Il tungsteno è un metallo color argento opaco con il punto di fusione più elevato di qualsiasi metallo puro. Conosciuto anche come Wolfram, da cui l'elemento prende il suo simbolo, W, il tungsteno è più resistente alla frattura del diamante ed è molto più duro dell'acciaio.
Le proprietà uniche di questo metallo refrattario - la sua resistenza e capacità di resistere alle alte temperature - lo rendono ideale per molte applicazioni commerciali e industriali.
Proprietà di tungsteno
- Simbolo atomico: W
- Numero atomico: 74
- Categoria di elementi: metallo di transizione
- Densità: 19,24 grammi / centimetro3
- Punto di fusione: 6192 ° F (3422 ° C)
- Punto di ebollizione: 5555 ° C (10031 ° F)
- Durezza di Moh: 7.5
Produzione
Il tungsteno viene estratto principalmente da due tipi di minerali, il wolframite e la scheelite. Tuttavia, il riciclaggio del tungsteno rappresenta anche circa il 30% dell'offerta globale. La Cina è il maggiore produttore mondiale di metallo, fornendo oltre l'80% della fornitura mondiale.
Una volta che il minerale di tungsteno è stato elaborato e separato, viene prodotta la forma chimica, ammonio paratungstato (APT). L'APT può essere riscaldato con idrogeno per formare ossido di tungsteno o reagirà con il carbonio a temperature superiori a 1050 ° C (1925 ° F) per produrre metallo tungsteno.
applicazioni
La principale applicazione di Tungsten da oltre 100 anni è stata il filamento delle lampadine a incandescenza. Drogato con piccole quantità di silicato di potassio e alluminio, la polvere di tungsteno viene sinterizzata ad alta temperatura per produrre il filamento di filo che si trova al centro delle lampadine che illuminano milioni di case intorno al mondo.
Grazie alla capacità del tungsteno di mantenere la sua forma ad alte temperature, i filamenti di tungsteno sono ora utilizzati anche in una varietà di applicazioni domestiche, tra cui lampade, proiettori, elementi riscaldanti in forni elettrici, microonde e raggi X. tubi.
La tolleranza del metallo al calore intenso lo rende ideale anche per termocoppie e contatti elettrici in forni elettrici ad arco e attrezzature per saldatura. Le applicazioni che richiedono una massa concentrata, o peso, come contrappesi, piombi da pesca e freccette usano spesso il tungsteno a causa della sua densità.
Carburo di tungsteno
Il carburo di tungsteno viene prodotto legando un atomo di tungsteno con un singolo atomo di carbonio (rappresentato dal simbolo chimico WC) o due atomi di tungsteno con un singolo atomo di carbonio (W2C). Viene fatto riscaldando la polvere di tungsteno con carbone a temperature comprese tra 1450 ° C e 1600 ° C (da 2550 ° F a 2900 ° F) in un flusso di idrogeno.
Secondo la scala di durezza di Moh (una misura della capacità di un materiale di graffiarne un altro), il carburo di tungsteno ha una durezza di 9,5, solo leggermente inferiore al diamante. Per questo motivo, il tungsteno viene sinterizzato (un processo che richiede la pressatura e il riscaldamento della forma di polvere ad alte temperature) per realizzare prodotti utilizzati nella lavorazione e nel taglio.
Il risultato sono materiali che possono operare in condizioni di alta temperatura e stress, come punte da trapano, utensili per tornio, frese e munizioni perforanti.
Il carburo cementato viene prodotto usando una combinazione di carburo di tungsteno e cobalto polvere. Viene anche utilizzato per produrre strumenti resistenti all'usura, come quelli utilizzati nell'industria mineraria. La macchina noiosa che veniva utilizzata per scavare il tunnel sotto la Manica che collegava la Gran Bretagna all'Europa era infatti dotata di quasi 100 punte in metallo duro.
Leghe di tungsteno
Il metallo tungsteno può essere combinato con altri metalli per aumentarne la forza e la resistenza all'usura e corrosione. Acciaioleghe spesso contengono tungsteno per queste proprietà benefiche. Stell utilizzato in applicazioni ad alta velocità, quelle utilizzate negli strumenti di taglio e lavorazione come le lame della sega, contengono circa il 18% di tungsteno.
Le leghe di acciaio al tungsteno sono utilizzate anche nella produzione di ugelli per motori a razzo, che devono avere elevate proprietà di resistenza al calore. Altre leghe di tungsteno includono la stellite (cobalto, cromo e tungsteno), che viene utilizzata nei cuscinetti e nei pistoni per la sua durata e resistenza all'usura e Hevimet, che viene prodotto sinterizzando una polvere di lega di tungsteno e viene utilizzato in munizioni, botti di dardo e golf club.
Superleghe di cobalto, ferro o nichel, insieme al tungsteno, può essere utilizzato per produrre pale di turbine per aeromobili.