Übersicht
Reines Wolframpulver ist eine feine Pulverform von elementarem Wolfram, die häufig zu verschiedenen Materialien für eine Vielzahl von kommerziellen und industriellen Anwendungen verarbeitet wird. Zu den wichtigsten Details von reinem Wolframpulver gehören:
| Chemische Formel | W |
| CAS-Nummer | 7440-33-7 |
| Schmelzpunkt | 3.422°C (6.192°F) |
| Dichte | 19,3 g/cm3 |
Wolframpulver wird geschätzt, weil es den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle hat und eine hohe Dichte, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit aufweist. Es wird häufig in Anwendungen verwendet, die Härte, Verschleißfestigkeit, Haltbarkeit und Hitzebeständigkeit erfordern.
Zu den wichtigsten Verwendungszwecken von reinem Wolframpulver gehören die Herstellung von Wolframkarbid, schweren Wolframlegierungen, Wolfram-Mahlerzeugnissen, Leuchtdrähten, Heizelementen, Strahlenschutz und Speziallegierungen. Das Pulver kann durch Sintern, heißisostatisches Pressen, thermische Spritzschichten und additive Fertigung weiterverarbeitet werden.
Arten von reinem Wolfram-Pulver
Es gibt verschiedene Klassifizierungen und Qualitäten von reinem Wolframpulver, die durch Parameter wie Partikelgröße, Morphologie, scheinbare Dichte und Verunreinigungsgrad definiert sind:
| Typ | Beschreibung |
| Ultrafeines Pulver | Pulver mit großer Oberfläche und einer durchschnittlichen Partikelgröße von weniger als 0,5 Mikrometern |
| Feines Pulver | Durchschnittliche Partikelgröße von 0,5 bis 10 Mikron |
| Grobes Pulver | Partikelgröße über 10 Mikrometer |
| Nano-Pulver | Mindestens eine Dimension kleiner als 0,1 Mikrometer |
| Kugelförmiges Pulver | Abgerundete Partikelform und Morphologie |
Diese Pulver sind in Größe und Morphologie auf bestimmte Herstellungsverfahren zugeschnitten, um einzigartige Materialeigenschaften im fertigen Teil zu erzielen.
Zusammensetzung des reinen Wolframpulvers
Hochreine Wolframpulver enthalten über 99,9% elementares Wolfram nach Gewicht. Verunreinigungen können geringe Mengen an Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff und anderen Spurenelementen enthalten.
| Inhaltlich | Gewicht % |
| Wolfram (W) | 99.9% min |
| Kohlenstoff (C) | 0,06% max |
| Sauerstoff (O) | 0.03 – 0.1% |
| Stickstoff (N) | 0,02% max |
| Andere Spurenelemente | 0,01% max |
Die Aufrechterhaltung eines hohen Reinheitsgrads im Ausgangspulver ist entscheidend für die endgültigen Materialeigenschaften wie Dichte, Festigkeit und Duktilität von Wolframprodukten. Spezifische Verunreinigungsgrenzwerte können durch verschiedene Wolframpulversorten und -spezifikationen festgelegt werden.
Eigenschaften von Reines Wolfram-Pulver
In seiner reinen Pulverform verfügt Wolfram über mehrere einzigartige physikalische und chemische Eigenschaften:
| Eigentum | Wert |
| Schmelzpunkt | 3.422°C (6.192°F) |
| Siedepunkt | 5.930°C (10.706°F) |
| Dichte | 19,3 g/cm3 |
| Elektrischer Widerstand | 5.5 x 10-6 Ωcm |
| Elastizitätsmodul | 411 GPa (59.700 ksi) |
| Poissonsche Zahl | 0.28 |
| Koeffizient der thermischen Ausdehnung | 4.5 x 10-6/K |
| Oxidationsbeständigkeit | Widersteht der Oxidation an der Luft bis zu 600-800°C |
Diese intrinsischen Eigenschaften bleiben erhalten, wenn das Pulver mit Hilfe verschiedener pulvermetallurgischer Verfahren in andere Wolframwerkstoffe wie Schwermetalllegierungen, Walzprodukte oder Verbundwerkstoffe umgewandelt wird.
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Merkmale des reinen Wolframpulvers
Neben der Zusammensetzung und den Eigenschaften wird reines Wolframpulver auch durch physikalische Merkmale wie:
| Charakteristisch | Typische Werte |
| Partikelform | Unregelmäßig, eckig |
| Partikelgrößenverteilung | 0,5 - 10 Mikrometer |
| Scheinbare Dichte | 2 - 5 g/cm3 |
| Spezifische Oberfläche | 0.5 - 5 m2/g |
| Fließeigenschaften | Gute Fließfähigkeit und Packungsdichte |
Diese Eigenschaften beeinflussen zusammen mit der Reinheit die Qualität und Konsistenz der fertigen Wolfram-Mahlerzeugnisse. Die Morphologie und Größenverteilung des Pulvers kann je nach den Anforderungen der Anwendung angepasst werden.
Anwendungen und Verwendungszwecke von reinem Wolframpulver
Dank seiner besonderen Eigenschaften findet reines Wolframpulver in vielen Bereichen des Handels und der Industrie Anwendung:
| Anmeldung | Verwendet |
| Wolframkarbid (WC) | Schneidwerkzeuge, Bergbau-/Bohrausrüstung, Matrizen, Schleifmittel |
| Wolfram-Schwermetall-Legierungen | Strahlungsabschirmung, Gegengewichte, Penetratoren |
| Filamente | Glühlampen, Halogenlampen und Entladungslampen |
| Heizelemente | Hochtemperaturöfen, Reaktoren, medizinische Geräte |
| Mühlenprodukte | Stäbe, Drähte, Bleche, Folien |
| Speziallegierungen | Raketendüsen, Strahlungsabschirmung, Thermoelemente |
| Additive Fertigung | 3D-gedruckte Komponenten aus Wolfram |
Diese Beispiele decken einige der wichtigsten Verwendungszwecke ab, umfassen jedoch bei weitem nicht alle Anwendungen dieses einzigartigen Metallpulvers. Mit den Fortschritten in der Materialwissenschaft und den Fertigungstechnologien werden die Anwendungen von Wolframpulver für extreme Bedingungen weiter zunehmen.
Spezifikationen und Qualitäten von reinem Wolframpulver
Es gibt mehrere Standardspezifikationen, in denen die Güteklassen und Qualitätsparameter für hochreines Wolframpulver festgelegt sind:
| Standard | Klassen |
| ASTM B777 | 99,9% rein (D), 99,95% rein (XD), 99,99% rein (UHP) |
| ISO 18118 | APT10, APT20, APT50 |
| GB/T 30111 | Reinheitsgrade 99,9%, 99,95%, 99,99% |
| JIS H 3201 | JP1, JP2, JP3, Noten |
Darin werden der zulässige Gehalt an Verunreinigungen, die Partikelgrößenverteilung, die Bereiche der Schüttdichte und typische Anwendungen für jede Pulversorte in Abhängigkeit von der erforderlichen Materialleistung festgelegt. Kundenspezifische Spezifikationen, die auf die Anforderungen der Endanwendung zugeschnitten sind, sind ebenfalls üblich.
Hersteller und Lieferanten von reinem Wolframpulver
Zu den wichtigsten globalen Anbietern, die hochreines Wolframpulver herstellen und vertreiben, gehören:
| Unternehmen | Standort |
| Xiamen Tungsten Co, Ltd. | China |
| Midwest Wolfram Service | USA |
| Unternehmen Wolfram | Österreich |
| HC Stark | Deutschland |
| Luoyang Tongrun Nano Technology Co. Ltd. | China |
Viele weitere regionale Akteure bieten auch Wolframpulver-Beschaffungs-, Herstellungs- und Lieferkettendienste für globale Kunden an. Es sind sowohl standardisierte Qualitäten als auch kundenspezifisches Pulver erhältlich.
Preisgestaltung für reines Wolfram-Pulver
Die Preisspannen für reines Wolframpulver hängen von verschiedenen Faktoren ab:
| Typ | Preisspanne |
| Ultrafeines Pulver | $150 - $500 pro kg |
| Feines Pulver | $80 - $150 pro kg |
| Grobes Pulver | $50 - $100 pro kg |
| Forschung/eigene Noten | $300+ pro kg |
Die Preise hängen stark vom Reinheitsgrad, den Produktionsmengen, den regionalen Märkten und anderen kundenspezifischen Anforderungen ab. Für ultrafeine und Nanopulver mit hoher Leistung werden höhere Preise verlangt.
Pro und Kontra von Reines Wolfram-Pulver
Die Verwendung von reinem Wolframpulver als Werkstoff hat mehrere Vorteile und einige Einschränkungen:
Vorteile
- Extrem hoher Schmelzpunkt
- Hohe Dichte für hervorragende Strahlungsabschirmung
- Widersteht Hitze, Korrosion, Verschleiß und Abrieb
- Biokompatibel - Verwendung in medizinischen Geräten
- Umweltverträgliche Herstellung
Benachteiligungen
- Teures Grundmaterial
- Spröde, wenn nicht legiert
- Anspruchsvoll zu bearbeiten
- Erfordert fortgeschrittene Verarbeitung für die Formgebung
Für Anwendungen, bei denen Hitze- und Strahlungsbeständigkeit in Verbindung mit Festigkeit und Umweltstabilität entscheidend sind, übertrifft reines Wolfram die meisten anderen Metalle und Legierungen bei weitem. Seine Einschränkungen können oft durch den Einsatz von pulvermetallurgischen Verfahren überwunden werden.
Vergleich zwischen Wolframpulvertypen
Zu den wichtigsten Unterschieden zwischen den verschiedenen Wolframpulver-Klassifizierungen gehören:
| Ultrafeine | Fein | Grob | |
| Partikelgröße | Weniger als 0,5 Mikrometer | 0,5 bis 10 Mikrometer | Über 10 Mikrometer |
| Fläche | Hoch | Mäßig | Niedrig |
| Dichte | Niedrig | Mäßig | Höher |
| Preis | Höchste | Mittlerer Bereich | Niedrig |
Ultrafeine Pulver ermöglichen einzigartige Eigenschaften im Nanomaßstab, können aber schwierig zu handhaben sein. Grobe Varianten bieten eine einfachere Verarbeitung, wenn auch mit weniger Spezialisierung. Partikeltechnik bietet maßgeschneiderte Leistung.
FAQs
F: Muss reines Wolframpulver vor der Verwendung in Anwendungen zusätzlich verarbeitet werden?
A: Ja, Wolframpulver muss in der Regel gesintert, heißisostatisch gepresst, verdichtet oder additiv hergestellt werden, bevor es die für die Endanwendung erforderlichen endgültigen Materialeigenschaften erhält. Die Pulvermetallurgie ist entscheidend für die Herstellung funktionaler Teile.
F: Wie wird Wolframpulver hergestellt?
A: Es wird in der Regel durch Wasserstoffreduktion von Wolframoxiden unter kontrollierten Bedingungen hergestellt, um die hochreine elementare Pulverform zu erzeugen. Zusätzliche Schritte wie Mahlen, Glühen und Oberflächenbehandlung können die Pulvereigenschaften anpassen.
F: Welche Legierungselemente können dem reinen Wolframpulver zugesetzt werden?
A: Geringe Mengen von Nickel, Eisen oder Kupfer können mit Wolfram gemischt werden, um schwere Legierungen für verschiedene Anwendungen herzustellen, die unterschiedliche Eigenschaften erfordern. Die spezifischen Formulierungen sind anwendungsabhängig.
F: Muss Wolframpulver bei der Herstellung oder Lagerung besonders behandelt werden?
A: Ja, die Exposition gegenüber Luft während der Verarbeitung bei hohen Temperaturen kann zu Oxidation führen, daher wird eine inerte Atmosphäre verwendet. Die Lagerung unter Vakuum oder Inertgas verhindert Verunreinigungen, die die Leistung beeinträchtigen würden.
F: Welcher Partikelgrößenbereich ist für die additive Fertigung mit Wolfram am besten geeignet?
A: Feine Pulver im Größenbereich von 10-45 Mikrometern besitzen eine gute Fließfähigkeit und Packungsdichte für einen gleichmäßigen Schichtdruck. Es werden jedoch Nanopulver für eine bessere Verdichtung und bessere Eigenschaften untersucht.
Schlussfolgerung
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass reines Wolframpulver eine außergewöhnliche Leistung bei hohen Temperaturen, strahlungsempfindlichen und robusten Anwendungen in vielen Branchen bietet. Fortschritte in der Pulvermetallurgie ermöglichen nun eine breitere Anwendung der einzigartigen Materialstärken von Wolfram. Mit einer erweiterten Fertigungsinfrastruktur und sinkenden Kosten können wir davon ausgehen, dass reinere Formen dieses wichtigen Technologieminerals weltweit breite Anwendung finden werden, um die Leistungsgrenzen auch in sehr anspruchsvollen Anwendungsfällen zu überwinden. Seine unvergleichlichen Fähigkeiten machen Wolfram nahezu unverzichtbar.
