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A densidade dos diferentes elementos é um reflexo do tamanho dos seus átomos componentes. Quanto mais baixo você chegar na tabela periódica, maiores e mais pesados os átomos.
“Os elementos mais pesados, como o tungstênio, têm mais prótons e nêutrons no núcleo e mais elétrons em órbita ao redor do núcleo”, diz Newsam. “Isso significa que o peso de um átomo sobe significativamente à medida que você desce na tabela periódica”
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Em termos práticos, se você segurasse um pedaço de tungstênio em uma mão e segurasse o mesmo volume de prata ou ferro na outra mão, o tungstênio se sentiria muito mais pesado. Especificamente, a densidade do tungstênio é de 19,3 gramas por centímetro cúbico. A prata, em comparação, é cerca de metade tão densa quanto o tungstênio (10,5 g/cm3), e o ferro é quase um terço tão denso (7,9 g/cm3).
O peso de alta densidade do tungstênio pode ser uma vantagem em certas aplicações. É muitas vezes utilizado em balas perfurantes de armadura, por exemplo, pela sua densidade e dureza. Os militares também usam tungstênio para fazer as chamadas armas de “bombardeio cinético” que atiram uma haste de tungstênio como um aríete aéreo para esmagar paredes e blindagem de tanques.
Durante a Guerra Fria, a Força Aérea supostamente experimentou uma idéia chamada Projeto Thor que teria lançado um feixe de hastes de tungstênio de 20 pés (6 metros) da órbita para alvos inimigos. Essas chamadas “varas de Deus” teriam tido impacto com a força destrutiva de uma arma nuclear, mas sem a queda de armas nucleares. Acontece que o custo de lançar as hastes pesadas no espaço foi proibitivamente caro.
Apenas os diamantes são mais duros que o carboneto de tungstênio
Tungstênio puro não é tão duro – você pode cortar através dele com uma serra manual – mas quando o tungstênio é combinado com pequenas quantidades de carbono, ele se torna carboneto de tungstênio, uma das substâncias mais duras e resistentes da Terra.
“Quando você coloca pequenas quantidades de carbono ou outros metais no tungstênio, ele fixa a estrutura e evita que ele seja facilmente deformado”, diz Newsam.
Carboneto de tungstênio é tão duro que só pode ser cortado por diamantes, e mesmo assim, os diamantes só funcionam se o carboneto de tungstênio não estiver totalmente curado. O carboneto de tungstênio é até três vezes mais rígido que o aço, pode durar até 100 vezes mais que o aço sob condições altamente abrasivas, e tem a maior resistência à compressão de todos os metais forjados, o que significa que não se amolgará ou deformará quando espremido sob uma força tremenda.
O uso mais comum do carboneto de tungstênio – e o destino final da maior parte do tungstênio minado no planeta – são ferramentas especializadas, particularmente brocas de perfuração. Qualquer tipo de broca para cortar metal ou rocha sólida precisa resistir a níveis punitivos de fricção, sem entorpecer ou quebrar. Apenas as brocas diamantadas são mais duras que o carboneto de tungstênio, mas também são muito mais caras.
Outros usos frios para tungstênio
A dureza, densidade e resistência ao calor do tungstênio o tornam ideal para muitas aplicações de nicho:
- Microscópios eletrônicos disparam um fluxo de elétrons de uma ponta emissora especial feita de tungstênio.
- A maioria das soldaduras entre metal e vidro são feitas de tungsténio, porque o tungsténio expande-se e contrai-se à mesma velocidade que o vidro borossilicatado, o tipo de vidro mais comum.
- Os picos nas pistas de snowmobile são feitos de ligas de tungstênio.
- Dardos de grau profissional são feitos com tungstênio (o “Wolfram Infinity” é 97% de tungstênio).
- Em canetas esferográficas, a bola real é frequentemente feita de carboneto de tungstênio.
- A indústria de jóias faz anéis de carboneto de tungstênio.
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