“La densità dei diversi elementi è un riflesso della dimensione dei loro atomi componenti. Più si scende nella tavola periodica, più gli atomi sono grandi e pesanti.
“Gli elementi più pesanti, come il tungsteno, hanno più protoni e neutroni nel nucleo e più elettroni in orbita attorno al nucleo”, dice Newsam. “Questo significa che il peso di un atomo aumenta significativamente man mano che si scende nella tavola periodica.”
Pubblicità
In termini pratici, se si tiene un pezzo di tungsteno in una mano e si tiene lo stesso volume di argento o ferro nell’altra mano, il tungsteno sembrerà molto più pesante. In particolare, la densità del tungsteno è di 19,3 grammi per centimetro cubo. L’argento, in confronto, è circa la metà della densità del tungsteno (10,5 g/cm3), e il ferro è quasi un terzo della densità (7,9 g/cm3).
Il peso ad alta densità del tungsteno può essere un vantaggio in alcune applicazioni. È spesso usato nei proiettili perforanti, per esempio, per la sua densità e durezza. L’esercito usa il tungsteno anche per fare le cosiddette armi di “bombardamento cinetico” che sparano un’asta di tungsteno come un ariete in volo per sfondare i muri e le corazze dei carri armati.
Durante la guerra fredda, l’Air Force avrebbe sperimentato un’idea chiamata Progetto Thor che avrebbe lanciato un fascio di aste di tungsteno di 20 piedi (6 metri) dall’orbita su obiettivi nemici. Queste cosiddette “aste da Dio” avrebbero impattato con la forza distruttiva di un’arma nucleare, ma senza il fallout nucleare. Si scopre che il costo di lanciare le aste pesanti nello spazio era proibitivo.
Solo i diamanti sono più duri del carburo di tungsteno
Il tungsteno puro non è così duro – si può tagliare con una sega – ma quando il tungsteno è combinato con piccole quantità di carbonio, diventa carburo di tungsteno, una delle sostanze più dure e resistenti sulla Terra.
“Quando si mettono piccole quantità di carbonio o di altri metalli nel tungsteno, si fissa la struttura e si impedisce che si deformi facilmente”, dice Newsam.
Il carburo di tungsteno è così duro che può essere tagliato solo dai diamanti, e anche allora i diamanti funzionano solo se il carburo di tungsteno non è completamente indurito. Il carburo di tungsteno è fino a tre volte più rigido dell’acciaio, può durare fino a 100 volte più a lungo dell’acciaio in condizioni altamente abrasive, e ha la più grande resistenza alla compressione di tutti i metalli forgiati, il che significa che non si ammacca o si deforma quando viene schiacciato con forza tremenda.
L’uso più comune del carburo di tungsteno – e la destinazione finale della maggior parte del tungsteno estratto sul pianeta – sono gli strumenti specializzati, in particolare le punte. Qualsiasi tipo di punta da trapano per tagliare metallo o roccia solida ha bisogno di resistere a livelli punitivi di attrito senza opacizzarsi o rompersi. Solo le punte di diamante sono più dure del carburo di tungsteno, ma sono anche molto più costose.
Altri usi interessanti del tungsteno
La durezza, la densità e la resistenza al calore del tungsteno lo rendono ideale per molte applicazioni di nicchia:
- I microscopi a elettroni sparano un flusso di elettroni da una speciale punta emettitrice fatta di tungsteno.
- La maggior parte delle saldature tra metallo e vetro sono fatte di tungsteno, perché il tungsteno si espande e si contrae alla stessa velocità del vetro borosilicato, il tipo di vetro più comune.
- Le punte delle piste delle motoslitte sono fatte di leghe di tungsteno.
- Le freccette professionali sono fatte di tungsteno (la “Wolfram Infinity” è al 97% tungsteno).
- Nelle penne a sfera, la palla vera e propria è spesso fatta di carburo di tungsteno.
- L’industria dei gioielli fa anelli di carburo di tungsteno.
Pubblicità