ทังสเตน: โลหะเหนียวแน่นสำหรับการใช้งานในอุณหภูมิสูง!

ทังสเตน (Tungsten) หรือที่เรียกกันว่า “Wolfram” เป็นโลหะทรานซิชันที่มีเลขอะตอม 74 ซึ่งพบได้ในธรรมชาติอย่างหายาก โดยจะอยู่ในรูปแร่ทังสเตไนท์ (scheelite) และเวลไทท์ (wolframite) มันถูกค้นพบครั้งแรกในปี ค.ศ. 1783 และตั้งชื่อตามภาษาสวีเดน “tung sten” ซึ่งหมายถึง “หินหนัก” เนื่องจากมีความหนาแน่นสูงมาก

คุณสมบัติโดดเด่นของทังสเตน

ทังสเตนเป็นโลหะที่มีจุดหลอมเหลวสูงที่สุดในบรรดาโลหะทั้งหมด (3,422 °C) ซึ่งทำให้มันเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในอุณหภูมิสูง ทังสเตนยังมีความแข็งแรงสูงและทนต่อการกัดกร่อนได้ดีมาก นอกจากนี้

• ความหนาแน่น: 19.3 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร (สูงสุดเป็นอันดับที่สองในโลหะ)
• จุดหลอมเหลว: 3,422 °C
• จุดเดือด: 5,555 °C
• ความแข็งแรงเชิงกล: สูงมาก

การประยุกต์ใช้ทังสเตน: หลากหลายและจำเป็น

ทังสเตนมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมที่หลากหลาย เนื่องจากคุณสมบัติพิเศษของมัน นี่คือตัวอย่างของการใช้งานที่โดดเด่น:

1. ขั้วอิเล็กโทรด: ทังสเตนถูกใช้เป็นวัสดุสำหรับทำขั้วไฟฟ้าในหลอดไส้ และหลอดโฟลเรสเซนท์เนื่องจากทนต่ออุณหภูมิสูงและไม่เกิดการออกซิไดซ์ง่าย

2. เครื่องมือตัดและเจาะ: ทังสเตนถูกนำมาใช้ในการผลิตเครื่องมือตัดและเจาะโลหะ เนื่องจากความแข็งแรงสูง ความทนทาน และ khả năng chịuความร้อน

3. อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ: ทังสเตนถูกใช้ในการผลิตชิ้นส่วนของเครื่องบินและยานอวกาศ เช่น เครือข่ายกันความร้อน

4. อุตสาหกรรมโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์: ทังสเตนถูกนำมาใช้ในการควบคุมปฏิกิริยา chain reaction ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

5. วัสดุสำหรับการผลิตเซรามิกและโลหะผสม: ทังสเตนถูกใช้เป็นสารเติมแต่งในการผลิตเซรามิกชนิดพิเศษ เช่น เซรามิกที่ทนความร้อนสูง และโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง

การผลิตทังสเตน: กระบวนการที่ซับซ้อนและต้องใช้เทคโนโลยีขั้นสูง

การผลิตทังสเตนนั้นเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและต้องใช้เทคโนโลยีขั้นสูง เนื่องจากจุดหลอมเหลวของมันสูงมาก กระบวนการนี้มักจะเกี่ยวข้องกับ:

1. การแร่ธาตุ: แร่ทังสเตน (scheelite) และเวลไทท์ (wolframite) ถูกนำมาทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟูริก (H2SO4) เพื่อให้ได้สารละลายของ tungstate

2. การตกตะกอน: สารละลาย tungstate จะถูกเติมด้วยโซเดียมไฮโดรเจนคาร์บอเนต (NaHCO3) เพื่อให้เกิดการตกตะกอนของ tungstic acid (H2WO4)

3. การเผาไหม้: tungstic acid จะถูกเผาที่อุณหภูมิสูงเพื่อให้ได้ tungsten trioxide (WO3)

4. การรีดิวซ์: Tungsten trioxide จะถูกนำมาลดลงเป็น tungsten powder โดยใช้คาร์บอนหรือไฮโดรเจน

5. การหลอมและขึ้นรูป: tungsten powder จะถูกหลอมละลายที่อุณหภูมิสูง จากนั้นขึ้นรูปเป็นชิ้นส่วนตามต้องการ

ทังสเตน: ความสำคัญในยุคปัจจุบันและอนาคต

ทังสเตนมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาเทคโนโลยีที่ทันสมัยในปัจจุบัน และจะมีบทบาทที่สำคัญมากขึ้นในอนาคต โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน

• อุตสาหกรรมพลังงาน: ทังสเตนถูกใช้ในการผลิตส่วนประกอบของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ และเซลล์เชื้อเพลิง

• เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์: ทังสเตนถูกนำมาใช้ในการผลิตชิปรุ่นใหม่ อุปกรณ์ pół dẫn, และแผงวงจร

• การบินและอวกาศ: ทังสเตนจะถูกใช้ในการผลิตยานอวกาศรุ่นต่อไป และส่วนประกอบของเครื่องบินที่ทนต่อความร้อนสูง

สรุปแล้ว ทังสเตนเป็นโลหะที่มีคุณสมบัติพิเศษมากมาย ทำให้มันมีบทบาทสำคัญในหลายอุตสาหกรรม ในอนาคต จะมีการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ๆ เพื่อขยายการประยุกต์ใช้ของทังสเตน