Wolfram - Tungsten


Wolfram - Tungsten

Các vật thể được thiết kế để tác động lên mọi thchẳng hạn như: đầu bút bi, phi tiêu hay thậm chí mũi của tàu ngầm tên lửa hạt nhân Polaris, đều được làm bằng hợp kim của wolfram.



Nguyên tố bí ẩn

Một số khoáng vật chứa wolfram được biết như ferberite (FeWO4), scheelite (CaWO4) và wolframite ([Fe, Mn]WO4). Trên thế giới sản lượng wolfram khai thác được vào khoảng 74.000 tấn mỗi năm. Trong đó gần 90% sản lượng do Trung Quốc sản xuất.

Wolfram từng suýt được phát hiện trong một vài trường hợp. Năm 1761, nhà hóa học người Đức Johann Gottlob Lehmann đã phân tích một khoáng chất gọi là tungsten (tiếng Thụy Điển là đá nặng) mà không nhận ra rằng nó có chứa một kim loại mới. Câu chuyện này cũng xảy ra đối với nhà hóa học người Ireland Peter Woulfe. Ông đã kiểm tra nó vào năm 1779 và nhận ra rằng nó có chứa một kim loại mới, nhưng ông cũng không đưa ra thông tin gì thêm. Năm 1781, nhà hóa học người Thụy Điển, ông Wilhelm Scheele đã thành công khi phân lập được một oxit trắng có tính axit từ quặng.



Năm 1783, hai anh em người Tây Ban Nha, Juan Jose Elhuyar và Fausto Elhuyar, đã tiến hành khử oxit mới này bằng cách đốt nóng nó nhờ than củi để chuyển thành kim loại. Fausto muốn gọi nguyên tố mới này là wolfram trong khi Juan lại thích cái tên tungsten hơn. Tungsten đã trở thành cái tên được ưa chuộng ở Anh và Pháp còn ở Đức, Tây Ban Nha hay Ý mọi người gọi nó là wolfram.

Wolfram thường thu được dưới dạng bột màu xám xỉn, rất khó nóng chảy. Kim loại wolfram nguyên chất dễ dàng được gia công: có thể cắt bằng cưa và rất dễ uốn dẻo (một gam kim loại có thể được kéo thành sợi mảnh dài 400 m).

Cứng rắn và linh hoạt

Wolfram đóng vai trò quan trọng trong vũ khí chiến tranh. Vào cuối chiến tranh thế giới thứ nhất, nhu cầu sử dụng vũ khí đã tăng vọt lên 35.000 tấn mỗi năm. Gần đây, wolfram đang được sử dụng thay cho chì trong chế tạo đạn. Quân đội Hoa Kỳ đặt một cái tên kỳ lạ là “Chiến dịch Đạn dược Xanh” cho sự thay đổi này.

Năm 1864, ông Robert Forester Mushet (người Anh) phát hiện ra rằng khi thêm khoảng 5% wolfram vào thép sẽ tạo ra một hợp kim cứng hơn, mạnh hơn và không bị biến dạng dưới tác động của nhiệt độ cao. Chính vì vậy mà nó đã sớm được sử dụng trong các công cụ máy móc, cho phép máy cắt kim loại hoạt động nhanh và lâu hơn.



Wolfram được sử dụng cho các tiếp điểm điện, hàn hồ quang điện và cho các bộ phận làm nóng trong lò nhiệt độ cao. Thép tốc độ cao chứa khoảng 7% wolfram và được sử dụng làm lưỡi cưa, mũi khoan, khuôn dập và các thiết bị có tác động cao khác. Tuy nhiên, vật liệu có tên cacbua xi măng đang dần thay thế cho những vật liệu trước đây.

Wolfram cacbua

Cacbua xi măng là vật liệu quan trọng nhất của wolfram, có thành phần chính là cacbua vonfram (WC). Nó được tạo ra bằng cách trộn bột wolfram với bột carbon nguyên chất và làm nóng đến 2200°C. Cacbua xi măng được tổng hợp đầu tiên vào năm 1923 bởi Karl Schröter.



Cacbua xi măng là công cụ tuyệt vời để cắt gang và gia công thép. Những cuộc cách mạng năng suất trong nhiều ngành công nghiệp đã diễn ra khi nó được ứng dụng vào những năm 1930, bao gồm các máy khoan nha khoa có mũi bằng wolfram với tốc độ cực cao. Cacbua xi măng hiện chiếm 40% sản lượng vonfram trên thế giới.

Nhẹ và Nặng

Kim loại wolfram đã được dùng để làm dây tóc của bóng đèn sợi đốt kiểu cũ. Vào năm 1903, W.D. Coolidge đã khử oxit wolfram thành kim loại, sau đó định hình thành những thanh mỏng mà ông có thể kéo ra thành dây mảnh, một vật liệu lý tưởng cho dây tóc. Hơn nữa, áp suất hơi của wolfram là thấp nhất trong tất cả các kim loại. Điều này có nghĩa là dây tóc không bay hơi và lưu lại trên các bộ phận mát của bóng đèn.


 Vì wolfram là một kim loại nặng nên đã được sử dụng làm chấn lưu cho các du thuyền, đuôi máy bay và xe đua F1. Quả nặng ở cần câu cá bây giờ được làm từ wolfram thay vì chì như trước đây. Bởi nhiễm độc chì chính là nguyên nhân gây ra cái chết từ từ cho những loài chim không may ăn phải chúng.