Wolfram in der Beleuchtungsindustrie(MichaelForgo ... · Inhaltsfolie 1.1 Geschichte 1.2...
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Inhaltsfolie1.1 Geschichte1.2 Eigenschafteng2.1 Vorkommen2.2 Fördermengen 20062.3 Darstellung2.3 Darstellung2.4 Verarbeitung2.4 Verarbeitung3. Anwendungsgebiete3. Anwendungsgebiete4. Anwendung in der Beleuchtungsindustrie4.1 Glühlampe4 1 Glühlampe4.1 Glühlampe4.2 Halogenglühlampe4.3 Hoch- und Höchstdruck-Gasentladungslampen5 Quellen
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5. Quellen
1.1 Geschichte
16. Jh. in Freiberg als Mineral in Zinnerzen entdeckt
Später waren Wolframate als Mineralien bekannt
Entdeckung durch Scheele(1781,Uppsala)Entdeckung durch Scheele(1781,Uppsala) bzw. Elhuijar(1783, Vergara (Spanien))
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1.2 Eigenschaften
W WolframOrdnungszahl: 74Atommasse: 183 83Atommasse: 183,836. Gruppe, 6. PeriodeKristallisiert kubischKristallisiert kubisch-
raumzentriert
Wolfram-Pulver
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2.1 Vorkommen Wolframgehalt der Erdkruste ca. 1,5mg/kg Wichtige Erze: Wolframit: (Mn, Fe)WO4
Scheelit :CaWO4
Stolzit: PbWO44
Tuneptit: WO3 · H2O Vorkommen in China, Peru, USA, Korea,Vorkommen in China, Peru, USA, Korea,
Bolivien, Kasachstan, Russland, Österreich, Portugal
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g
2.2 Fördermengen 2006
Rang LandFordermengen(in Tonnen pro Jahr )1 Chi 62 000
Mehr als 80% des 1 China 62.0002 Russische Föd. 4.5003 Kanada 2.5004 Österreich 1 350
auf der Welt produzierten
lf d4 Österreich 1.3505 Portugal 9006 Nordkorea 6007 Bolivien 530
Wolframs werden in China hergestellt!7 Bolivien 530
8 andere Länder 900hergestellt!
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2.3 Darstellung Flotation mit HCl: MeWO + 2 HCl → WO + H O + MeCl (Me=Ca2+/Mn2+/Fe2+)MeWO4 + 2 HCl → WO3 + H2O + MeCl2 (Me=Ca2+/Mn2+/Fe2+) Fällung mit Ammoniak als Ammoniumparawolframat:WO3 +6 H2O +10 NH3→ (NH4)10[H2W12O42]↓WO3 6 H2O 10 NH3 → (NH4)10[H2W12O42]↓ Calzinieren bei 500-700°C: (NH4)10[H2W12O42] → WO3 +6 H2O↑ +10 NH3 ↑( 4)10[ 2 12 42] 3 2 ↑ 3 ↑ Reduktion(1000°C): WO3 + 3 H2→ W (Pulver) + 2H2O Herstellung von Blöcken durch Zonenschmelzen bei
3400°C im Elektroofen unter reduzierenden Wasserstoffatmosphäre
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2.4 Verarbeitung
Die Verarbeitung von Wolfram ist aufGrund der großen Härte und des hohen Schmelzpunktes schwer zu verarbeitenSchmelzpunktes schwer zu verarbeiten. Dies hat die technische Verwendungglange verhindert.
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2.4 Verarbeitung
Übliche Verfahren sind: Sintern
Thermomechanische Behandlung Thermomechanische Behandlung Hämmern/Walzen (Bleche)/ ( ) Ziehen/Wickeln(Drähte)
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3. Anwendungsgebiete Legierungselement in der Eisenmetallurgie: Wolframcarbide in Werkzeugstählen Als Gewichte in Schiffsbau, Munition usw. Als korrosions- bzw. hitzebeständiger Werkstoff Elektrodenmaterial für z.B. Schweißprozesse Beleuchtungsindustrie als Elektrodenmaterial
und Glühwendel
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4. Anwendung in der gBeleuchtungsindustrie
Wolfram wird verwendet als: Glühwendel: In Glühlampen In Glühlampen In Halogenglühlampen
K th d t i l i Kathodenmaterial in Gasentladungslampen
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4.1 Glühlampe
Früher bestandenFrüher bestanden Glühwendeln aus Kohlenstoff( TSub=3550°C), o o ( Sub 3550 ),nachdem die ersten Versuche mit Platin(TS=1772°C) schnell eingestellt wurden.
In Glühlampen werden heute Wolfram-Glüh d l d t
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Glühwendeln verwendet.
4.1 Glühlampe
Vorteile von Wolfram: Hohe Schmelztemperatur Hohe Schmelztemperatur Hoher Widerstand: der
Faden glüht während die gVerdrahtung relativ kühl bleibt
Nachteil: Schwer zu bearbeiten da spröde
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4.1 Glühlampe
Aufbau:k l hf ß dSockel mit Quetschfuß und
Stromversorgung daran befestigt die Glühwendel und einem GlaskolbenGlühwendel, und einem Glaskolben gefüllt mit Schutzgas (N/Ar Gemisch, bei teueren Lampen Kr oder Xe) zur p )Verminderung der Sublimationsrate
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4.2 Halogenglühlampe
Wendel ebenfalls aus Wolfram Aufbau ähnlich der herkömmlichen
Glühlampe nur dass Iod oder BromGlühlampe , nur dass Iod oder Brom hinzu gegeben wird.
Vorteile: Längere Lebensdauer Längere Lebensdauer Höhere Lichtausbeute
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4.3 Hoch- und Höchstdruck-Gasentladungslampen
Wolfram als Kathodenmaterial
Allerdings eher bei Hoch- und Höchstdrucklampen, da hier Lichtbögen entstehen (Schmelzpunkt!)
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4.3 Hoch- und Höchstdruck-Gasentladungslampen
Aufbau:K th d W lf Kathoden aus Wolfram
Kolben aus Quarzglas oder Aluminiumoxid- Keramik
Füllung: Edelgas/Metalldampf, reine Edelgase oder Gemische aus Halogenen und Metallenaus Halogenen und Metallen
Bei Spektrallampen auch andere Gasgemische möglich
Innendruck: 1-10MPa
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4.3 Hoch- und Höchstdruck-Gasentladungslampen
Funktionsweise: Die Füllung wird durch einen Lichtbogen
zur Lichtemission angeregtzur Lichtemission angeregt Plasma Relativ geringe Spannung(50-200V),
dafür hoher Strom(1-10A)dafür hoher Strom(1 10A)
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4.3 Hoch- und Höchstdruck-Gasentladungslampen
Anwendung: Projektoren Flutlichtanlagen/Flutlichtanlagen/
Scheinwerfer Leuchttürme Leuchttürme Automobile usw.
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5. Quellen http://de.wikipedia.org http://www2.philips.de/licht/onlineacademy/samples/
el_halogenl.pdfhtt // lf i d t i / http://wolfram-industrie.com/
Riedel/Janiak – Anorganische Chemie (mit DVD)L t hlä S h öt W i T h b h Lautenschläger, Schröter, Wanninger – Taschenbuch der Chemie
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