Cu o rezistență la tracțiune de 1.510 megapascali, acum știm că tungstenul este cel mai puternic metal natural de pe Pământ.
Infograficul de astăzi este realizat de Almonty Industries, un producător de tungsten, și dezvăluie istoria tungstenului.
Interesant, infograficul arată că, în ciuda rezistenței tungstenului, cea mai mare parte a civilizației a trăit fără nicio utilizare practică a acestui metal. Acest lucru se datorează faptului că tungstenul nu a fost descoperit oficial până în secolul al XVIII-lea – deși, după cum veți vedea, a fost un ghimpe în coasta metalurgiștilor timp de multe secole înainte de asta.
Din ceruri
Ca toate elementele cu un număr atomic mai mare decât fierul, tungstenul nu poate fi creat prin fuziune nucleară în stele precum soarele nostru.
În schimb, se crede că tungstenul se formează din exploziile stelelor masive. Fiecare explozie de supernovă are atât de multă energie, încât aceste elemente nou create sunt aruncate la viteze incredibile de 30.000 km/s, sau 10% din viteza luminii – și așa ajung să fie dispersate în tot universul.
Exploziile de supernove nu se întâmplă des – ca urmare, în fiecare 1.000.000 de grame de scoarță terestră, există doar 1,25 grame de tungsten.
O istorie neobișnuită
În tabelul periodic, tungstenul este listat sub litera „W”. Acest lucru se datorează faptului că, de fapt, două nume pentru același metal au apărut simultan.
„Wolfram”
WOLFRAM: derivat din cuvintele germane WOLF (engleză: lup) și cuvântul din germana medie înaltă RAM (engleză: murdărie).
În Evul Mediu, minerii de staniu din Germania se plângeau de un mineral (wolframit) care însoțea minereul de staniu și reducea randamentul de staniu la topire.
Cu un aspect alungit, asemănător cu părul, wolframitul era considerat a fi un „lup” care mânca staniul. Wolframitul i-a chinuit pe metalurgiști timp de multe secole, până când a fost descoperit tungstenul și au fost dezvoltate metode adecvate pentru a trata metalul greu.
„Tungsten”
TUNGSTEN: derivat din cuvintele suedeze TUNG (engleză: greu) și STEN (engleză: piatră) datorită densității sale
Scheelitul, celălalt minereu important de tungsten, a fost descoperit într-o mină de fier din Suedia în 1750.
Atrăgea interesul pentru densitatea sa incredibilă – motiv pentru care a fost numit „piatra grea”.
Descoperirea
Metalului a fost descoperit de nobilul spaniol Juan José D´Elhuyar, care în cele din urmă a sintetizat tungstenul atât din wolframit cât și din scheelit – demonstrând că ambele erau minerale din același element nou.
Istoria utilizărilor tungstenului
Descoperirile în utilizarea tungstenului pot fi legate în mod vag de patru domenii: produse chimice, oțel și superaliaje, filamente și carburi.
1847: Sărurile de tungsten sunt folosite pentru a produce bumbac colorat și pentru a face ignifugate hainele folosite în teatru și în alte scopuri.
1855: Se inventează procedeul Bessemer, care permite producerea în masă a oțelului. În același timp, în Austria se fabrică primele oțeluri cu tungsten.
1895: Thomas Edison a investigat capacitatea materialelor de a deveni fluorescente atunci când sunt expuse la raze X și a descoperit că tungstatul de calciu este cea mai eficientă substanță.
1900: Oțelul de mare viteză, un amestec special de oțel și tungsten, este expus la Expoziția Universală de la Paris. Acesta își menține duritatea la temperaturi ridicate, fiind perfect pentru a fi utilizat la scule și la prelucrare.
1903: Filamentele din lămpi și becuri au fost prima utilizare a tungstenului care s-a folosit de punctul său extrem de ridicat de topire și de conductivitatea sa electrică. Singura problemă? Primele încercări au constatat că tungstenul era prea fragil pentru o utilizare pe scară largă.
1909: William Coolidge și echipa sa de la General Electric S.U.A. reușesc să descopere un proces care creează filamente de tungsten ductile prin tratament termic adecvat și prelucrare mecanică.
1911: Procedeul Coolidge este comercializat, iar în scurt timp se răspândesc în toată lumea becurile cu tungsten echipate cu fire de tungsten ductil.
1913: O penurie de diamante industriale în Germania, în timpul celui de-al Doilea Război Mondial, îi determină pe cercetători să caute o alternativă la matrițele de diamant, care sunt folosite pentru tragerea sârmei.
1914: „Era convingerea unor experți militari aliați că în șase luni Germania va fi epuizată de muniție. Aliații au descoperit curând că Germania își sporea producția de muniții și pentru o vreme a depășit producția aliaților. Schimbarea s-a datorat, în parte, utilizării de către aceasta a oțelului rapid cu tungsten și a instrumentelor de tăiere din tungsten. Spre uimirea amară a britanicilor, s-a descoperit mai târziu că tungstenul astfel utilizat provenea în mare parte din minele lor din Cornwall.” – Din cartea lui K.C. Li din 1947, „TUNGSTEN”
1923: O companie germană producătoare de becuri electrice depune un brevet pentru carbură de tungsten, sau metal dur. Acesta este realizat prin „cimentarea” granulelor foarte dure de monocarbură de tungsten (WC) într-o matrice de liant din metal de cobalt rezistent, prin sinterizare în fază lichidă.
Rezultatul a schimbat istoria tungstenului: un material care combină rezistență ridicată, tenacitate și duritate mare. De fapt, carbura de tungsten este atât de dură, încât singurul material natural care o poate zgâria este diamantul. (Carbura este cea mai importantă utilizare a tungstenului în prezent.)
Anii 1930: Au apărut noi aplicații pentru compușii de tungsten în industria petrolieră pentru hidrotratarea țițeiului.
1940: Începe dezvoltarea superaliajelor pe bază de fier, nichel și cobalt, pentru a satisface nevoia unui material care să reziste la temperaturile incredibile ale motoarelor cu reacție.
1942: În timpul celui de-al Doilea Război Mondial, germanii au fost primii care au folosit miezul de carbură de tungsten în proiectilele de mare viteză pentru perforarea blindajelor. Tancurile britanice practic se „topeau” atunci când erau lovite de aceste proiectile din carbură de tungsten.
1945: Vânzările anuale de lămpi cu incandescență sunt de 795 de milioane pe an în SUA.
Anii 1950: În această perioadă, tungstenul este adăugat în superaliaje pentru a le îmbunătăți performanțele.
Anii 1960: Au apărut noi catalizatori care conțin compuși de tungsten pentru tratarea gazelor de eșapament în industria petrolieră.
1964: Îmbunătățirile în eficiența și producția lămpilor cu incandescență reduc costul de furnizare a unei cantități date de lumină de treizeci de ori, comparativ cu costul la introducerea sistemului de iluminat al lui Edison.
2000: În acest moment, aproximativ 20 de miliarde de metri de sârmă pentru lămpi sunt trase în fiecare an, o lungime care corespunde de aproximativ 50 de ori distanței Pământ-Lună. Iluminatul consumă 4% și 5% din producția totală de tungsten.
Tungstenul astăzi
Astăzi, carbura de tungsten este extrem de răspândită, iar aplicațiile sale includ tăierea metalelor, prelucrarea lemnului, a materialelor plastice, a materialelor compozite și a ceramicii moi, formarea fără așchiere (la cald și la rece), mineritul, construcțiile, forarea rocilor, piese structurale, piese de uzură și componente militare.
Aliajele de oțel cu tungsten sunt, de asemenea, utilizate la fabricarea ajutajelor motoarelor de rachetă, care trebuie să aibă proprietăți bune de rezistență la căldură. Superaliajele care conțin tungsten sunt folosite la paletele turbinelor și la piese și acoperiri rezistente la uzură.
Cu toate acestea, în același timp, domnia becului cu incandescență a luat sfârșit după 132 de ani, deoarece acestea încep să fie eliminate treptat în SUA și Canada.
.