钨的性质与应用

钨（IUPAC名：tungsten），化学符号：W（德语：Wolfram ），是化学元素，原子序数是74，是非常硬、钢灰色至白色的过渡金属。元素名字Tungsten是来自瑞典古文的白钨矿，tung sten，意旨重石。钨是卑金属，在自然界大多与其他元素以化合物的形态存在，而不是单独存在。钨在公元1781年被发现且命名，在1783年次成功分离出钨。黑钨矿以及白钨矿是钨的重要矿石。

性质

纯钨是钢灰色至锡白色的坚硬金属，通常很脆而不易金属加工，非常纯的钨可以维持它的硬度（高于许多其他金属），且具有延展性，易于加工。钨的加工方法有锻造、拉伸和冲击。钨常常以烧结的方法制成。

在所有纯金属中，钨的熔点最高（3415℃，6192 °F）蒸汽压最低，（温度1650℃，3000 °F以上），强度最高。虽然碳相较于钨能在较高的温度下维持固态，但是碳在气压下容易升华而非熔化，因此，它不具有熔点。钨拥有最低的热膨胀系数。它的低热膨胀系数、高熔点，以及高抗张强度，都源自于钨原子间的强共价键。少量的钨与钢合金，能够大大提升它的硬度

钨以两种晶体惯态结构存在：α和β。前者以立方体心堆积，是较稳定的组成。后者则是亚稳定的A15 立方体堆积，但因为非平衡合成或杂质造成的稳定性，可以与周围条件下的α相共存。相较于α相拥有等长的晶粒，β相展现圆柱状的晶性。α相的电阻率只有β相的三分之一，且具有远低于β相的超导转移温度（临界点TC）：ca. 0.015 K vs. 1–4 K；混合两者可以得到中间值得临界温度TC。以其他金属与钨合金也可以提高它的临界温度TC，此类钨合金可以用于低温超导电路。

钨元素的稳定性是非常出色的，在所有元素中拥有第二高的熔点3422 °C（6192 °F, 3695 K）以及最高的沸点5660 °C （10706 °F, 6203 K）。密度为19.25 g·cm−3，与铀与金的密度相当，比铅的密度还高1.7倍。多晶钨本身坚硬易脆（在标准条件下，未与其他物质结合时），难以进行加工使用。然而，若是纯单晶钨，则具有延展性，可使用钢锯切割。

来源

瑞典化学家最早由白钨矿中分离出钨酸，因此根据白钨矿这种矿石的瑞典古名，将这种元素以瑞典语：tungsten（这个字可被分解为tung sten，字面意义为重石）命名。在英文、法文等语言中，都使用这个名称(除了北欧五国)。但因为tungsten在瑞典文中也是白钨矿的名称，为了避免混淆，瑞典采用volfram作为元素的名称。

在欧洲其他国家，主要以德文及各斯拉夫语为代表，则使用德语：wolfram或volfram，在北欧五国也使用这个名称。这个名称来自黑钨矿（Wolframite）这个矿石的名字。符号“W”及中文“钨”的来源都来自德文Wolfram。

黑钨矿（Wolframite）的名字来自德文 "wolf rahm" ("wolf soot"狼煤烟 或 "wolf cream"狼奶油)，于1747年由约翰‧嘎尔修特‧瓦莱里乌斯给定。这来自于拉丁文 "lupi spuma"，为格奥尔格·阿格里科拉在1546年对这个元素的称呼，英文翻译为“狼的白沫”，指的是这个矿物在萃取的过程消耗大量的锡。

应用

钨的应用非常广泛，最常见的是碳化钨（WC）硬质合金。这样的硬质合金用在金属加工、采矿、采油和建筑工业中作为耐用金属。此外在电灯泡和真空管中钨丝的应用也很广。钨还常用作电极。钨可以拉成很细的丝，而且熔点非常高。它的其它应用包括：

由于钨的熔点非常高，所以常用于航空和高温环境，例如电子、加热和焊接(E.G. 钨极气体保护电弧焊)。
钨非常坚硬，非常紧密，因此制作重金属合金非常理想，这样的合金用在装甲、散热片和高密度的应用上例如压重物、平衡重物、船和飞机的压重物等。

制造涡轮机片、耐用部分和保护层的高温合金含钨（哈氏合金、钨铬钴合金等）。

在子弹中使用钨来取代铅。

钨的化合物被用作催化剂、无机颜色。二硫化钨是高温润滑剂，它在500 °C依然稳定。
钨与镍、铁和钴的合金被用来制作重合金，这样的重合金用在动能弹中取代贫铀。
在集成电路中钨是前路之间的连接物。在二氧化硅绝缘体中侵蚀接触孔，注入钨，磨平来连接三极管。典型的接触孔可以小到65纳米。

碳化钨是最硬的物质之一，被用在机器工具和磨料中。碳化钨是磨具和转具中最常见的材料，往往也是的材料。
在放射医学中钨是屏蔽物质。运输氟脱氧葡萄糖一般用钨容器，因为氟脱氧葡萄糖中的高能量氟-18令铅容器无法使用。

其它：氧化钨被用在陶瓷釉中，钙或镁钨常用在荧光粉中。在核物理和核医学中钨晶体被用作闪烁探测器。钨被用作X射线目标和在电子炉中作为加热器。含钨的盐被用在化学和皮革工业中。

青铜色的氧化钨被用在绘画中。由于它的低敏感性碳化钨被用作首饰，此外由于它非常硬它不会像其它擦光的金属被划痕。有些乐器的铉使用钨丝。