1、概述

鎢是稀有金屬，也是重要的戰略物資，在古代被稱為“重石”。1783年被西班牙人德普爾亞命名。鎢在地殼中的含量為0.001%。已發現的含鎢礦物有20種。鎢礦床一般伴隨著花崗質巖漿的活動而形成。經過冶煉后的鎢是銀白色有光澤的金屬，熔點極高，硬度很大。

2、性質

鎢是稀有高熔點金屬，屬于元素周期表中第六周期（第二長周期）的VIB族。鎢是一種銀白色金屬，外形似鋼。鎢的熔點高，蒸氣壓很低，蒸發速度也較小。鎢的化學性質很穩定，常溫時不跟空氣和水反應，不溶于鹽酸、硫酸、硝酸和堿溶液。溶于王水以及硝酸和氫氟酸的混合液。高溫下能與氯、溴、碘、碳、氮、硫等化合，但不與氫化合。

鎢的主要物理性質如下：

元素符號：W

原子序數：74

穩定同位素及其所占百分比：180(0.14)；182(26.41)；183(14.40)；184(30.64)；186(28.41)

原子體積:(立方厘米/摩爾)9.53

相對原子質量：183.85

元素在太陽中的含量：(ppm)0.004%

元素在海水中的含量：(ppm)0.000092%

自由原子的電子層結構：1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25P65d46S2

原子體積：9.53cm3/mol

原子半徑：137皮米

外圍電子排布：5d46s2

聲音在其中的傳播速率：（m/S）4620

氧化態：MainW-4，W-2，W-1，W0，W+2，W+3，W+4，W+5，W+6

電離能(kJ/mol)：M-M+770M+-M2+1700M2+-M3+2300M3+-M4+3400M4+-M5+4600M5+-M6+5900

第一電離能：775kJ/mol。

電負性：1.7。

密度：19.35克/每立方厘米。

晶體結構及晶格常數：

α-W：晶胞為體心立方晶胞，每個晶胞含有2個金屬原子。β-W：立方晶格a＝5.046nm（630℃以下穩定）

晶胞參數：

a=316.52pm

b=316.52pm

c=316.52pm

α=90°

β=90°

γ=90°

熔點：3410±20℃

沸點：5927℃

莫氏硬度：7.5

熔化潛熱：40.13±6.67kJ/mol

升華熱：847.8kJ/mol(25℃)

蒸發熱：823.85±20.9kJ/mol(沸點)

電阻溫度系數：0.00482I/℃

電子逸出功：4.55eV

熱中子俘獲面：19.2b

彈性模量：35000—38000MPa(絲材)

扭力模量：～36000Mpa

體積模量：3.108×1011－1.579×107t＋0.344×103t2Pa

剪切模量：4.103×1011－3.489×107t＋7.55×103t2Pa

壓縮性：2.910－7cm/kg

鎢有兩種變型，α和β。在標準溫度和常壓下，α型是穩定的體心立方結構。β型鎢只有在有氧存在的條件下才能出現。它在630℃以下是穩定的，在630℃以上又轉化為α鎢，并且這一過程是不可逆的。

3、種類

主要的鎢礦有十幾種，我國主要有兩種；黑鎢礦（鎢錳鐵礦）和白鎢礦（鎢酸鈣礦）。

1．黑鎢礦(FeMn)WO4。顏色有暗灰色、淡紅褐、淡褐黑、發褐及鐵褐等顏色。半金屬光澤、金屬光澤及樹脂光澤。通常為葉片狀、彎曲片狀、粒狀和致密狀；也有的呈厚板狀、尖柱狀等單斜晶系晶體，常與白色石英一起以脈絡的形式充填在花崗巖及其附近的巖石裂縫中。硬度5－5.5，比重7.1－7.5。參差狀斷口。性脆，有弱磁性。黑鎢礦是煉鎢和制造鎢酸鹽類的主要原料。

2．白鎢礦MnWO4。顏色為灰白色，也有黃褐、綠和淡紅色等。油脂光澤。它屬正方晶系，形成雙錐狀的假八面體或板狀晶體，晶面有時可見斜條紋，其中插生雙晶者較為常見。也有的晶體呈皮殼狀、腎狀、粒狀和致密塊狀。硬度4.5－5；比重5.9－6.2。性脆，貝殼狀或參差狀斷口。受熒光燈照射時，白鎢礦可發出美麗的淺藍色熒光。白鎢礦產于我國江西大庚、湖南大順窿、云南文山等地。多成砂礦，可用淘重砂法淘洗得到白鎢礦。

4、用途

目前世界上開采出的鎢礦，80%用于優質鋼的冶煉，15%用于生產硬質鋼，5%其他用于其他用途。鎢可以制造槍械、火箭推進器的噴嘴、切削金屬，是一種用途較廣的金屬。

18世紀50年代，化學家曾發現鎢對鋼性質的影響。然而，鎢鋼開始生產和廣泛應用是在19世紀末和20世紀初。

1900年在巴黎世界博覽會上，首次展出了高速鋼。因此，鎢的提取工業從此得到了迅猛發展。這種鋼的出現標志了金屬切割加工領域的重大技術進步。鎢成為最重要的合金元素。

1900年，俄國發明家А.Н.Ладыгин首先建議在照明燈泡中應用鎢。在1909年Кулидж制定基于粉末冶金法，采用壓力加工的工藝方法之后，鎢才有可能在電真空技術中得到廣泛的應用。

1927——1928年采用以碳化鎢為主成分研制出硬質合金，這是鎢的工業發展史中的一個重要階段。這些合金各方面的性質都超過了最好的工具鋼，在現代技術中得到了廣泛的使用。

鎢以純金屬狀態和以合金系狀態廣泛應用于現代技術中，合金系狀態中最主要的是合金鋼、以碳化鎢為基的硬質合金、耐磨合金和強熱合金。鎢主要分別應用于以下工業領域：

一、鋼鐵工業：

鎢大部分用于生產特種鋼。廣泛采用的高速鋼含有9%——24%的鎢、3.8%——4.6%的鉻、1%——5%的釩、4%——7%鈷、0.7%——1.5%碳。高速鋼的特點是在空氣中有高的強化回火溫度（700——800℃）下，能自動淬火，因此，直到600—650℃它還保持高的硬度和耐磨性。合金工具鋼中的鎢鋼含有0.8%——1.2%的鎢；鉻鎢硅鋼含有2%——2.7%的鎢；鉻鎢鋼中含有2%——9%的鎢；鉻鎢錳鋼中含有0.5%——1.6%的鎢。含鎢的鋼用于制造各種工具：如鉆頭、銑刀、拉絲模、陰模和陽模，氣支工具等零件。鎢磁鋼是含有5.2%——6.2%的鎢、0.68%——0.78%碳、0.3%——0.5%鉻的永磁體鋼。鎢鈷磁鋼含有11.5%——14.5%的鎢、5.5%——6.5%鉬、11.5%——12.5%鈷的硬磁材料。它們具有高的磁化強度和矯頑磁力。

碳化鎢基硬質合金：

鎢的碳化物具有高的硬度、耐磨性和難熔性。這些合金含有85%——95%的碳化鎢和5%——14%的鈷，鈷是作為粘結劑金屬，它使合金具有必要的強度。主要用于加工鋼的某些合金中，還含有鈦、鉭和鈮的碳化物。所有這些合金都是用粉末冶金法制造的。當加熱到1000——1100℃時，它們仍具有高的硬度和耐磨性。硬質合金刀具的切削速度遠遠地超過了最好的工具鋼刀具的切削速度。硬質合金主要用于切削工具、礦山工具和拉絲模等。

熱強和耐磨合金：

作為最難熔的金屬鎢是許多熱強合金的成分，如3%——15%的鎢、25%——35%的鉻、45%——65%的鈷、0.5%——0.75%的碳組成的合金，主要用于強烈耐磨的零件，例如航空發動機的活門、壓模熱切刀的工作部件、渦輪機葉輪、挖掘設備、犁頭的表面涂層。

在航空火箭技術中，以及要求機器零件，發動機和一些儀器的高熱強度的其它部門中，鎢和其它給熔金屬（如鉭、鈮、鉬、錸）的合金用作熱強材料。

觸頭材料和高比重合金：

用粉末冶金方法制造的鎢-銅合金（10%——40%的銅）和鎢-銀合金，兼有銅和銀的良好的導電性、導熱性和鎢的耐磨性。因此，它成為制造閘刀開關、斷路器、點焊電極等的工作部件非常的效的觸頭材料。成分為90%——95%的鎢、1%——6%的鎳、1%——4%的銅的高比重合金，以及用鐵代銅（—5%）的合金，用于制造陀螺儀的轉子、飛機、控制舵的平衡錘、放射性同位素的放射護罩和料筐等。

電真空照明材料：

鎢以鎢絲、鎢帶和各種鍛造元件用于電子管生產、無線電電子學和X射線技術中。鎢是白織燈絲和螺旋絲的最好材料。高的工作溫度（2200——2500℃）保證高的發光效率，而小的蒸發速度保證絲的壽命長。鎢絲用于制造電子振蕩管的直熱陰極和柵極，高壓整流器的陰極和和各種電子儀器中旁熱陰極加熱器。用鎢做X光管和氣體放電管的對陰極和陰極，以及無線電設備的觸頭和原子氫焊槍電極。鎢絲和鎢棒作為高溫爐（3000℃）的加熱器。鎢加熱器在氫氣氣體、惰性氣體或真空中工作。

鎢的化合物：

鎢酸鈉用于生產某些類型的漆和顏料，以及紡織工業中用于布疋加重和與硫酸銨和磷酸銨混合來制造耐火布疋和防水布疋。還用于金屬鎢、鎢酸及鎢酸鹽的制造以及染料、顏料、油墨、電鍍等方面。也用作催化劑等。鎢酸在紡織工業中是媒染劑與染料和在化學工業中用作制取高辛烷汽油的催化劑。二硫化鎢在有機合成中，如在合成汽油的制取中用作固體的潤滑劑和催化劑。處理鎢礦石的時候可得到得三氧化鎢，再用氫還原三氧化鎢制得鎢粉，廣泛用于鎢材及鎢冶金材原料。

5、鎢資源分布

我國是產鎢大國，鎢資源儲量520萬噸，為國外30個產鎢國家總儲量（130萬噸）的3倍多，產量及出口量均居世界第一。湖南、江西、河南三省的鎢資源儲量居全國的前三位，其中湖南、江西兩省的鎢資源儲量占全國的55．48％。湖南以白鎢為主，江西以黑鎢為主，其黑鎢資源占全國黑鎢資源總量的42．40％。

我國的鎢礦大體上分布于我國南嶺山地兩側的廣東東部沿海一帶，尤其是以江西的南部為最多，儲量約占全世界的二分之一以上。此外，江西的大庾、湖南的汝城、資興、荼陵等地；以及廣西和云南等省也都產有鎢礦。

國外鎢礦的主要產地是加拿大和美國。