“De dichtheid van verschillende elementen is een weerspiegeling van de grootte van hun samenstellende atomen. Hoe lager je in het periodiek systeem komt, hoe groter en zwaarder de atomen.
“De zwaardere elementen, zoals wolfraam, hebben meer protonen en neutronen in de kern en meer elektronen in een baan rond de kern,” zegt Newsam. “Dat betekent dat het gewicht van een atoom aanzienlijk toeneemt naarmate je lager in het periodiek systeem komt.”
Advertentie
In praktische termen: als je een brok wolfraam in je ene hand zou houden en hetzelfde volume zilver of ijzer in de andere hand, zou het wolfraam een stuk zwaarder aanvoelen. De dichtheid van wolfraam is 19,3 gram per kubieke centimeter. Zilver, in vergelijking, is ongeveer de helft zo dicht als wolfraam (10,5 g/cm3), en ijzer is bijna een derde zo dicht (7,9 g/cm3).
Tungsten’s hoge dichtheid heft kan een voordeel zijn in bepaalde toepassingen. Het wordt vaak gebruikt in armor-piercing kogels, bijvoorbeeld, voor zijn dichtheid en hardheid. Het leger gebruikt ook wolfraam te maken zogenaamde “kinetische bombardement” wapens die een staaf van wolfraam schieten als een airborne stormram te breken door muren en tank armor.
Tijdens de Koude Oorlog, de luchtmacht naar verluidt geëxperimenteerd met een idee genaamd Project Thor die zou hebben laten vallen een bundel van 20-voet (6-meter) wolfraam staven uit een baan om de aarde op vijandelijke doelen. Deze zogenaamde “staven van God” zouden een inslag hebben gehad met de vernietigende kracht van een kernwapen, maar zonder de nucleaire fall-out. Het bleek dat de kosten om de zware staven de ruimte in te schieten onbetaalbaar waren.
Alleen diamant is harder dan wolfraamcarbide
Puur wolfraam is niet zo hard – je kunt er met een handzaag doorheen zagen – maar wanneer wolfraam wordt gecombineerd met kleine hoeveelheden koolstof, wordt het wolfraamcarbide, een van de hardste en taaiste stoffen op aarde.
“Wanneer je kleine hoeveelheden koolstof of andere metalen in wolfraam stopt, fixeert het de structuur en voorkomt het dat het gemakkelijk wordt vervormd,” zegt Newsam.
Wolfraamcarbide is zo hard dat het alleen door diamanten kan worden gesneden, en zelfs dan werken diamanten alleen als het wolfraamcarbide niet volledig is uitgehard. Wolfraamcarbide is tot drie keer zo rigide als staal, kan duren tot 100 keer langer dan staal onder zeer schurende omstandigheden, en heeft de grootste druksterkte van alle gesmede metalen, wat betekent dat het zal niet deuken of vervormen wanneer geperst onder enorme force.
Het meest voorkomende gebruik voor wolfraamcarbide – en de uiteindelijke bestemming van de meeste van de gedolven wolfraam op de planeet – is gespecialiseerde gereedschappen, met name boor bits. Om het even welk soort boor voor het snijden van metaal of stevige rots moet straf niveaus van wrijving weerstaan zonder het afbreken of het breken. Alleen diamantboren zijn harder dan wolfraamcarbide, maar zij zijn ook veel duurder.
Andere Koele Toepassingen voor Wolfram
De hardheid, de dichtheid en de hittebestendigheid van Wolfram maken het voor heel wat nichetoepassingen ideaal:
- Elektronenmicroscopen schieten een stroom van elektronen uit een speciale emitteruiteinde dat van wolfram wordt gemaakt.
- De meeste lassen tussen metaal en glas zijn gemaakt van wolfraam, omdat wolfraam zet uit en krimpt in hetzelfde tempo als borosilicaatglas, de meest voorkomende soort glas.
- De spikes op sneeuwscooter tracks zijn gemaakt van wolfraam legeringen.
- Professionele-grade darts zijn gemaakt met wolfraam (de “Wolfram Infinity” is 97 procent wolfraam).
- In balpennen wordt de eigenlijke bal vaak gemaakt van wolfraamcarbide.
- De sieradenindustrie maakt ringen van wolfraamcarbide.
Advertentie