”Tätheten hos olika grundämnen är en återspegling av storleken på deras ingående atomer. Ju lägre man kommer i det periodiska systemet, desto större och tyngre atomer.
”De tyngre grundämnena, som t.ex. volfram, har fler protoner och neutroner i kärnan och fler elektroner i omloppsbana runt kärnan”, säger Newsam. ”Det betyder att vikten av en atom ökar avsevärt när man går neråt i det periodiska systemet.”
Reklam
Praktiskt sett, om man håller en bit volfram i ena handen och samma mängd silver eller järn i den andra handen, skulle volframet kännas mycket tyngre. Volfram har en densitet på 19,3 gram per kubikcentimeter. Silver är i jämförelse ungefär hälften så tätt som volfram (10,5 g/cm3), och järn är nästan en tredjedel så tätt (7,9 g/cm3).
Volfstens höga densitet kan vara en fördel i vissa tillämpningar. Det används till exempel ofta i pansarbrytande kulor på grund av sin täthet och hårdhet. Militären använder också volfram för att tillverka så kallade ”kinetiska bombardemangsvapen” som skjuter en stav av volfram som en luftburen slagram för att slå igenom väggar och stridsvagnspansar.
Under det kalla kriget ska flygvapnet ha experimenterat med en idé som kallades Project Thor och som skulle ha släppt en bunt 6 meter långa volframstavar från en omloppsbana mot fientliga mål. Dessa så kallade ”stavar från Gud” skulle ha slagit ner med den destruktiva kraften hos ett kärnvapen, men utan det nukleära nedfallet. Det visade sig att kostnaden för att skicka upp de tunga stavarna i rymden var oöverkomligt hög.
Endast diamanter är hårdare än volframkarbid
Ren volfram är inte så hårt – du kan skära igenom det med en handsåg – men när volfram kombineras med små mängder kol blir det volframkarbid, ett av de hårdaste och tuffaste ämnena på jorden.
”När man lägger små mängder kol eller andra metaller i volfram fixerar det strukturen och hindrar den från att lätt deformeras”, säger Newsam.
Volframkarbid är så hårt att det bara kan skäras med diamanter, och även då fungerar diamanter bara om volframkarbiden inte är helt härdad. Volframkarbid är upp till tre gånger så styvt som stål, kan hålla upp till 100 gånger längre än stål under mycket slipande förhållanden och har den största tryckhållfastheten av alla smidda metaller, vilket innebär att den inte bucklas eller deformeras när den pressas under enorma krafter.
Den vanligaste användningen av volframkarbid – och slutdestinationen för det mesta av den utvunna volframen på planeten – är specialverktyg, särskilt borrkronor. Alla typer av borrkronor för att skära metall eller fast berg måste tåla straffande friktionsnivåer utan att bli slöa eller gå sönder. Endast diamantborrar är hårdare än volframkarbid, men de är också mycket dyrare.
Andra coola användningsområden för volfram
Vungstens hårdhet, densitet och värmebeständighet gör den idealisk för många nischtillämpningar:
- Elektronmikroskop skjuter ut en ström av elektroner från en speciell emitterspets gjord av volfram.
- De flesta svetsar mellan metall och glas tillverkas av volfram, eftersom volfram expanderar och drar ihop sig i samma takt som borosilikatglas, den vanligaste sorten glas.
- Piggarna på snöskoterspår är tillverkade av volframlegeringar.
- Pilar av professionell kvalitet tillverkas av volfram (”Wolfram Infinity” består till 97 procent av volfram).
- I kulspetspennor är själva kulan ofta tillverkad av volframkarbid.
- Smyckenindustrin tillverkar ringar av volframkarbid.
Reklam
.