”Erilaisten alkuaineiden tiheys kuvastaa niiden sisältämien atomien kokoa. Mitä alemmas jaksollisessa järjestelmässä mennään, sitä suuremmat ja raskaammat atomit ovat.
”Raskaammissa alkuaineissa, kuten volframissa, on enemmän protoneja ja neutroneja ytimessä ja enemmän elektroneja kiertoradalla ytimen ympärillä”, Newsam sanoo. ”Tämä tarkoittaa, että yhden atomin paino nousee merkittävästi jaksollisessa järjestelmässä alaspäin mentäessä.”
mainos
Käytännössä, jos pitäisit toisessa kädessäsi kimpaleen volframia ja toisessa kädessäsi saman verran hopeaa tai rautaa, tuntuisi volframi paljon raskaammalta. Tarkemmin sanottuna volframin tiheys on 19,3 grammaa kuutiosenttimetriä kohden. Vertailun vuoksi hopea on noin puolet tiheämpää kuin volframi (10,5 g/cm3), ja rauta on lähes kolmanneksen tiheämpää (7,9 g/cm3).
Volframin suuri tiheys voi olla etu tietyissä sovelluksissa. Sitä käytetään usein esimerkiksi panssaria läpäisevissä luodeissa sen tiheyden ja kovuuden vuoksi. Armeija käyttää volframia myös niin sanottujen ”kineettisten pommitusaseiden” valmistamiseen, jotka ampuvat volframitangon kuin ilmassa olevan iskupampun murskaamaan seiniä ja panssarivaunujen panssarivaunuja.
Kylmän sodan aikana ilmavoimat väitetysti kokeilivat Project Thor -nimellä kulkevaa ideaa, joka olisi pudottanut kiertoradalta viholliskohteisiin nipun kuuden metrin (20 jalan) pituisia volframitankoja. Nämä niin sanotut ”Jumalan sauvat” olisivat iskeytyneet ydinaseen tuhovoimalla, mutta ilman ydinlaskeumaa. Osoittautui, että raskaiden sauvojen lähettäminen avaruuteen oli liian kallista.
Vain timantit ovat kovempia kuin volframikarbidi
Puhdas volframi ei ole kovin kovaa – sen läpi voi leikata käsisahalla – mutta kun volframi yhdistetään pieniin määriin hiiltä, siitä muodostuu volframikarbidia, joka on yksi kovimmista ja sitkeimmistä aineista maan päällä.
”Kun volframiin lisätään pieniä määriä hiiltä tai muita metalleja, se kiinnittää sen rakenteen ja estää sitä muokkautumasta helposti”, Newsam sanoo.
Volframikarbidi on niin kovaa, että sitä voi leikata vain timantilla, ja silloinkin timantit toimivat vain, jos volframikarbidi ei ole täysin kovettunut. Volframikarbidi on jopa kolme kertaa niin jäykkää kuin teräs, se kestää jopa 100 kertaa kauemmin kuin teräs erittäin kuluttavissa olosuhteissa, ja sillä on kaikista taotuista metalleista suurin puristuslujuus, mikä tarkoittaa, että se ei lommoudu tai epämuodostu, kun sitä puristetaan suurella voimalla.
Volframikarbidin yleisin käyttökohde – ja suurin osa planeetan louhitusta volframista päätyy loppusijoituspaikalleen – on erikoistyökalut, erityisesti poranterät. Kaikenlaisten metallin tai kiinteän kiven leikkaamiseen tarkoitettujen poranterien on kestettävä kovaa kitkaa tylsymättä tai rikkoutumatta. Vain timanttiporat ovat kovempia kuin volframikarbidi, mutta ne ovat myös paljon kalliimpia.
Muut volframin hienot käyttökohteet
Volframin kovuus, tiheys ja lämmönkestävyys tekevät siitä ihanteellisen moniin kapea-alaisiin käyttökohteisiin:
- Elektronimikroskoopit laukaisevat elektronivirran erityisestä emitterin kärjestä, joka on valmistettu volframista.
- Useimmat metallin ja lasin väliset hitsaussaumat tehdään volframista, koska volframi laajenee ja supistuu samalla nopeudella kuin borosilikaattilasi, joka on yleisin lasilaji.
- Moottorikelkkareittien piikit valmistetaan volframiseoksista.
- Professional-luokan tikat valmistetaan volframista (”Wolfram Infinity” on 97-prosenttisesti volframia).
- Kuulakärkikynissä varsinainen kuula on usein valmistettu volframikarbidista.
- Koruteollisuus valmistaa sormuksia volframikarbidista.
mainonta