Volframin ominaispaino, ominaisuudet, laadut ja arvotaulukko
Volframi on alkuaineiden jaksollisen järjestelmän kuudennen ryhmän alkuaine. Sen nimi tulee kahdesta saksan sanasta Wolf ja Rahm, jotka yhdessä tarkoittavat suden vaahtoa. Volframi on vaaleanharmaa metalli. Se on kaikista metalleista vaikeimmin sulava.
Volframin ominaispainotaulukko
Koska volframi on monimutkainen materiaali, sen ominaispainoa ei voi laskea itsenäisesti kenttäolosuhteissa. Nämä laskelmat tehdään erityisissä kemian laboratorioissa. Volframin keskimääräinen ominaispaino kuitenkin tunnetaan, ja se on 19,1-19,3 g/cm³.
Laskennan helpottamiseksi alla olevassa taulukossa esitetään volframin paino ja ominaispaino eri mittayksiköissä.
| Materiaali | Ominaispaino (g/cm³) | 1 m³:n paino (kg) |
| Volframi | 19,1-19,3 | 19100-19300 |
Volframin ominaisuudet
Volframi on vaaleanharmaa siirtymämetalli ja yksi vaikeimmin sulavista metalleista. Ulkonäöltään se muistuttaa terästä. Tätä alkuainetta voidaan koneistaa vain kuumennettuna, ja tarvittava lämpötila riippuu käsittelytavasta.
Materiaalin käytön kannalta volframin merkittävimpiä ominaisuuksia ovat:
- Suuri tiheys, 19,3 g/cm³
- Korkea sulamislämpötila, noin 3422 °C
- Kohtuullinen sähköinen resistiivisyys, 5,5 mikro-ohmi*cm
- Pieni lineaarinen lämpölaajenemiskerroin, noin 4,5 x 10^-6 1/°C
- Erittäin korkea kiehumislämpötila, noin 5555 °C
- Pieni höyrynpaine ja vähäinen haihtumisnopeus korkeissa lämpötiloissa
- Kolme kertaa kuparia pienempi sähkönjohtavuus
Volframin käyttöä rajoittavia haittoja ovat suuri tiheys, hauraus matalissa lämpötiloissa ja vaikea koneistettavuus. Korkeissa lämpötiloissa materiaali on myös suojattava hapettumiselta; kompakti volframi kestää tavallisesti monia happoja huoneenlämpötilassa.
Volframilaatuja
Volframi jaetaan lisäaineiden ja epäpuhtauksien mukaan seuraaviin laatuihin:
- Volframilaatu VCh. Tämä laatu on puhdasta volframia ilman lisäaineita.
- Volframilaatu VA. Tässä volframilajissa on alumiinia ja pii-alkalilisäainetta, jotka parantavat hehkutuksen jälkeistä lujuutta, nostavat primäärisen uudelleenkiteytymisen lämpötila-aluetta ja vakauttavat muotoa korkeissa lämpötiloissa.
- Volframilaatu VM. Tässä volframilajissa on toriumia ja pii-alkalilisäaineita, jotka parantavat hehkutuksen jälkeistä lujuutta ja nostavat primäärisen uudelleenkiteytymisen lämpötila-aluetta.
- Volframilaatu VT. Tässä volframilajissa on lisäaineena toriumia, tarkemmin toriumoksidia, emissio-ominaisuuksien parantamiseksi.
- Volframilaatu VI. Tässä volframilajissa on lisäaineena yttriumia, tarkemmin yttriumoksidia, emissio-ominaisuuksien parantamiseksi.
- Volframilaatu VL. Tässä volframilajissa on lisäaineena lantaania, tarkemmin lantaanioksidia, emissio-ominaisuuksien parantamiseksi.
- Volframilaatu VR. Tämä on reniumin ja volframin seos, jolla lisätään sitkeyttä korkean lämpötilan käsittelyn jälkeen, parannetaan hehkutuksen jälkeistä lujuutta, nostetaan primäärisen uudelleenkiteytymisen lämpötila-aluetta ja kasvatetaan sähköistä resistiivisyyttä.
- Volframilaatu VRN. Tämä volframilaatu ei sisällä lisäaineita, mutta siinä sallitaan suurempi epäpuhtauksien määrä.
- Volframilaatu MV. Tämä on volframin ja molybdeenin seos, jolla parannetaan hehkutuksen jälkeistä lujuutta sitkeyden säilyessä.
Usein kysytyt kysymykset
Kuinka paljon 1 m³ volframia painaa?
Kun tiheys on 19,1-19,3 g/cm³, yksi kuutiometri volframia painaa noin 19 100-19 300 kg. Se on yksi raskaimmista teknisistä metalleista.
Miksi volframia käytetään korkeissa lämpötiloissa?
Volframilla on erittäin korkea sulamislämpötila ja pieni höyrynpaine, ja se säilyttää lujuutensa kuumana. Siksi sitä käytetään elektrodeissa, lämmittimissä ja vaikeasti sulavissa seoksissa.
Mikä rajoittaa volframin käyttöä?
Tärkeimmät rajoitteet ovat suuri tiheys, hauraus matalissa lämpötiloissa ja vaikea työstettävyys. Korkeissa lämpötiloissa tarvitaan myös suoja hapettumista vastaan.