تنگستن چیست و چه کاربردی دارد؟
تنگستن Tungsten از فلزات واسطه و همچنین فلزیست سخت و سنگین با علامت اختصاری W که دارای رنگ خاکستری روشن که در صنایع برقی، لامپ روشنایی، الکترودها و ... استفاده میگردد.
تاریخچه
این فلز از واژه سوئدی tung sten به معنی سنگ سنگین گرفته شده است که اولین بار در سال **** توسط peter woulfe مطرح شد. تنگستن در سنگ معدن ولف رامیت ( تنگستن آهن – منگنز FeWO۴/MnWO۴ ) شیلیت (کلسیم تنگستن CaWO۴) فربریت و huebnerite یافت میشود. ذخایر مهم این مواد در بولیوی، کالیفرنیا، چین، کلرادو، پرتقال، روسیه و کره جنوبی واقع است ( تقریبا" ۷۵% تنگستن مورد نیاز جهان را چین تولید میکند). این فلز با روش کاهش اکسید تنگستن به وسیله هیدروژن یا کربن به صورت تجاری تولید میشود.
پیدایــــــش
تنگستن در سنگ معدن ولف رامیت ( تنگستن آهن – منگنز FeWO۴/MnWO۴ ) شلیت (کلسیم تنگستن CaWO۴) فربریت و huebnerite یافت میشود. ذخایر مهم این مواد در بولیوی، کالیفرنیا، چین، کلرادو، پرتقال، روسیه و کره جنوبی واقع است ( تقریباً ۷۵% تنـگستن مورد نیاز جهان را چین تولید میکند). این فلز با روش کاهش اکسید تنگستن بوسیله هیدروژن یا کربن به صورت تجاری تولید میشود.
مواد سخت
تنگستن به طور عمده در تولید مواد سخت با بنیان کاربید تنگستن، یکی از سخت ترین کاربیدها، با نقطه ذوب **** درجه سانتی گراد استفاده میشود. WC رسانای الکتریکی خوبی است، اما رسانایی الکتریکی W۲C کمتر است.
حدود ۶۰ درصد مصرف تنگستن بصورت WC در حال حاضر برای مواد صیقل دهنده مقاوم در برابر سایش، برشکاری، چاقو و مته، اره، فرز و ابزار دوار مورد استفاده در فلزکاری، نجاری، صنایع استخراج معدن، نفت و ساختمان بکار میرود.
آلیاژها
از استحکام و چگالی تنگستن در ساخت آلیاژهای فلزی سنگین استفاده شده است. یک مثال خوب فولادهای هستند که حاوی حدود ۱۸٪ تنگستن است. با توجه به نقطه ذوب بالای تنگستن ماده خوبی برای کاربرد در مانند نازل موشک، به عنوان مثال در پولاریس ۲۷-UGM، زیردریایی با موشک بالستیک میباشد.
ابر آلیاژهایی که دارای تنگستـن هستند، مانند Hastelloy و Stellite، در پرههای توربین، قطعات مقاوم در برابر سایش و پوشش فلزات استفاده میشود.
میله تنگستن
میلههای آلی تنگستن (WMoNiFe) و Anviloy **** از پودر فلزی در یک دمای خاص ساخته شده است، با استفاده ازفناوری متالورژی پودر با درجه حرارت بالا تولید میشوند. نوار آلیاژ تنگستن دارای ضریب انبساط حرارتی پایین، هدایت حرارتی خوب و خواص مواد خوب است. در دمای بالا، میله آلیاژ تنگستن، مادهای با نقطه ذوب بالا و ضریب انبساط حرارتی کم است. اضافه کردن اجزای آلیاژی تنگستن، ماشینکاری، سختی و لحیم کاری را بهبود میبخشد. خواص مواد بر اساس تولید تنگستن میلههای آلیاژی برای از بین بردن مشکلات درمان حرارت مرتبط با مواد ابزار دیگر است.
کاربرد ها:
تنگستن، فلزی است که دامنه کاربردهای آن بسیار وسیع است؛ عمدهترین آنها کاربید تنگستن ( W۲C , WC) در کاربیدهای سیمانی شده میباشد. کاربیدهای سیمانی شده ( نام دیگر آنها فلزات سخت است ) مواد پوششی مقاوم هستند که مورد استفاده صنایع فلزکاری، استخراج معدن، نفت و ساختمانی میباشند. چون تنگستن را میتوان بصورت رشته سیمهای بسیار باریک با نقطه ذوب زیاد در آورد، در افروزههای موجود در لامپ، لامپ خلاء و الکترودها کاربرد دارد.
سایر کاربردها
نقطه ذوب زیاد تنگستن موجب شده در کاربردهای فضایی و مواردی مانند جوشکاری، تفتیدن و کاربردهای الکتریکی که دما زیاد است، مورد استفاده قرار گیرد.
استحکام و خصوصیات چگالی تنگستن آن را برای ساخت آلیاژهای فلز سنگین که در گرماگیرها (heat sinks) و مصارف چگالی زیاد از قبیل وزنه و مناسب کرده است.
فولاد بکار رفته در وسایل پر سرعت (Hastelloy ,Stellite) اغلب با تنگستن آلیاژ شدهاند که این نوع فولاد حاوی ۱۸% تنگستان میباشند.
آلیاژهای دیرگداز که دارای این فلز هستند، در پوشش و قسمتهای تیغه توربین، ابزار فولادی و آلیاژ پوششی مقاوم بکار میروند.
آلیاژها به عنوان جایگزین سرب در گلوله مورد استفاده قرار میگیرند.
در ترکیبات شیمیایی تنگستن در کاتالیزورها ، رنگدانههای غیر آلی و روان کنندههای پر حرارت دیسولفید تنگستن که تا ۵۰۰ درجه سانتیگراد مقاوم هستند، کاربرد دارند. چون انبساط حرارتی این عنصر شبیه شیشه بوروسیلیکات است، از آن در ساخت glass-to-metal seals بهره میبرند. اکسیدهای آن در لعاب کاری سرامیک کاربرد دارد.
اسید تنگستات منیزیم / کلسیم در لامپهای فلورسنت کاربرد زیادی دارند.
از این فلز همچنین در اهداف اشعه X، عناصر گدازنده برای کورههای الکتریکی استفاده میشود.
نمکهای حاوی تنگستن در صنایع شیمیایی و دباغی بکار میروند.
برنزهای تنگستان( علت نام آنها رنگ اکسید تنگستن می باشد ) به همراه ترکیبات دیگر در رنگها کاربرد دارند.