تنگستن(Tungsten) از فلزات واسطه می باشد. اگرچه طبیعت فیزیکی (دمای ذوب بالا، چگالی بالا، فشار بخار پایین و غیره) دلیل اصلی گسترش کاربردهای تنگستن می­ باشد اما خواص شیمیایی آن نیز مهم بوده و یکی از عوامل تعیین­ کننده استفاده آن در محیط­ های مختلف می­ باشد.

نکته قابل توجه این است که این خواص می­ تواند کاملا متضاد هم باشند. به­ عبارت دیگر، تنگستن هم می­ تواند به مانند یک فلز نجیب در برابر بسیاری فلزات و ترکیبات تا دماهای بالا مقاوم باشد که این رفتار قابل مقایسه با بیش­تر سرامیک ها و شیشه­ ها بوده و پایداری خوبی نیز در برابر بسیاری از فلزات مذاب داشته و از سوی دیگر، علاوه بر عناصر و ترکیبات شیمیایی با عوامل بی­شماری واکنش می­ دهد. به عنوان مثال؛ در دمای محیط به شدت مورد هجوم فلوئورین قرار گرفته و در کم­تر از ۱۰۰ درجه سانتی گراد در مخلوط اسید نیتریک- هیدروفلوریک و محلول­های قلیایی حاوی عوامل اکسنده قابل ­حل می­ باشد. 

تنگستن زمانی که در معرض هوا قرار می گیرد، تشکیل یک اکسید محافظ بصورت جذب سطحی اکسیژن می­ دهد. این فلز به­ طور معمول با اکسیژن تلفیق شده و تشکیل اکسید تنگستنWO3 زرد رنگ را می دهد. در هوای آزاد تا دمای ۳۵۰ºC پایدار بوده اما در دماهای بالاتر از ۴۰۰ درجه سانتی گراد شروع به اکسید شدن می ­­نماید. در اثر اکسید شدن پوسته نازکی از اکسید آبی رنگ تنگستن بر سطح تشکیل شده که از اکسیداسیون بیش­تر تنگستن جلوگیری می­کند.

این فلز در حرارت معمولی و در شکل ناخالص شکننده است. برخی از کانی­ های تنگستن خاصیت مغناطیسی دارند. نکته دیگر آن­که در حضور اکسیژن، تنگستن در دمای ۵۰۰ تا ۶۰۰ درجه سانتیگراد می­ سوزد. این عنصر در سرما در حضور اسید پایدار است و در دماهای بالاتر تنها کمی تاثیر می ­پذیرد.

 خواص فیزیکی، مکانیکی و حرارتی تنگستن

 تنگستن بالاترین دمای ذوب را در میان تمام فلزات دارا می­ باشد که تنها از کربن عنصری و مونوکاربیدهای فلزی نیوبیوم، زیرکونیوم، تانتالیوم و هافنیم کم­تر است. در کنار این خصوصیت منحصر به فرد، انرژی پیوندی بسیار بالا خصوصیات شیمیایی ویژه­ ای را نیز برای این عنصر فراهم نموده است. به ­عنوان مثال تنگستن دارای کم­ ترین فشار بخار، کم­ترین تراکم پذیری در میان تمام فلزات است. این عنصر هم­چنین دارای چگالی بسیار بالا، ضریب الاستیسیته بالا، انبساط دمایی پایین و رسانایی دمایی بالا می­ باشد.

اندازه دانه­ ها و ساختمان آن­ها تأثیر شدیدی بر خواص مکانیکی تنگستن می­ گذارد، این فلز در برابر تغییر شکل دادن مقاومت بالایی داشته و همچنین ضریب بالای الاستیسیته و دمای تبلور مجدد بالایی دارد. در میان عناصر تنها رنیوم دارای مقاومت دمایی بیش­تر از تنگستن است.

تنگستن در میان تمامی فلزات تقریبا بالاترین چگالی را دارد

منابع تنگستن

کانی­ های تنگستن در سنگ های آذرین، دگرگونی و رسوبی یافت می شوند. اغلب ذخایر اقتصادی تنگستن جهان در دوره های مزوزوئیک و سنوزوئیک در طول فازهای کوهزایی آلپی بوجود آمده ­اند.

کانسارهای تنگستن جنوب شرقی چین که بزرگ­ترین ذخایر تنگستن دنیا را تشکیل می دهند، متعلق به مزوزوئیک می باشند. هم­چنین کانسارهای تنگستن در کره‌ جنوبی و تایلند به این زمان تعلق دارند. مهم­ترین و بزرگ­ترین ذخایر تنگستن در جنوب شرق چین، جمهوری کره، قزاقستان، شمال قفقاز، اروپای مرکزی، کانادا و شرق استرالیا قرار دارند.

کانی شناسی تنگستن بسیار ساده است. تنگستن به­ صورت خالص در طبیعت یافت نمی­ شود و تنها به­ صورت ترکیبی در بیست کانی یافت می شود که اکثر آنها کمیاب هستند. فقطشیلیت و سه کانی گروه ولفرامیت اهمیت بیش­تری دارند. از این بیست کانی، یازده کانی اولیه و بقیه محدود به نواحی هوازده می شوند. نام و فرمول شیمیایی کانیهای مهم تجاری این گروه در جدول ذیل آورده شده‌ است.

به استثنای تنگستنیت، همه کانی­ها تنگستات هستند که از میان آن­ها تنها گروه شیلیت و ولفرامیت از اهمیت صنعتی برخوردارند.

به­ طور کلی سنگ­های معدن تنگستن را می­ توان به دو گروه تقسیم کرد: سنگ­ های مهم از نظر اقتصادی و سنگ­ های پایین رتبه. گروه اول شامل ولفرامیت، هیوبنریت، فربریت و شیلیت می­ باشد که از فراوانی و خلوص کافی برخور دارند و اکتشاف و استخراج آن­ها اقتصادی است. گروه دوم به ­دلیل مقادیر کم، خلوص کم و کمیاب بودن اهمیت کم­تری دارند

کاربرد تنگستن و آلیاژهای آن به ۱۳ دسته اصلی تقسیم می­ شود:

1. صنعت روشنایی
2. صنعت الکترونیک
3. تکنولوژی دما بالا
4. جوشکاری
5.  مهندسی پزشکی، تشعشع و تولید پرتو ایکس
6. نظامی
7. متالورژی
8. فولادهای آلیاژی 
9. سوپر آلیاژها
10. کاربید تنگستن
11. فلزات سنگین (هوی­ متال­ها)
12. آشکارسازها
13.  ورزشی

سایر کاربردها

• نقطه ذوب زیاد تنگستن موجب شده در کاربردهای فضایی و مواردی مانند جوشکاری ، تفتیدن و کاربردهای الکتریکی که دما زیاد است، مورد استفاده قرار گیرد.
• استحکام و خصوصیات چگالی تنگستن آنرا برای ساخت آلیاژهای فلزسنگین که در تسلیحات ، گرماگیرها (heat sinks) و مصارف چگالی زیاد از قبیل وزنه و پارسنگها مناسب کرده است.
• فولاد  بکار رفته در وسایل پر سرعت (Hastelloy , Stellite) اغلب با تنگستن آلیاژ شده‌اند که این نوع  فولاد  حاوی ۱۸% تنگستن می‌باشند.
• آلیاژهای دیرگداز که دارای این فلز هستند، در پوشش و قسمتهای تیغه توربین ، ابزار فولادی و آلیاژ پوششی مقاوم بکار می‌روند.
• آلیاژها بعنوان جایگزین  سرب  در گلوله مورد استفاده قرار می‌گیرند.
• ترکیبات شیمیایی تنگستن در کاتالیزورها ، رنگدانه‌های غیرآلی و روان کننده‌های پر حرارت دی‌سولفید تنگستن که تا ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد مقاوم هستند، کاربرد دارند.
• چون انبساط حرارتی این عنصر شبیه شیشه بوروسیلیکات است، از آن در ساخت glass-to-metal seals بهره می‌برند.
• اکسیدهای آن درلعاب کاری سرامیک کاربرد دارد.
• اسید تنگستیت منیزیم / کلسیم در لامپهای فلورسنت کاربرد زیادی دارند.
• از این فلز همچنین در اهداف اشعه X ، عناصر گدازنده برای کوره های الکتریکی استفاده می‌شود.
• نمکهای حاوی تنگستن در صنایع شیمیایی و دباغی بکار می‌روند.
• برنزهای تنگستن ( علت نام آنها رنگ اکسید تنگستن می باشد ) به همراه ترکیبات دیگر در رنگها کاربرد دارند.

بیشتر ...آخرین رویدادها

بیشتر ...محصولات