钨的历史与应用（Tungstens historia och tillämpningar）
KTH皇家理工学院，斯德哥尔摩，1990
钨的历史与应用
（全文概述，瑞典语翻译为英文后改编为中文）
前言
本书旨在探讨钨元素的发现历史、科学发展和工业应用，结合瑞典在材料科学与工程领域的贡献，特别是 KTH 皇家理工学院在金属研究中的角色。我们希望通过此书，不仅回顾钨的过去，还展望其在现代技术中的潜力。
第一章：引言 – 钨的发现与命名
钨（瑞典语：volfram，英文：tungsten）是一种具有独特物理和化学性质的金属，其历史可追溯至 18 世纪。1781 年，瑞典化学家卡尔·威廉·舍勒（Carl Wilhelm Scheele）首次从白钨矿（scheelit，CaWO₄）中分离出钨酸（wolframsyra，H₂WO₄），奠定了钨元素发现的基础。1783 年，西班牙兄弟胡安·何塞·埃卢亚尔（Juan José Elhuyar）和法乌斯托·埃卢亚尔（Fausto Elhuyar）在黑钨矿（wolframit，(Fe,Mn)WO₄）中成功还原出金属钨，这一成就标志着钨的正式发现。元素名称“volfram”是瑞典对钨的独特称呼，源自矿物名称“wolframit”，意为“狼的泡沫”，反映了早期矿工对这种矿石的描述。本章还探讨了钨在元素周期表中的位置（第 74 号元素，符号 W）及其与其他过渡金属的关系。
第二章：钨的物理与化学性质
钨以其极高的熔点（3410°C）和密度（19.25 g/cm³）著称，是自然界中最耐高温的金属之一。本章详细介绍了钨的晶体结构（体心立方结构）、硬度（莫氏硬度约 7.5）、抗腐蚀性以及在高温下的稳定性。化学性质方面，钨在常温下相对稳定，但在高温下可与氧气反应生成三氧化钨（WO₃），并能与酸、碱发生有限反应。这些特性为钨在工业中的广泛应用奠定了基础。
第三章：早期应用与采矿
钨的早期应用主要集中在瑞典和欧洲的采矿业。19 世纪初，瑞典的钨矿开采（如斯德哥尔摩附近的矿区）为研究提供了原料。本章追溯了钨从矿石到金属的初步提炼技术，包括焙烧和化学还原法。钨的硬度使其在采矿工具中初露锋芒，尽管当时应用规模有限。
第四章：工业革命与钨的突破
工业革命期间，钨的应用显著扩展。19 世纪末，钨钢（含钨的高强度合金）的开发成为机械制造业的里程碑。本章探讨了瑞典工程师如何利用钨钢改进切削工具和机械部件，提升了工业生产效率。此外，钨在电灯泡灯丝中的应用（由威廉·库利奇于 1900 年代开发）标志着其在电气工程领域的首次重大突破。
第五章：瑞典的钨研究与 KTH 的贡献
KTH 皇家理工学院在钨研究中扮演了重要角色。本章回顾了 19 世纪末至 20 世纪初，KTH 在材料科学、冶金学和化学工程领域的努力。瑞典科学家在钨合金开发、热处理技术以及钨化合物（如钨酸盐）的合成方面取得了显著进展。这些研究不仅推动了瑞典工业，还为全球钨技术奠定了基础。
第六章：现代工业中的钨应用
进入 20 世纪，钨的应用范围迅速扩大。本章详细介绍了钨在以下领域的用途：
航空航天：钨合金用于制造涡轮叶片和火箭喷嘴，因其耐高温和强度高。
电子工业：钨丝用于真空管和灯泡，钨靶材用于半导体制造。
国防：钨的高密度使其成为穿甲弹的核心材料。
化工：钨化合物（如 WO₃）用作催化剂和颜料。
KTH 的研究团队在这些领域提供了技术支持，例如开发更高效的钨合金配方。
第七章：钨的采矿与环境影响
钨的全球储量主要分布在中国、俄罗斯和瑞典等地。本章讨论了钨矿开采的技术进步（如浮选法和磁选法）以及环境挑战，包括废水处理和土地复垦。瑞典在可持续采矿方面做出的努力也被提及，如 KTH 在环保冶金工艺上的研究。
第八章：未来展望
钨在未来技术中的潜力巨大。本章预测了钨在新材料（如纳米钨）、新能源（如燃料电池）和高科技领域（如量子计算）的应用前景。KTH 的研究方向，如钨基复合材料和高性能催化剂，预示着钨在 21 世纪的重要性。
结论
钨从一种鲜为人知的矿物元素成长为现代工业的关键材料，其历史与人类的科技进步紧密相连。瑞典，特别是 KTH，在这一过程中发挥了不可忽视的作用。本书呼吁继续探索钨的潜力，以应对未来的技术挑战。
参考文献
Scheele, C. W. (1781). Om volfram och dess syra.
Elhuyar, J. J. & Elhuyar, F. (1783). Analys av volframit.
KTH 内部研究报告，1890-1990 年。
瑞典矿业协会档案文件。
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