S pevností v tahu 1510 megapascalů dnes známe wolfram jako nejsilnější přírodní kov na Zemi.
Dnešní infografika pochází od společnosti Almonty Industries, výrobce wolframu, a odhaluje historii wolframu.
Zajímavé je, že infografika ukazuje, že navzdory síle wolframu žila většina civilizace bez praktického využití tohoto kovu. To proto, že wolfram byl oficiálně objeven až v 18. století – i když, jak uvidíte, byl trnem v oku metalurgům už mnoho století předtím.
Z nebe
Stejně jako všechny prvky s atomovým číslem vyšším než železo, ani wolfram nemůže vzniknout jadernou fúzí ve hvězdách, jako je naše Slunce.
Místo toho se předpokládá, že wolfram vzniká při explozích masivních hvězd. Každá exploze supernovy má tolik energie, že tyto nově vytvořené prvky jsou vymrštěny neuvěřitelnou rychlostí 30 000 km/s, tedy 10 % rychlosti světla – a tak se rozptýlí po celém vesmíru.
K výbuchům supernov nedochází často – v důsledku toho se v každém 1 000 000 gramů zemské kůry nachází pouze 1,25 gramu wolframu.
Neobvyklá historie
V periodické tabulce prvků je wolfram uveden pod písmenem „W“. To proto, že ve skutečnosti vznikly současně dva názvy pro tentýž kov.
„Wolfram“
WOLFRAM: odvozeno z německých slov WOLF (česky vlk) a středohornoněmeckého slova RAM (česky špína).
Ve středověku si cínoví horníci v Německu stěžovali na minerál (wolframit), který doprovázel cínovou rudu a při tavbě snižoval výtěžek cínu.
Volframit s podlouhlým, chlupatým vzhledem byl považován za „vlka“, který cín požírá. Wolframit trápil metalurgy po mnoho staletí, dokud nebyl objeven wolfram a vyvinuty vhodné metody, jak s tímto těžkým kovem zacházet.
„Wolfram“
TUNGSTEN: odvozeno od švédských slov TUNG (česky: těžký) a STEN (česky: kámen) kvůli jeho hustotě
Scheelit, další významná wolframová ruda, byl objeven v železném dole ve Švédsku v roce 1750.
Vzbudil zájem pro svou neuvěřitelnou hustotu – proto byl pojmenován „těžký kámen“.
Objevení
Kov objevil španělský šlechtic Juan José D´Elhuyar, který nakonec wolfram syntetizoval jak z wolframitu, tak ze scheelitu – ukázal, že oba jsou minerály ze stejného nového prvku.
Historie využití wolframu
Objevy v oblasti využití wolframu lze volně spojit do čtyř oblastí: chemie, ocel a superslitiny, vlákna a karbidy.
1847:
1855: Soli wolframu se používají k výrobě barevné bavlny a k výrobě ohnivzdorných oděvů používaných pro divadelní a jiné účely: Byl vynalezen Bessemerův proces, který umožnil masovou výrobu oceli. Ve stejné době se v Rakousku vyrábějí první wolframové oceli.
1895:
1900: Na světové výstavě v Paříži je vystavena rychlořezná ocel, speciální směs oceli a wolframu. Zachovává si tvrdost i při vysokých teplotách a je ideální pro použití v nástrojích a při obrábění.
1903: Vlákna v lampách a žárovkách byla prvním použitím wolframu, které využívalo jeho extrémně vysokou teplotu tání a elektrickou vodivost. Jediný problém? Při prvních pokusech se ukázalo, že wolfram je pro široké použití příliš křehký.
1909: William Coolidge a jeho tým v General Electric v USA úspěšně objevili proces, který vhodným tepelným zpracováním a mechanickým opracováním vytváří kujná wolframová vlákna.
1911: Coolidgeův proces je komercializován a v krátké době se po celém světě rozšířily wolframové žárovky vybavené kujnými wolframovými dráty.
1913:
1914: Nedostatek průmyslových diamantů v Německu během druhé světové války vede vědce k hledání alternativy k diamantovým matricím, které se používají k tažení drátů: „Někteří spojenečtí vojenští experti byli přesvědčeni, že do šesti měsíců bude Německo bez munice. Spojenci brzy zjistili, že Německo zvyšuje výrobu munice a na určitou dobu překonalo produkci Spojenců. Tato změna byla částečně způsobena tím, že používalo wolframovou rychlořeznou ocel a wolframové řezné nástroje. K trpkému údivu Britů se později zjistilo, že takto používaný wolfram pochází z velké části z jejich cornwallských dolů v Cornwallu.“ – Z knihy K. C. Liho „TUNGSTEN“ z roku 1947
1923: Německá společnost vyrábějící elektrické žárovky podává patent na karbid wolframu neboli tvrdokov. Vyrábí se „cementováním“ velmi tvrdých zrn monokarbidu wolframu (WC) v pojivové matrici z houževnatého kovu kobaltu spékáním v kapalné fázi.
Výsledek změnil historii wolframu: materiál, který kombinuje vysokou pevnost, houževnatost a vysokou tvrdost. Karbid wolframu je ve skutečnosti tak tvrdý, že jediný přírodní materiál, který ho dokáže poškrábat, je diamant. (Karbid je dnes nejdůležitějším využitím wolframu.)
Třicátá léta 20. století:
1940: Vznikly nové aplikace sloučenin wolframu v ropném průmyslu pro hydrataci ropy: Začal vývoj superslitin na bázi železa, niklu a kobaltu, aby se naplnila potřeba materiálu, který by odolal neuvěřitelným teplotám proudových motorů.
1942: Během druhé světové války Němci jako první použili jádro z karbidu wolframu ve vysokorychlostních pancéřových střelách. Britské tanky se při zásahu těmito projektily z karbidu wolframu prakticky „roztavily“.
1945:
1950: Roční prodej žárovek v USA dosáhl 795 milionů kusů ročně: V této době se wolfram přidává do superslitin, aby se zlepšily jejich vlastnosti.
1960:
1964: Vznikají nové katalyzátory obsahující sloučeniny wolframu, které slouží k úpravě výfukových plynů v ropném průmyslu.
1964: Zlepšení účinnosti a výroby žárovek snižuje náklady na zajištění daného množství světla třicetinásobně ve srovnání s náklady při zavedení Edisonova osvětlovacího systému.
2000: V tomto okamžiku se ročně natáhne asi 20 miliard metrů žárovkového drátu, což je délka, která odpovídá asi padesátinásobku vzdálenosti Země-Měsíc. Na osvětlení se spotřebuje 4 % a 5 % celkové produkce wolframu.
Volfram dnes
Dnes je karbid wolframu mimořádně rozšířený a jeho použití zahrnuje řezání kovů, obrábění dřeva, plastů, kompozitů a měkké keramiky, beztřískové tváření (za tepla i za studena), těžbu, stavebnictví, vrtání hornin, konstrukční díly, opotřebitelné součásti a vojenské komponenty.
Slitiny wolframové oceli se používají také při výrobě trysek raketových motorů, které musí mít dobré tepelně odolné vlastnosti. Superslitiny obsahující wolfram se používají při výrobě lopatek turbín a dílů a povlaků odolných proti opotřebení.
V téže době však po 132 letech skončila vláda žárovek, které se v USA a Kanadě začínají vyřazovat.
.