教学素材：钨是全球重要的战略资源

【教学素材】 钨是全球重要的战略资源 钨是一种稀有的国家重要战略资源，号称“工业的牙齿”，广泛应用于工程机械、金属切削机床、汽车制造、电子信息、航天军工等领域，由于钨的稀缺性和不可替代性，目前被世界各国列为重要战略金属，被誉为 “高端制造的脊梁”，钨性能优越，应用广泛。 钨是一种金属元素，元素符号是W，原子序数为74，在元素周期表中第六周期的VIB族，钨分布较广泛的元素，几乎遍见于各类岩石中，但 含量较低。钨在地壳中的含量为0.001%。钨是银白色有光泽的金属，硬度高，熔点高，常温下不受空气侵蚀，化学性质比较稳定，钨具有优良的物理化学性能，包括高熔 点、高密度、高强度，以及良好的导电性和导热性，使其无论作为合金元素添加剂， 作为功能、结构材料，还是化工原料，都具有不可或缺、关键性的作用，其制品被 广泛应用于民用、工业、军工和高新产业等领域。 一、钨的发现历史  钨的发现历史可以追溯到16世纪。在中欧的奥雷山脉中，人们在锡的还原过程中首次发现了钨。然而，当时钨被认为是没有用处的伴生元素。在锡还原过程中，钨矿会促进矿渣的形成，对锡的生产产生不利影响。矿工们不喜欢这种矿物，给它起了一个贬义的名字：wolfram，意思是“狼的口水”，寓意它像狼吃羊那样吃掉锡。 在17世纪，一些化学家开始对钨矿石感兴趣，他们试图从中分离出新的元素。最先成功的是瑞典的矿物学家克郎斯塔特，他在1758年从钨石中提取出了一种白色矿石，他认为这是一种新元素，并给它起了一个名字：tungsten，意思是“重石”。他把他的发现报告给了瑞典化学家卡尔·威廉·舍勒，他于1781年发现了新的元素酸——钨酸。两年后，舍勒的助手，西班牙的胡安·何塞·埃尔乌亚尔和浮斯图·埃尔乌亚尔两兄弟，他们不仅从钨矿石中分离出了白色的氧化物，而且还用碳还原，第一次制备出了钨的单质形式：金属钨。他们也把这种新元素叫做wolfram，沿用了矿工们的叫法。从那时起，钨就有了两个名字：tungsten和wolfram，分别代表了德语和西班牙语对钨的称呼。不同的国家和地区对钨的称谓有不同的偏好，但是在化学符号上，大家都统一使用W来表示。 二、钨的开采冶炼  钨主要以黑钨矿和白钨矿的形式存在。目前具备经济开采价值的钨矿石主要为黑钨矿和白钨矿，其中黑钨矿主要是钨和铁、锰、钼等元素的化合物((Fe/Mn)WO4)，白钨矿钨是钨和钙等元素的化合物(CaWO4)。钨在地壳中的含量很低，只有0.001%左右，而且分布不均匀，只有少数几个国家和地区拥有较大的储量。我国是全球钨矿储量、产量、消费大国，占据了全球62%的钨资源。 最早的钨的开采可以追溯到16世纪，当时一些欧洲矿工在寻找锡和铜时发现了这种黑色的矿物。随着科学技术的进步，人类逐渐认识到了钨石中所含有的新元素—钨的重要性，并开始了有目的的开采钨石。在19世纪末至20世纪初，随着电灯、钢铁、军工等行业的发展，对钨的需求急剧增加，导致了钨石开采冶炼的高潮。在这期间，中国成为了世界上最大的钨生产国和出口国，为全球提供了大量的钨资源。 三、钨的广泛应用 钨的应用范围非常广泛，几乎涵盖了所有的工业和科技领域。这主要得益于钨的一些优异的性质，如高熔点、高硬度、高密度、高导电性、低蒸发率、高耐磨性等。这些性质使钨能够在极端的温度、压力、摩擦等条件下保持稳定和可靠，为人类提供了各种各样的应用场景。 其中最早也最广为人知的应用是灯丝。由于钨有着高熔点（3410℃），所以能够在高温下发光而不熔化，这使成为了制造白炽灯、卤素灯、氙气灯等电灯的理想材料。钨在电灯中的应用可以追溯到1904年，当时一个美国发明家威廉·库立奇（William D. Coolidge）成功地制造出了第一根钨灯丝，并将其用于白炽灯中。从那时起，钨就成为了电灯中不可或缺的一部分，为人类带来了光明和温暖。 除了电灯，钨还在其他许多电子和电气领域发挥了重要作用。由于钨有着高导电性和低蒸发率，所以钨能够作为电极、触点、开关等电器的组成部分，提供稳定和可靠的电流传输。例如，在真空管、晶体管、二极管等电子器件中，钨都可作为阴极或阳极来发射或接收电子。在火花塞、断路器、继电器等电气设备中，钨都可作为触点来开启或关闭电路。在X射线管、激光管、等离子切割机等高能设备中，钨都可作为电极来承受高温和高压。 由于钨有着高硬度、高密度、高耐磨性等性质，所以钨能够作为切削工具、钻头、轴承等机械零件的材料，提供高效和耐用的加工能力。例如，在钢铁、汽车、航空等行业中，钨都可作为高速钢、哈氏合金、斯特来合金等的成分，提高其硬度和耐磨性。在石油、矿山、建筑等行业中，钨都可以作为钻头、刀具、轴承等的材料，提高其切削和抗冲击能力。 由于钨有着高密度、高抗拉强度、低热膨胀系数等性质，所以钨能够作为航空航天、核能、医疗等领域的材料，提供高性能和高