تنگستن چیست و چه کاربردی دارد؟ در مقالات گذشته با انواع فلزات آشنا شده‌اید اما در این نوشتار قصد داریم شما را با فلز تنگستن که شاید تا به حال نام آن را کمتر شنیده باشید آشنا نماییم. با ما همراه باشید با عناوین ذیل در ادامه مطلب:
- تاریخچه این فلز
- چگونگی پیدایش این فلز
- میله تنگستـن چیست؟
- کاربردهای این فلز کدامند؟
تاریخچه
این فلز از واژه سوئدی tung sten به معنی سنگ سنگین گرفته شده است که اولین بار در سال 1779 توسط peter woulfe مطرح شد. تنگستن در سنگ معدن ولف رامیت ( تنگستن آهن – منگنز FeWO4/MnWO4 ) شیلیت (کلسیم تنگستن CaWO4) فربریت و huebnerite یافت می‌شود. ذخایر مهم این مواد در بولیوی، کالیفرنیا، چین، کلرادو، پرتقال، روسیه و کره جنوبی واقع است ( تقریبا" 75% تنگستن مورد نیاز جهان را چین تولید می‌کند). این فلز با روش کاهش اکسید تنگستن بوسیله هیدروژن یا کربن بصورت تجاری تولید می‌شود.
پیدایــــــش
تنگستـن در سنگ معدن ولف رامیت ( تنگستـن آهن – منگنز FeWO4/MnWO4 ) شیلیت (کلسیم تنـگستن CaWO4) فربریت و huebnerite یافت می‌شود. ذخایر مهم این مواد در بولیوی، کالیفرنیا، چین، کلرادو، پرتقال، روسیه و کره جنوبی واقع است ( تقریباً 75% تنـگستن مورد نیاز جهان را چین تولید می‌کند). این فلز با روش کاهش اکسید تنـگستن بوسیله هیدروژن یا کربن بصورت تجاری تولید می‌شود.
مواد سخت
تنگستـن به طور عمده در تولید مواد سخت با بنیان کاربید تنگستـن، یکی از سخت ترین کاربیدها، با نقطه ذوب 3770درجه سانتی گراد استفاده می‌شود. WC رسانای الکتریکی خوبی است، اما رسانایی الکتریکی W2C کمتر است.
حدود 60 درصد مصرف تنگستـن 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 تنگستـن در ساخت آلیاژهای فلزی سنگین استفاده شده است. یک مثال خوب فولادهای هستند که حاوی حدود 18٪ تنگستـن است. با توجه به نقطه ذوب بالای تنگستـن ماده خوبی برای کاربرد در مانند نازل موشک، به عنوان مثال در پولاریس 27-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 1150 از پودر فلزی در یک دمای خاص ساخته شده است، با استفاده از فن آوری متالورژی پودر با درجه حرارت بالا تولید می‌شوند. نوار آلیاژ تنگستـن دارای ضریب انبساط حرارتی پایین، هدایت حرارتی خوب و خواص مواد خوب است. در دمای بالا، میله آلیاژ تنگستـن، ماده‌ای با نقطه ذوب بالا و ضریب انبساط حرارتی کم است. اضافه کردن اجزای آلیاژی تنگستـن، 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.
کاربردهـــــا:
تنگستـن، فلزی است که دامنه کاربردهای آن بسیار وسیع است؛ عمده‌ترین آنها کاربید تنگستن ( W2C , WC) در کاربیدهای سیمانی شده می‌باشد. کاربیدهای سیمانی شده ( نام دیگر آنها فلزات سخت است ) مواد پوششی مقاومی هستند که مورد استفاده صنایع فلزکاری، استخراج معدن، نفت و ساختمانی می‌باشند. چون تنگستـن 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 تنگستـن 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 فلزسنگین که در گرماگیرها (heat sinks) و مصارف چگالی زیاد از قبیل وزنه و پارسنگ‌ها مناسب کرده است.
- فولاد بکار رفته در وسایل پر سرعت (Hastelloy ,Stellite) اغلب با تنگستـن آلیاژ شده‌اند که این نوع فولاد حاوی 18% تنگستـن می‌باشند.
- آلیاژهای دیرگداز که دارای این فلز هستند، در پوشش و قسمتهای تیغه توربین، ابزار فولادی و آلیاژ پوششی مقاوم بکار می‌روند.
- آلیاژها بعنوان جایگزین سرب در گلوله مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- در ترکیبات شیمیایی تنگستـن در کاتالیزورها ، رنگدانه‌های غیرآلی و روان کننده‌های پر حرارت دی‌سولفید تنگستن که تا 500 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 تنگستیت 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 تنگستـن در صنایع شیمیایی و دباغی بکار می‌روند.
- برنزهای تنگستـن ( علت نام آنها رنگ اکسید تنگستـن می باشد ) به همراه ترکیبات دیگر در رنگ‌ها کاربرد دارند.
برای آشنایی بیشتر با تنگستن ویدئوی زیر را مشاهده نمایید:
- جالب است بدانید یکی از فلزاتی که استفاده زیادی در دنیای زیورآلات و مد دارد فلز تنگستـن است. این فلز خاصیت عدم ایجاد حساسیت بر روی پوست را داراست که باعث گردیده از آن در دنیای زیورآلات و بدلیجات به وفور استفاده گردد.
در کل کاربرد تنگستـن و آلیاژهای آن به 13 دسته اصلی تقسیم می‌شود:
- صنعت روشنایی
- صنعت الکترونیک
- تکنولوژی دما بالا
- جوشکاری
- مهندسی پزشکی، تشعشع و تولید پرتو ایکس
- نظامی
- متالورژی
- فولادهای آلیاژی
- سوپر آلیاژها
- کاربید تنگستـن
- فلزات سنگین (هوی متال ها)
- آشکارسازها
- ورزشی
منبع: گروه تأمین محتوای فولاد24