タングステン元素特性と用途
概要
タングステンは、最も高い融点と優れた強度を持つ希少な高密度元素であり、様々な工業用途や科学用途に不可欠です。
元素の紹介
タングステンは周期表の記号Wで表され、ユニークな特徴を持つ特別な元素として際立っています。原子番号74、原子量約183.84のタングステンは、長年にわたり科学者やエンジニアの注目を集めてきました。18世紀後半に初めて認識されたこの金属は、非常に高い温度に耐えることができるため、耐火性金属として分類されています。
化学的性質の説明
タングステンは、その幅広い用途に貢献するいくつかの顕著な化学的性質を示す。その最も重要な属性の一つは、高温にさらされた場合でも、腐食や酸化に対する卓越した耐性です。この化学的安定性は金属の中では珍しく、タングステンは厳しい環境下でもその特性を維持することができます。タングステンは酸素、硫黄、ハロゲンと化合物を形成し、多くの化学反応において+6の安定した酸化状態を示します。
物性データ表
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物性値 |
値 |
単位 |
備考 |
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3422 |
°C |
金属の中で最も高い融点 |
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沸点 |
5930 |
°C |
近似値 |
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密度 |
19.25 |
g/cm³ |
室温 |
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熱伝導率 |
173 |
W/m-K |
効率的な熱伝達能力 |
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電気抵抗率 |
5.5e-8 |
Ω-m |
電気的用途での性能向上 |
詳細はスタンフォード・アドバンスト・マテリアルズ（SAM）をご覧ください。.
一般的な用途
タングステンの特徴的な特性により、多くの分野で採用されています。照明業界では、タングステンは白熱電球のフィラメントの製造における重要なコンポーネントであり、その著しく高い融点は、フィラメントが溶融または破壊することなく、高熱下で動作できることを保証します。
照明以外にも、タングステンは電気接点や溶接電極の製造にも使用されており、その耐久性と耐高温性は非常に貴重なものとなっています。航空宇宙および防衛産業は、カウンターウェイトと徹甲弾コンポーネントを製造する際にタングステンの強度と密度から利益を得る。
さらに、タングステンは、特に精密さと放射線への耐性を必要とするデバイスで、医療分野でのアプリケーションを見つける。過酷な条件下でも性能を維持できるタングステンの特性は、高速工具や特殊機械への応用にもつながっており、現代の製造業には欠かせない要素となっています。
調製方法
タングステンの準備は、その天然鉱石から元素を抽出し、精製するために設計された洗練された工業技術によって達成される。 タングステンの主な供給源は、鉄マンガン重石や輝石などの鉱物である。
最初に、これらの鉱石は、タングステンを含む鉱物を他の材料から分離するために濃縮プロセスを経る。濃縮された鉱石は、通常、酸化タングステンに変換する化学処理に供される。この酸化物は後に高温環境で還元され、純粋なタングステン金属が得られる。現代の製法は効率性と持続可能性を重視し、溶媒抽出やイオン交換などの高度な技術を採用して収率と純度を高めています。
よくある質問
タングステンは主に何に使われていますか？
タングステンは、照明用フィラメント、溶接用電極、ヘビーデューティ工業用工具などの高温用途に広く使用されています。
タングステンはどのように鉱石から抽出されるのですか？
タングステンは、鉱石の濃縮、酸化タングステンへの化学変換、および高温還元を含むプロセスを通じて、鉄マンガンや輝石のような鉱物から抽出されます。
タングステンが金属の中で際立っているユニークな特性は何ですか？
非常に高い融点と化学的安定性により、タングステンは他の金属とは一線を画しています。
タングステンは消費者向け製品にも使用されていますか？
はい、タングステンは、電子機器、医療機器、機械部品など、さまざまな消費財や工業製品に組み込まれています。
タングステンベースの製品は、どのように工業製品の性能に貢献するのですか？
タングステン製品は、高い耐久性、優れた耐熱性、応力下での強力な性能を提供し、要求の厳しい産業環境では不可欠です。
