Wolfram in der l h i d iBeleuchtungsindustrie

Michael Forgo, Tim Köcklarg ,

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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1.2 Eigenschaften

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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

2.1 Vorkommen

←Scheelit (Ca[WO4])←Scheelit (Ca[WO4])

↓Stolzit (β-Pb[WO4])↓Stolzit (β Pb[WO4])

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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

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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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4.2 HalogenglühlampeWolfram-Halogen-Kreisprozess:W + I + O WO IW(s) + I2(g) + O2(g) ↔ WO2I2(g)

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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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Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit!

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