فلز تنگستن چیست ؟
فلز تنگستن چیست ؟ تنگستن یک فلز با رنگ سفید قلع یا خاکستری فولادی است که بهعنوان یکی از سختترین فلزات موجود در زمین شناخته میشود. این فلز دارای مقاومت کششی بینظیر و قابلیت تحمل دماهای بسیار بالا است، بهطوریکه نقطه ذوب آن 6191 درجه فارنهایت (3421.7 درجه سانتیگراد) و نقطه جوش آن 10220 درجه فارنهایت (5660 درجه سانتیگراد) است.
با عدد اتمی 74، تنگستن در گروه فلزات واسطه جدول تناوبی قرار دارد. این عنصر بهطور طبیعی در کانیهایی مانند ولفرامیت و شیلیت یافت میشود. ولفرامیت نوعی تنگستات منگنز آهن با فرمول شیمیایی (FeMn)WO4 است و مخلوطی جامد از دو کانی فربریت (FeWO4 ) و هوبنریت (MnWO4) را تشکیل میدهد.
شیلیت نیز تنگستات کلسیم با فرمول (CaWO4) است. در کنار اینها، سایر کانیهای تنگستن به لحاظ فراوانی از وضعیتی متوسط تا بسیار نادر برخوردارند و به دلیل نبود ارزش اقتصادی، اهمیت چندانی ندارند.
انواع فلز تنگستن چیست ؟
آلیاژهای ترکیبی
آلیاژ حاصل ترکیب دو یا چند عنصر یا فلز است که خواص هر یک از مواد ترکیبی را به اشتراک میگذارد. این فرآیند به منظور بهرهگیری از بهترین ویژگیهای هر ماده انجام میشود. برخی از آلیاژهای متداول حاوی تنگستن شامل کاربید تنگستن (ترکیب تنگستن و کربن)، هاستلوی(ترکیب نیکل، کروم، مولیبدن و تنگستن) و تعدادی از آلیاژهای نیکل-تنگستن هستند. این تنها چند نمونه از کاربردهای گسترده آلیاژهای تنگستن است.
تنگستن شکنندگی
تنگستن شکنندگی به معنای کاهش قابلیت تحمل تنش و فشار بدون شکستن است. فلز تنگستن ذاتاً بسیار شکننده است و تحت فشار به راحتی ترک میخورد، به همین دلیل اغلب با فلزات دیگر ترکیب میشود تا خواص غیرشکننده آنها به دست آید. افزودن کربن به تنگستن باعث تقویت قابل توجه آن میشود و به این فلز اجازه میدهد در کاربردهایی مورد استفاده قرار گیرد که تنها خود تنگستن قادر به ارائه عملکرد مطلوب نیست.
فیلامنت تنگستن در لامپها
فیلامنت یا رشته، یک سیم ظریف فلزی است که در تولید لامپها کاربرد دارد. این ماده توانایی تبدیل انرژی الکتریکی به نور را داراست، و در عین حال قابلیت مقاومت در برابر دماهای فوقالعاده بالا بدون شکستگی یا ذوب شدن را حفظ میکند. فیلامنت تنگستن یکی از اجزای کلیدی در صنعت روشنایی محسوب میشود.
خواص شیمیایی فلز تنگستن
تنگستن عنصری از گروه فلزات انتقالی در جدول تناوبی است که دارای حالتهای اکسیداسیون متنوعی شامل +2، +3، +4، +5 و +6 میباشد. این عنصر با عدد اتمی 74 و جرم اتمی نسبی 183.84 شناسایی میشود. در دمای اتاق، تنگستن به صورت جامد وجود دارد که این ویژگی ناشی از ساختار کریستالی ایزومتریک پایدار آن است؛ این کریستالها با استفاده از اشعه ایکس قابل مشاهده هستند.
تنگستن مقاومت بالایی در برابر خوردگی اسیدی دارد، بهجز در برخورد با اسید نیتریک و اسید هیدروفلوئوریک که آسیبپذیری نشان میدهد. علاوه بر این، میتوان آن را با مواد مذاب اکسیدکننده قلیایی مانند نیترات پتاسیم یا هیدروکسید سدیم تضعیف کرد.
با وجود مقاومت بسیار بالای این فلز در برابر خوردگی، در دماهای بسیار بالا واکنشپذیری بالایی با اکسیژن دارد و منجر به تولید تریاکسید میشود. بهطور طبیعی، تنگستن ترکیبی از پنج ایزوتوپ پایدار است: تنگستن-180 (0.12 درصد)، تنگستن-182 (26.5 درصد)، تنگستن-183 (14.3 درصد)، تنگستن-184 (30.6 درصد) و تنگستن-186 (28.4 درصد)
خواص فیزیکی تنگستن
تنگستن در حالت خالص خود یک فلز سفید و براق است که بهسادگی قابل پردازش است. با این حال، وجود مقادیری از اکسیژن و کربن در ترکیب شیمیایی آن باعث میشود تا تحت فشار و نیروی شدید خاصیت شکنندگی پیدا کند.
محصولات ساخته شده با فلز تنگستن
مواد ساخته شده از تنگستن کاربرد گستردهای در تولید انواع محصولات دارند؛ از جمله الکترودهای تنگستن، تجهیزات سوراخکاری معدنی، لامپها، قطعات ماشینآلات صنعتی، ابزارهای خانگی، متهگردبر، سلاحهای نظامی، پوششدهی مواد (قایق)، نمایشگرهای اشعه ایکس و برخی تجهیزات ساختوساز. آلیاژهای تنگستن نقش کلیدی در ساخت تسلیحات و ایجاد سینکهای حرارتی بسیار قابل اعتماد برای مدیریت انرژی گرمایی دارند. پرههای توربین نیز جزو آلیاژهایی هستند که حاوی تنگستناند.
علاوه بر این، تنگستن در ساخت تجهیزات سنگین مانند وزنهها و بالاستهایی که در سالنهای ورزشی استفاده میشوند، کاربرد فراوانی دارد. ویژگی مقاومت تنگستن در برابر خوردگی باعث شده تا این ماده گزینهای ایدهآل برای تولید ابزارهای بادوام باشد. این خاصیت نه تنها به طول عمر آنها کمک میکند، بلکه مانع از کدر شدن یا کاهش ارزش ابزارها میشود.
از سوی دیگر، تنگستن در تولید الکترودهای صنعتی نیز بهکار میرود؛ چراکه توانایی مقابله با دماهای بسیار بالا را دارد و در شرایط مرطوب نیز بدون زنگزدگی یا تغییر ظاهر باقی میماند. یکی دیگر از کاربردهای مهم تنگستن استفاده در تجهیزات جوشکاری است، جایی که برای انتقال میزان زیادی ولتاژ و جریان به دو ورق فلزی استفاده میشود. این ماده در فناوریهایی مانند ماشینهای تخلیه الکتریکی و جوشکاری با گاز تنگستن نیز نقشی اساسی دارد.
سوالات متداول
فلز تنگستن چه ویژگیهایی دارد؟
تنگستن یکی از فلزات با نقطه ذوب بسیار بالا است و در دماهای بالا پایدار میماند. این فلز دارای چگالی بالا و سختی زیاد است و به عنوان یکی از مقاومترین فلزات در برابر سایش و خوردگی شناخته میشود. همچنین، تنگستن در برابر تابش و حرارت نیز مقاومت خوبی از خود نشان میدهد.
کاربردهای اصلی تنگستن در صنعت چیست؟
تنگستن به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فردش، در صنایع مختلفی مانند تولید ابزار آلت صنعتی چون دریل مگنت و همچنین در ساخت آلیاژهای مقاوم به حرارت و فشار استفاده میشود. علاوه بر این، در صنایع نظامی و فضایی نیز کاربردهای زیادی دارد.
آیا تنگستن برای سلامتی انسان خطرناک است؟
تنگستن به طور کلی فلزی ایمن محسوب میشود و در دوزهای معمولی مشکلی برای سلامتی ایجاد نمیکند. با این حال، در صورت تماس با پودر تنگستن، احتمال بروز مشکلات تنفسی وجود دارد. لذا در کارگاههای صنعتی، رعایت نکات ایمنی ضروری است.
تنگستن چگونه استخراج میشود؟
تنگستن عمدتاً از مواد معدنی مانند وولفراست استخراج میشود. پس از استخراج، فرآیندهایی نظیر خرد کردن، آسیاب کردن و جداسازی مواد معدنی انجام میشود. در نهایت، تنگستن خالص از طریق روشهای شیمیایی و فیزیکی تولید میگردد.
قیمت تنگستن تحت تأثیر چه عواملی قرار دارد؟
قیمت تنگستن تحت تأثیر عواملی نظیر تقاضا و عرضه در بازار، هزینههای استخراج و تولید، و همچنین نوسانات اقتصادی جهانی قرار دارد. به علاوه، تغییرات در فناوریهای مصرف و تولید نیز میتواند بر قیمت این فلز تأثیرگذار باشد.