pó metálico de tungstênioO tungstênio, também conhecido como volfrâmio, é um metal raro que tem o ponto de fusão mais alto de todos os metais. O tungstênio tem muitas propriedades exclusivas que o tornam ideal para aplicações que exigem resistência a altas temperaturas, dureza, resistência ao desgaste e densidade.
O tungstênio é consumido principalmente na forma de pós metálicos de tungstênio e pós de carboneto de tungstênio. Os pós metálicos de tungstênio são produzidos pela redução de óxidos de tungstênio sob atmosfera de hidrogênio. Os pós são fornecidos em diferentes tamanhos, formas e níveis de pureza para uso em várias aplicações.
Visão geral do pó metálico de tungstênio
O pó metálico de tungstênio é uma forma de pó granular fino de tungstênio metálico elementar produzido pela redução de hidrogênio de óxidos de tungstênio. As partículas de pó têm alta pureza, distribuição de tamanho uniforme, boa fluidez e propriedades de compactação ideais para serem prensadas em eletrodos, filamentos, contatos e outros componentes.
Tipos de pó de tungstênio
| Tipo | Descrição |
|---|---|
| Tungstênio puro | 99,9% a 99,99% de tungstênio puro |
| Tungstênio Thoriated | Tungstênio com aditivo de óxido de tório 1-2% |
| Tungstênio com liga | Tungstênio ligado a outros elementos como cobre, prata, etc. |
Processo de produção de pó de tungstênio
Os pós metálicos de tungstênio são produzidos pela mistura de pós de óxido de tungstênio com um agente redutor, como hidrogênio ou carbono, em altas temperaturas em um forno. O processo de redução por hidrogênio é o mais popular. As diferentes etapas de produção são:
- Mineração e extração de minérios de tungstênio
- Britagem e moagem de minérios
- Concentração por gravidade e separação magnética
- Conversão em óxidos de tungstênio
- Mistura com dopantes como óxido de tório
- Redução em atmosfera de hidrogênio a 700-1000°C
- Variações na temperatura, no tempo e na taxa de fluxo resultam em diferentes tamanhos e morfologias de pó
- Peneiramento em diferentes tamanhos de malha
- Mistura, mistura com lubrificantes, aglutinantes
- Embalagem em tambores ou sacos
Características do pó de tungstênio
As propriedades e características importantes do pó metálico de tungstênio são:
- Forma da partícula: angular, friável, pontiaguda, dendrítica
- Distribuição do tamanho das partículas: 1 a 100 mícrons
- Densidade aparente: 9 a 11 g/cc
- Densidade da torneira: 10 a 13 g/cc
- Área de superfície específica: 0,5 a 10 m2/g
- Níveis de pureza: 99,9% a 99,999%
- Teor de oxigênio abaixo de 0,1%
- Taxa de fluxo e compressibilidade adequadas para aplicações de prensa e sinterização
Aplicações do pó metálico de tungstênio
As propriedades exclusivas do tungstênio o tornam ideal para uma ampla gama de aplicações:
- Contatos elétricos
- Filamentos para lâmpadas, elementos de aquecimento
- Cátodos para canhões de elétrons em tubos de raios X, soldagem por feixe de elétrons
- Proteção contra radiação nuclear
- Contrapesos para aplicações aeroespaciais
- Pesos de balança
- Núcleos de enrolamento para transformadores elétricos
- Proteções para alvos e cadinhos de pulverização catódica
Algumas aplicações emergentes são eletrodos para usinagem de descarga elétrica, bicos de impressão 3D e pós.
Pó metálico de tungstênio Tipos
Os pós metálicos de tungstênio estão disponíveis em diferentes tipos, tamanhos, formas e purezas para atender às necessidades de várias aplicações.
Por Purity
| Tipo | Pureza | Principais aplicativos |
|---|---|---|
| Tungstênio puro | 99,90% a 99,99% | Filamentos de iluminação, contatos |
| Pureza ultra-alta | 99.999% | Alvos de pulverização de semicondutores |
| Tungstênio com liga | W com Cu, Ag, etc. | Aplicações específicas |
Por tamanho de grão
| Número da malha | Tamanho em mícrons | Uso típico |
|---|---|---|
| 10 | 2000 | Usinagem pesada |
| 20 | 850 | Prensagem do molde |
| -325 | 44 | Contatos finos |
| 1 mícron | 1 | Prensagem de alta densidade |
Por formato de partícula
| Tipo | Descrição | Formulários |
|---|---|---|
| Espinhoso | Alta área de superfície, porosidade | Pulverização de moldes plásticos |
| Angular | Bom fluxo, pressionando | Ferramentas de corte |
| Esférico | Alta densidade, fluidez | Superfícies de contato finas |
A forma do grão e a distribuição do tamanho das partículas são otimizadas com base na aplicação final e nas propriedades necessárias do pó, como área de superfície, densidade, taxa de fluxo etc.
Processo de produção de pó de tungstênio
O pó metálico de tungstênio é produzido a partir de concentrados de minério de tungstênio contendo WO3, que são reduzidos por hidrogênio para produzir pó de tungstênio. As reações fundamentais são:
WO3 + 3H2 → W + 3H2O
WO2 + 2H2 → W + 2H2O
As etapas do processo de produção de pó de tungstênio estão descritas abaixo:
Concentração de minério de tungstênio
O processo começa com a extração do minério de tungstênio e a concentração em níveis de WO3 acima de 65% usando britagem, moagem, gravidade e separação magnética.
Calcinação
Essa etapa envolve a torrefação do concentrado de minério de tungstênio com agentes orgânicos a 600-800°C para produzir WO3.
Mistura
O pó de WO3 pode ser misturado com quantidades controladas de dopantes como ThO2, grafite ou aditivos metálicos para produzir a composição desejada.
Redução de hidrogênio
O pó de óxido de tungstênio é submetido à redução com hidrogênio seco em fornos de leito fluidizado de vários estágios a temperaturas de 650 a 1000 °C. Os parâmetros, como temperatura, tempo e taxa de fluxo de H2, são controlados para produzir pós de formato e tamanho específicos.
Fresagem e mistura
O pó de tungstênio reduzido é submetido à moagem final, trituração e peneiramento para obter tamanhos de malha especificados. Aglutinantes e lubrificantes são adicionados para melhorar as propriedades do pó.
Embalagem
O pó é embalado em tambores de aço revestidos de plástico ou em sacos menores, de acordo com as necessidades do cliente.
Planta de pó metálico de tungstênio
As plantas comerciais exigem equipamentos especializados e sistemas de controle de poluição para produzir pós de tungstênio de qualidade com segurança. As principais unidades da fábrica de pó são:
- Equipamentos de britagem, moagem e concentração de minério
- Fornos de calcinação e redução
- Controle de temperatura e sistemas de manuseio de hidrogênio
- Estações de peneiramento, moagem, mistura e combinação
- Laboratórios de caracterização e teste de pós
- Tratamento de efluentes, unidades de recuperação de solventes
- Áreas de ensacamento, embalagem e armazenamento
O layout depende da capacidade, do grau dos pós e de outros fatores específicos do local.
Propriedades e caracterização do pó de tungstênio
As métricas críticas de qualidade e as propriedades testadas para o pó de tungstênio são:
Composição química
- Teor de tungstênio metálico - varia de 99,9% a 99,999% com base no grau
- O conteúdo de oxigênio, nitrogênio e carbono deve ser minimizado
- A presença de impurezas metálicas como Fe, Ni, Cr afeta a qualidade
- Concentração de quaisquer dopantes
Tamanho e distribuição de partículas
O formato das partículas de pó, a distribuição do tamanho dos grãos e a área de superfície são otimizados com base na aplicação final. Parâmetros comuns testados:
- Morfologia da partícula - angular, friável, pontiaguda, dendrítica
- Tamanho médio das partículas - faixa de 0,5 a 100 mícrons
- D10, D50, D90 representa o tamanho abaixo do qual as partículas 10%, 50%, 90% estão presentes
- Densidade de toque e densidade aparente - 10 a 13 g/cc
- Área de superfície específica - 0,5 a 10 m2/g
Propriedades do pó
O pó deve ter propriedades adequadas para prensagem e sinterização:
- Taxa de fluxo Hall > 12 seg/50 gm
- Compressibilidade - capaz de atingir densidade prensada > 9 gm/cc
- Resistência verde - retenção da forma após a prensagem
- Densidade, resistência e dureza do sinterizado
Outros testes, como XRD para identificação de fases e análise de microestrutura, também são realizados para garantir a conversão completa em tungstênio.
Aplicativos e uso de Pó metálico de tungstênio
O tungstênio e suas ligas se tornaram materiais indispensáveis devido à sua alta densidade, força, dureza e resistência ao desgaste, mesmo em temperaturas elevadas. Algumas das principais aplicações são:
Iluminação e filamentos
Os filamentos de fio de tungstênio têm resistência a altas temperaturas para uso em lâmpadas incandescentes, lâmpadas halógenas e tubos de vácuo. Os tipos comuns são lâmpadas de filamento de bobina enrolada e filamentos tubulares. Dopantes como o potássio reduzem a função de trabalho.
Elementos de aquecimento
A capacidade de alta temperatura é aproveitada para a fabricação de hastes de aquecimento, aquecedores de fibra cerâmica usados em fornos, fornos e bicos de impressoras 3D. Elemento revestido com material de proteção.
Contatos elétricos
A excelente condutividade elétrica e a resistência à erosão do arco tornam o tungstênio adequado para contatos de comutação de relés, disjuntores e terminais. Usado na forma de hastes, moedas e rebites.
Pistolas de elétrons
Os recursos de alta temperatura são úteis para filamentos de tungstênio em equipamentos de feixe de elétrons, como tubos de raios X, soldadores de feixe de elétrons e microscópios eletrônicos de varredura.
Alvos de pulverização
O tungstênio é amplamente utilizado como material de pulverização para depositar revestimentos finos e espessos de tungstênio em peças usando pulverização catódica magnetrônica ou deposição de feixe de íons.
Aplicações nucleares
A alta densidade proporciona uma proteção eficaz contra radiações nucleares. Usado como material de proteção contra raios gama e absorvedor de nêutrons em reatores nucleares.
Contrapesos
Usado como contrapeso para aplicações que exigem alta densidade, como em giroscópios aeroespaciais, pesos de rodas de automóveis, tacos de golfe etc.
As propriedades exclusivas do pó metálico de tungstênio o tornam indispensável para produtos que exigem estabilidade em altas temperaturas, dureza, densidade e resistência. A pesquisa e o desenvolvimento contínuos estão expandindo o uso para mais áreas e possibilitando novas aplicações em todos os setores.
Orientação sobre preços de pós metálicos de tungstênio
Os preços do pó metálico de tungstênio variam de acordo com os níveis de pureza, a quantidade pedida, a localização geográfica e os fatores macroeconômicos. Algumas faixas indicativas de preços são:
Preço do pó de tungstênio por pureza
| Grau | Pureza | Faixa de preço |
|---|---|---|
| Padrão | 99.90% | $50-80 por kg |
| Alta pureza | 99.95% | $80-120 por kg |
| Pureza ultra-alta | 99.999% | $200-500 por kg |
Tendências de preços
- Os preços acompanham os movimentos dos preços do paratungstato de amônio (APT) no upstream
- A demanda nos setores aeroespacial, eletrônico e automotivo impulsiona os preços
- Os graus de alta pureza > 99,999% estão crescendo mais rapidamente, com >10% por ano
Fatores determinantes do preço
- Preços de matéria-prima de WO3 e oferta e demanda
- Custos de energia e de hidrogênio
- Custos regulatórios e ambientais
- Capacidades técnicas para alcançar a pureza
- Investimentos em P&D em aplicativos emergentes
Considerações sobre compras
- Preços de referência de vários fornecedores qualificados
- Verifique a certificação de qualidade e audite os recursos do fornecedor
- Celebrar contratos de fornecimento de longo prazo para aplicações de alto volume
- Considerar a diversificação geográfica para a segurança do fornecimento
Entre em contato com os principais fornecedores globais para obter orientação de preço atualizada sobre suas necessidades específicas de pó de tungstênio.
Fornecedores e fabricantes globais
Há várias empresas de metais especiais focadas na produção de pós metálicos de tungstênio em todas as faixas de pureza:
Principais fornecedores globais
| Empresa | Localização | Recursos |
|---|---|---|
| Tungstênio de Buffalo | EUA | Alta pureza, filmes finos |
| Midwest Tungstênio | EUA | Ligas personalizadas, elementos de aquecimento |
| H.C. Starck | Alemanha | Graus de pureza ultra-alta |
| JX Nippon | Japão | Fornecedor de ampla gama de produtos |
| Xiamen Tungstênio | China | Fornecedor líder de baixo custo |
| Empresa Wolfram | Rússia | Tungstênio puro e ligas |
Considerações sobre compras
Principais aspectos a serem avaliados ao escolher um fornecedor de pó de tungstênio:
- Tecnologia para atingir metas de pureza
- Consistência no atendimento às especificações
- Certificações de qualidade como a ISO 9001
- Suporte técnico para personalização
- Capacidade de resposta e logística de remessa
- Fatores ambientais e de responsabilidade social
- Termos de preços, incluindo descontos por volume
Recomenda-se qualificar vários fornecedores por meio de amostragem, auditorias no local e verificações de referência para reduzir os possíveis riscos da cadeia de suprimentos. Entre em contato para obter recomendações sobre os fornecedores ideais para seus requisitos de aplicação e volume específicos.
Diretrizes de especificação de pó de tungstênio
Os clientes devem fornecer os seguintes detalhes ao solicitar cotações para garantir que o pó de tungstênio corresponda aos requisitos da aplicação:
Lista de verificação de especificações
- Metas de composição química - elementos e dopantes
- Parâmetros desejados de distribuição de tamanho de partícula - D10, D50, D90
- Morfologia da partícula se for necessário um formato específico
- Densidade alvo e fatores de compressibilidade
- Limites aceitáveis para impurezas
- Tamanho do lote ou requisito de quantidade anual
- Qualquer necessidade especial de embalagem - tambores, sacos, embalagem de argônio etc.
- Aplicação e uso pretendido
- Necessidade de amostragem para pré-qualificação
- Certificações de qualidade necessárias
Especificações claras permitirão que o fornecedor de tungstênio personalize as propriedades do pó e recomende o grau ideal para atender às necessidades de funcionalidade e custo.
Entre em contato com sua aplicação alvo, especificações e requisitos de quantidade para obter preços detalhados e orientação técnica de especialistas do setor.
perguntas frequentes
P: Quais são os diferentes graus de pó de tungstênio disponíveis?
R: As variedades comuns de pó de tungstênio com base nos níveis de pureza são: pureza padrão (99,9%), alta pureza (99,95%), pureza ultra-alta (99,999%) e tungstênio ligado com cobre, prata etc. Os graus variam em preço, sendo o pó UHP o mais caro.
P: Quais são as aplicações que usam pó de tungstênio?
R: As principais aplicações do pó de tungstênio são filamentos de iluminação, elementos de aquecimento, contatos elétricos, emissores de elétrons, blindagem nuclear, contrapesos, alvos de pulverização catódica etc. As áreas emergentes são eletrodos de EDM, bicos e pós de impressão 3D.
P: Qual é o preço por kg de pó de tungstênio?
R: Os preços do pó de tungstênio variam de $50-80 por kg para o pó de grau padrão (pureza 99,9%) até $200-500 por kg para o pó de pureza ultra-alta (99,999%) personalizado para parâmetros específicos de distribuição de tamanho de partícula.
P: Como o pó de tungstênio é produzido?
R: A produção de pó de tungstênio envolve a mineração de minérios contendo tungstênio, a concentração em WO3, a mistura com aditivos e a redução de hidrogênio em alta temperatura para reduzir o WO3 em pó metálico de tungstênio. O pó é moído, classificado, misturado e embalado para personalizar as características do pó para as aplicações pretendidas.
P: Onde posso comprar pó de tungstênio?
R: Há vários produtores globais de pós metálicos especiais que fornecem tungstênio e pós de ligas para diferentes setores. É melhor avaliar os recursos de empresas como Buffalo Tungsten, Midwest Tungsten, HC Starck, Xiamen Tungsten e escolher uma que atenda às necessidades técnicas e às condições de preço.
P: Quais certificações de qualidade os fabricantes de pó de tungstênio devem ter?
R: Os fornecedores de pó de tungstênio de boa reputação devem ter certificações de gerenciamento de qualidade, como a ISO 9001, além de controles de processo rigorosos para atingir as composições químicas declaradas, as características do pó e a consistência de lote para lote. Recomenda-se a coleta de amostras e auditorias de clientes nas instalações de fabricação.