國、俄羅斯、加拿大、澳大利亞、韓國、蒙古等國。
據(jù)統(tǒng)計,全球鎢的儲量大約是5,800,000噸,其中超過80%集中在中國。中國的鎢儲量估計為3,500,000噸以上,是全球最大的鎢資源國。此外,俄羅斯、加拿大、澳大利亞、巴西、韓國、蒙古等國家也擁有豐富的鎢資源。
需要注意的是,由于鎢是一種稀有金屬,其儲量的高度集中和價格的波動性等問題也使得其成為一種戰(zhàn)略性材料。因此,鎢的開采、儲備和利用等問題一直備受關(guān)注。
鎢是一種極為重要的稀有金屬,其價值主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
1.高強度:鎢是一種非常堅硬且耐腐蝕的金屬,具有極高的機械強度和剛性,是制造高強度合金的主要原材料。
2.高熔點:鎢的熔點非常高,達(dá)到了3422℃,在高溫環(huán)境中仍然有良好的穩(wěn)定性。
3.抗輻射:鎢對輻射的抗性特別好,因此被廣泛用于核反應(yīng)堆和核醫(yī)學(xué)設(shè)備中,例如醫(yī)用線性加速器和X射線機。
4.應(yīng)用廣泛:鎢的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛,包括冶金、航天、軍事、電子、醫(yī)療及化學(xué)等多個領(lǐng)域。
由于鎢獨特的物理和化學(xué)特性以及其廣泛應(yīng)用的實際價值,其在現(xiàn)代工業(yè)中被廣泛應(yīng)用,其價值顯而易見。由于其儲量相對稀少,其價格也常常較高,成為一種十分寶貴的戰(zhàn)略性材料之一。
鎢具有高熔點、高密度、高強度、高溫穩(wěn)定性、高防蝕性等特性,廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。以下是鎢的幾個主要應(yīng)用方面:
1.工業(yè)領(lǐng)域:
鎢在工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛,主要應(yīng)用于以下幾個方面:
1.制造鎢合金刀具:鎢合金因具有高硬度、強度、耐磨損性和耐腐蝕性等特性,被廣泛用于機械加工、航空航天、造船等領(lǐng)域的刀具制造。
2.制造電子器件:鎢的熔點很高,具有良好的電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率,因此廣泛用于制造真空電子器件(如蒸氣燈、真空電容器、電子束發(fā)生器等)。此外,鎢絲常常用于制造電路連接器和各種電極。
3.制造光源:鎢絲在燈泡制造中得到廣泛應(yīng)用。由于鎢的高熔點,鎢絲可以被加熱到很高的溫度,所以鎢制成的燈絲更加耐高溫、更加經(jīng)久耐用。除此之外,鎢也被用于制造其他光源,如氙燈和鎢鹵素?zé)舻取?/p>
4.制造衛(wèi)星和火箭部件:鎢具有高強度和高溫穩(wěn)定性,適合制造航空航天和導(dǎo)彈等部件,如調(diào)制器和噴氣發(fā)動機高壓渦輪葉片等。其中,鎢合金還可替代鉛,用于控制衛(wèi)星的重心位置。
5.制造化學(xué)催化劑:鎢可以在各種催化反應(yīng)中被應(yīng)用,用于制造化學(xué)反應(yīng)的催化劑或用于氧化或還原反應(yīng)等。
鎢的硬度、強度、耐熱、耐腐蝕以及其它性質(zhì),使得它在工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。在未來的發(fā)展中,鎢在制造工具、電子、照明、航空航天等領(lǐng)域都將繼續(xù)起著舉足輕重的作用。
2.軍事領(lǐng)域:
1.彈頭:鎢合金用于坦克和反坦克火箭的彈頭上,可以保證穿透力和殺傷效果。
2.穿甲彈:鎢合金是一種高密度與高強度的金屬,可用于制作穿甲彈,提高彈頭的抗穿透能力。
3.炮彈:鎢合金用于制作炮彈,提高了炮彈的射程、精度和毀傷力。
4.裝甲:鎢合金可以增加坦克、裝甲車及其他軍用車輛的抗擊打能力。
5.飛行器:鎢合金可以用于制造高溫、高速度的發(fā)動機零部件。
6.導(dǎo)彈:鎢合金用于導(dǎo)彈的制導(dǎo)系統(tǒng),提高了導(dǎo)彈的制導(dǎo)能力和精度。
7.火箭發(fā)動機:鎢合金可以用于制造火箭發(fā)動機中暴露于高溫和高壓之下的元件,提高火箭發(fā)動機的工作效率。
鎢的高密度、高強度和耐高溫性質(zhì),使得它在軍事領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力。
3.核能領(lǐng)域:
1.超導(dǎo)磁體:鎢在超導(dǎo)磁體中作為超導(dǎo)電纜或超導(dǎo)線材的導(dǎo)體,實現(xiàn)高磁場和低溫的條件下的電能傳輸。
2.核反應(yīng)堆中的雜質(zhì):鎢可在控制棒和反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)材料中使用,可以提高反應(yīng)堆的抗腐蝕性和耐熱性。
3.密封件:鎢在核反應(yīng)堆中可用作密封件,如液態(tài)鈉冷卻的燃料元件密封。
4.熱交換器:鎢可用于核反應(yīng)堆的熱交換器中,換熱面積大、高溫強度好。
5.其它的材料應(yīng)用:鎢還可在核聚變實驗中作為實驗室的壁材料或光照光學(xué)元件材料,具有優(yōu)異的高溫抗燒蝕性。
鎢在核能領(lǐng)域的應(yīng)用主要是作為核反應(yīng)堆中的結(jié)構(gòu)材料和密封件,以及在其他核能實驗和研究領(lǐng)域中的應(yīng)用。
4.醫(yī)療領(lǐng)域:
1.放射治療:鎢-188用于鎢放射性同位素治療,可用于治療各種癌癥,包括胰腺癌和肝癌等。
2.診斷:鎢-181可以用于單光子發(fā)射計算機斷層掃描(SPECT)成像,可用于診斷心血管疾病。
3.造影劑:鎢-185作為一種造影劑可以通過同位素掃描來幫助醫(yī)生診斷腎臟疾病。
4.血液學(xué):鎢在血液學(xué)中的應(yīng)用包括用于血小板聚集素的測量,以及對血細(xì)胞進(jìn)行研究的工具。
鎢在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用還處于不斷探索和發(fā)展的階段。
5.航天:
鎢的高熔點、高硬度和抗腐蝕性能,使其在航空航天領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。以下是一些鎢在航天領(lǐng)域的應(yīng)用:
1.火箭噴嘴:鎢可以承受高溫和高壓的環(huán)境,在火箭發(fā)動機的噴嘴中使用,可以承受極高的溫度和壓力,提高火箭推力。
2.航天器反射器:鎢對光的反射性能很好,因此可以用作航天器反射器。在航天器進(jìn)入大氣層時,利用鎢反射器可以減少熱量。
3.防輻射屏障:鎢對電磁波具有良好的屏蔽性能,因此可以用作航天器的防輻射屏障,在宇宙空間中保護(hù)宇航員免受輻射的危害。
4.電子器件:鎢在電子器件中的應(yīng)用越來越廣泛,如高溫場效應(yīng)管、高溫二極管、鎢絲燈等。
鎢在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,其高溫、高壓、高硬度和抗腐蝕性能使其成為重要的材料。
6.其他領(lǐng)域:鎢也可以用于、化學(xué)、地質(zhì)勘探、機械加工和高溫爐、高溫電子、電極材料等領(lǐng)域,起著舉足輕重的作用。

