„Die Dichte der verschiedenen Elemente spiegelt die Größe der einzelnen Atome wider. Je weiter unten man im Periodensystem steht, desto größer und schwerer sind die Atome.
„Die schwereren Elemente, wie Wolfram, haben mehr Protonen und Neutronen im Kern und mehr Elektronen in der Umlaufbahn um den Kern“, sagt Newsam. „
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Praktisch ausgedrückt: Wenn man ein Stück Wolfram in der einen Hand und die gleiche Menge Silber oder Eisen in der anderen Hand hält, fühlt sich das Wolfram viel schwerer an. Die Dichte von Wolfram beträgt nämlich 19,3 Gramm pro Kubikzentimeter. Im Vergleich dazu ist Silber etwa halb so dicht wie Wolfram (10,5 g/cm3), und Eisen ist fast ein Drittel so dicht (7,9 g/cm3).
Die hohe Dichte von Wolfram kann bei bestimmten Anwendungen von Vorteil sein. So wird es wegen seiner Dichte und Härte häufig in panzerbrechenden Geschossen verwendet. Das Militär verwendet Wolfram auch zur Herstellung so genannter „kinetischer Bombardierungswaffen“, die einen Wolframstab wie einen Rammbock aus der Luft abschießen, um Wände und Panzerungen zu durchschlagen.
Während des Kalten Krieges experimentierte die Air Force angeblich mit einer Idee namens Projekt Thor, bei der ein Bündel von 6 m langen Wolframstäben aus der Umlaufbahn auf feindliche Ziele abgeworfen worden wäre. Diese so genannten „Stäbe von Gott“ hätten mit der Zerstörungskraft einer Atomwaffe eingeschlagen, allerdings ohne den nuklearen Fallout. Es stellte sich heraus, dass die Kosten für den Flug der schweren Stäbe ins All unerschwinglich waren.
Nur Diamanten sind härter als Wolframkarbid
Reines Wolfram ist nicht sehr hart – man kann es mit einer Handsäge durchschneiden – aber wenn Wolfram mit kleinen Mengen Kohlenstoff kombiniert wird, wird es zu Wolframkarbid, einer der härtesten und zähesten Substanzen der Erde.
„Wenn man kleine Mengen Kohlenstoff oder andere Metalle in Wolfram einbringt, wird die Struktur fixiert und verhindert, dass es sich leicht verformt“, sagt Newsam.
Wolframkarbid ist so hart, dass es nur mit Diamanten geschnitten werden kann, und selbst dann funktionieren Diamanten nur, wenn das Wolframkarbid nicht vollständig ausgehärtet ist. Wolframcarbid ist bis zu dreimal so steif wie Stahl, hält unter stark abrasiven Bedingungen bis zu 100-mal länger als Stahl und hat die höchste Druckfestigkeit aller geschmiedeten Metalle, was bedeutet, dass es sich nicht verbeult oder verformt, wenn es mit enormer Kraft zusammengedrückt wird.
Die häufigste Verwendung für Wolframcarbid – und der endgültige Bestimmungsort des meisten abgebauten Wolframs auf der Erde – sind Spezialwerkzeuge, insbesondere Bohrer. Jede Art von Bohrer zum Schneiden von Metall oder festem Gestein muss extremen Reibungen standhalten, ohne stumpf zu werden oder zu brechen. Nur Diamantbohrer sind härter als Wolframkarbid, aber sie sind auch viel teurer.
Weitere coole Anwendungen für Wolfram
Die Härte, Dichte und Hitzebeständigkeit von Wolfram machen es ideal für viele Nischenanwendungen:
- Elektronenmikroskope schießen einen Strom von Elektronen aus einer speziellen Emitterspitze aus Wolfram.
- Die meisten Schweißnähte zwischen Metall und Glas werden aus Wolfram hergestellt, weil sich Wolfram im gleichen Maße ausdehnt und zusammenzieht wie Borosilikatglas, die häufigste Glasart.
- Die Spikes auf Schneemobilspuren werden aus Wolframlegierungen hergestellt.
- Professionelle Darts werden aus Wolfram hergestellt (der „Wolfram Infinity“ besteht zu 97 Prozent aus Wolfram).
- In Kugelschreibern wird die eigentliche Kugel oft aus Wolframkarbid hergestellt.
- Die Schmuckindustrie stellt Ringe aus Wolframkarbid her.
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