“A különböző elemek sűrűsége az őket alkotó atomok méretét tükrözi. Minél lejjebb kerülünk a periódusos rendszerben, annál nagyobbak és nehezebbek az atomok.
“A nehezebb elemekben, mint például a volfrám, több proton és neutron van az atommagban, és több elektron kering az atommag körül” – mondja Newsam. “Ez azt jelenti, hogy egy atom súlya jelentősen megnő, ahogy haladunk lefelé a periódusos rendszerben.”
Hirdetés
A gyakorlatban, ha az egyik kezünkben egy darab volfrámot tartanánk, a másikban pedig ugyanannyi ezüstöt vagy vasat, a volfrámot sokkal nehezebbnek éreznénk. Konkrétan a volfrám sűrűsége 19,3 gramm köbcentiméterenként. Az ezüst ehhez képest körülbelül fele olyan sűrű, mint a volfrám (10,5 g/cm3), a vas pedig majdnem egyharmad olyan sűrű (7,9 g/cm3).
A volfrám nagy sűrűsége bizonyos alkalmazásokban előnyös lehet. Sűrűsége és keménysége miatt például gyakran használják páncéltörő lövedékekben. A hadsereg a volfrámot úgynevezett “kinetikus bombázó” fegyverek készítésére is használja, amelyek egy volfrámrudat úgy lőnek ki, mint egy légi faltörő kos, hogy áttörjék a falakat és a tankok páncélzatát.
A hidegháború idején a légierő állítólag kísérletezett egy Thor-projekt nevű ötlettel, amely 6 méteres (20 láb) volfrámrudakból álló köteget dobott volna le a Föld körüli pályáról az ellenséges célpontokra. Ezek az úgynevezett “isteni rudak” egy nukleáris fegyver pusztító erejével csapódtak volna be, de nukleáris csapadék nélkül. Kiderült, hogy a nehéz rudak űrbe rakétázásának költségei megfizethetetlenül drágák voltak.
Csak a gyémánt keményebb a volfrámkarbidnál
A tiszta volfrám nem olyan kemény – kézifűrésszel át lehet vágni -, de amikor a volfrámot kis mennyiségű szénnel kombinálják, volfrámkarbiddá válik, amely az egyik legkeményebb és legkeményebb anyag a Földön.
“Amikor kis mennyiségű szenet vagy más fémet teszünk a volfrámba, az rögzíti a szerkezetet, és megakadályozza, hogy könnyen deformálódjon” – mondja Newsam.
A volfrámkarbid olyan kemény, hogy csak gyémánttal lehet vágni, és a gyémánt még akkor is csak akkor működik, ha a volfrámkarbid nem teljesen kikeményedett. A volfrámkarbid akár háromszor olyan merev, mint az acél, akár 100-szor hosszabb ideig bírja az erősen koptató körülmények között, mint az acél, és az összes kovácsolt fém közül a legnagyobb nyomószilárdsággal rendelkezik, ami azt jelenti, hogy nem horpad be vagy deformálódik, amikor hatalmas erővel összenyomják.
A volfrámkarbid leggyakoribb felhasználási területe – és a bolygón bányászott volfrám nagy részének végső rendeltetése – a speciális szerszámok, különösen a fúrófejek. Bármilyen fém vagy szilárd kőzet vágására szolgáló fúrószárnak ki kell bírnia a büntető súrlódást anélkül, hogy tompulna vagy eltörne. A volfrámkarbidnál csak a gyémántfúrók keményebbek, de ezek sokkal drágábbak is.
A volfrám egyéb menő felhasználási területei
A volfrám keménysége, sűrűsége és hőállósága miatt számos hiánypótló alkalmazáshoz ideális:
- Az elektronmikroszkópok egy speciális, volfrámból készült emitterhegyből lövik ki az elektronok áramát.
- A legtöbb fém és üveg közötti hegesztési varratot volfrámból készítik, mivel a volfrám ugyanolyan gyorsan tágul és húzódik össze, mint a boroszilikát üveg, a legelterjedtebb üvegfajta.
- A hószánpályák tüskéi volfrámötvözetekből készülnek.
- A professzionális minőségű dartsok volfrámból készülnek (a “Wolfram Infinity” 97 százalékban volfrámból áll).
- A golyóstollaknál a tényleges golyó gyakran volfrámkarbidból készül.
- Az ékszeripar volfrámkarbidból készít gyűrűket.
Hirdetés