تنگستن از ترکیباتی است که در ساخت فلزات و قطعات صنعتی نقش مهمی دارد. این فلز ارزشمند را می‌توان به سختی استخراج کرد. در هنگام جمع آوری عناصر تنگستن و انجام آزمایشات مختلف بر روی آن متوجه خواهید شد که این عنصر به صورت کاملا خالص وجود ندارد و برای اینکه بتوان از آن در صنایع مختلف استفاده کرد می‌بایست در فرایندی این عنصر را به خلوص مورد نظر رساند. در این مطلب بیشتر با تنگستن و ویژگی‌های آن آشنا می‌شویم.
تنگستن
تنگستن به عنوان یک فلز بسیار سنگین شناخته می‌شود که به دلیل خواص خود بسیار کاربردی و مفید است. سنگ ولفرامیت یکی از منابع اصلی ذخیره تنگستن است. در واقع در این سنگ می‌توانید مقادیر قابل توجهی از فلز تنگستن را دریافت کنید. دو ویژگی منحصر به فرد و بارز در این فلز، نقطه ذوب و جوش آن است. این فلز از نظر نقطه جوش و نقطه ذوب نسبت به دیگر عناصر در رتبه نخست قرار می‌گیرد. برخی از مهم‌ترین خصوصیات این فلز به شرح زیر هستند.
• تنگستن، فلزی بسیار مقاوم و قوی است
• این فلز نسوز است
• جهت افزایش مقاومت و استحکام انواع فلزات استفاده می‌شود
• بالاترین نقطه ذوب این عنصر ۳۴۲۲ درجه و بالاترین نقطه جوش آن ۵۵۵۵ درجه سانتی گراد است.
• محاسبات و بررسی‌ها نشان داده که این عنصر چگالی نزدیک به چگالی اورانیوم و طلا دارد.
• تنگستن در برابر زنگ زدگی یا خوردگی می‌تواند تا حد زیادی دوام و مقاومت داشته باشد.
• نکته جالب توجهی که در خصوص این عنصر وجود دارد این است که می‌توان مقادیری از آن را در ساختار برخی از باکتری‌ها پیدا کرد.
• اصولا این فلز را می‌توان با رنگ خاکستری روشن در طبیعت مشاهده کرد.
• این فلز از نظر سختی و میزان سنگینی حتی نسبت به فولاد هم برتری دارد. یعنی هم سخت‌تر و هم سنگین‌تر است.
• در صورتی که این فلز را به صورت مستقیم بعد از استخراج از طبیعت مورد استفاده قرار دهید، متوجه خواهید شد که بسیار شکننده و ترد است و برای کار کردن مقاومت کمی دارد. اما بعد از انجام فرایند خالص‌سازی می‌توان به راحتی از آن استفاده کرد.
• بعد از رفع ناخالصی‌ها از تنگستن این محصول در عین حال که سختی اولیه‌اش را دارد منعطف‌تر شده و می‌تواند به راحتی شکل بگیرد.
• بر روی این فلز می‌توان مجموعه‌ای از عملیات را پیاده‌سازی کرد که برخی از مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از: فرایند کشش، تف جوشی، فورجینگ و…
• در صورتی که از تنگستن پودر تهیه کنند، این پودر قابلیت آتش گرفتن پیدا کرده و می‌تواند دچار حریق شود.
تنگستن موارد مصرف متنوع و بیشماری دارد که در بخش بعدی با مهم‌ترین این کاربردها آشنا می‌شویم.
کاربردهای تنگستن
به علت خواص شیمیایی و فیزیکی تنگستن از این فلز در صنایع، استفاده‌های گوناگونی می‌شود. چند نمونه از موارد مصرف این فلز عبارتند از:
• کاربرد در صنعت پزشکی و برای تولید تجهیزات پزشکی همچون ابزار جراحی و…
• کاربرد برای تولید انواع آلیاژهای سنگین صنعتی
• کاربرد در صنایعی که با فشار و دمای بسیار زیاد کار می‌کنند
• تولید کاربید تنگستن که این ترکیب در جایگاه خود بسیار کاربردی است.
• کاربرد برای تولید تجهیزات نظامی از جمله انواع خمپاره نفوذی
• کاربرد به عنوان نوعی کاتالیزور صنعتی
• کاربرد در ساخت و تولید انواع حفاظ
• کاربرد در صنعت جوشکاری و برای ساخت انواع الکترود
• کاربرد در صنعت برق و روشنایی. به عنوان نمونه از تنگستن برای ساخت رشته‌های لامپ استفاده می‌کنند.
• استفاده در صنعت رنگ
• استفاده در صنعت لعاب کاری و سرامیک‌سازی
• ساخت تجهیزات ورزشی
• متالورژی
• تولید سوپرآلیاژها
همانطور که اشاره کردیم از این فلز می‌توان در صنعت ساخت فولاد و انواع آلیاژ فلزی استفاده کرد. آلیاژهایی که به کمک تنگستن ساخته می‌شوند می‌توانند به عنوان نوعی محافظ و پوشش در دیگر فلزات به کار روند. همچنین می‌توان به جای استفاده از سرب در تولید گلوله، از این آلیاژها استفاده کرد. در تجهیزات نظامی یا دریایی به صورت عمده از تنگستن استفاده می‌شود. دلیل این امر مقاومت، سختی و استحکام بیش از حد این فلز است.
آلیاژها و فولادهایی که از این فلز ساخته می‌شوند نسبت به حالت اولیه قدرت و مقاومت بیشتری بدست آورده و می‌توانند در برابر عواملی همچون فشار زیاد یا سایش دوام زیادی داشته باشند. به همین دلیل این آلیاژها که دارای ترکیبات و خواص تنگستن هستند، می‌توانند بهترین گزینه برای ساخت انواع پره و تیغه توربین باشند. اگر کمی درخصوص تنگستن مطالعه داشته باشید متوجه خواهید شد که بین کاربردهای بیشمار آن، مهم‌ترین کاربردی که برای این فلز در نظر گرفته اند، ساخت و تولید کاربید تنگستن است. اما این کاربید تنگستن به چه شکلی تولید می‌شود و در چه مکان‌هایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در صورتی که بتوانید با مهارت کامل مقادیری مساوی از عناصر تنگستن و کربن را باهم مخلوط کنید، می‌توانید به کاربید تنگستن دست پیدا کنید. دقت داشته باشید که این ترکیب می‌بایست در دمایی بین ۱۴۰۰ الی ۲۰۰۰ درجه سانتی گراد به عمل آید. کاربید تنگستن به دو شکل شش وجهی و مکعبی در صنعت وجود دارد. و همانطور که در قسمت‌های قبلی اشاره کردیم جایگاه ارزشمندی در صنایع دارد. صنعت ساخت طلا و جواهر، مصارف پزشکی، معادن، تولید مهمات و ابزار جنگی و همچنین عملیات ماشین کاری از مهم‌ترین موارد مصرف کاربید تنگستن هستند.
برخی از مزایای کاربید تنگستن عبارتند از:
• مقاومت و دوام بسیار بالا در برابر شرایط دمایی مختلف و حرارت زیاد
• مقاومت بسیار زیاد در برابر مواد شیمیایی خورنده همچون اسید
• میزان سختی بسیار بالا
• مقاومت قابل قبول در برابر سایش
• میزان تخلخل بسیار پایین
• مقاومت الکتریکی بسیار پایین
• میزان ارتعاش بسیار پایین
• امکان ترکیب کردن این عنصر با کبالت یا نیکل مذاب شده وجود دارد.
• و دارای نقطه جوش بسیار بالا
علاوه بر تمامی مواردی که به عنوان کابردهای تنگستن به آن‌ها اشاره شد. از این فلز الکترودهای مختلفی نیز تولید می‌شود. الکترودهایی در رنگ‌ها و کاربردهای مختلف. به عنوان نمونه الکترودهای سبز، طلایی، مشکی، سفید، قرمز و آبی که هرکدام در صنایع گوناگون مورد استفاده قرار می‌گیرند و دارای قیمت‌های متفاوتی هستند.
انواع تنگستن
فلز تنگستن یا عنصر تنگستن را می‌توان به دو صورت مشاهده کرد. این گروه‌بندی مربوط به میزان خلوص فلز تنگستن است. در واقع ما دو نوع تنگستن خالص و ناخالص داریم که هرکدام می‌توانند کاربردهای مخصوص به خود را داشته باشند. اما آن دسته‌ای که بیشترین ارزش و کاربرد را در صنایع دارد، تنگستن خالص است. تنگستن خالص به روش‌های نوین و به کمک تجهیزات مخصوصی در کارخانجات، به خلوص موردنظر می‌رسد و در نهایت برای مصرف روانه بازار می‌گردد.
تنگستن خالص
به این تنگستن، تنگستن تک کریستالی نیز می‌گویند. همانطور که اشاره کردیم در کارخانجات با عملیات مخصوصی تنگستن ناخالص را از مواد زائد و ترکیبات نامرغوب جدا کرده و در نهایت آن را خالص می‌کنند. زمانی که این تنگستن به خلوص رسید در عین حفظ سختی خود، می‌تواند به آسانی شکل گرفته و برای مصارف صنعتی آماده شود. این تنگستن، رنگی خاکستری متمایل به آبی دارد.
تنگستن ناخالص
پلی کریستالی نام دیگر این تنگستن است. این تنگستن را می‌توان در طبیعت پیدا کرد. به دلیل وجود ناخالصی‌های موجود در این فلز نمی‌توان آن را به صورت مستقیم مورد استفاده قرار داد. چرا که تنگستن بسیار حساس و شکننده است و در صورت استفاده از آن، شکسته و خرد می‌شود. به دلیل کمبود مقاومت و استحکام در آن، فلز ناخالص را به خلوص می‌رسانند.
خب حال که تا حدودی با تنگستن و خواص آن آشنا شدید، می‌خواهیم بدانیم این فلز خطری برای ما دارد یا نه؟ در بخش پایانی به این مطلب می‌پردازیم.
خطرات ناشی از کار با تنگستن
بعد از بررسی‌ها و تحقیقات بسیار زیادی که در خصوص عناصر موجود روی زمین صورت گرفته است، نتایج نشان دهنده این هستند که تنگستن یکی از کمیاب‌ترین انواع فلز در طبیعت است که پیدا کردن آن نیز کاری بسیار مشکل است. بعد از اینکه تنگستن را از طبیعت پیدا کرده و آن را کاملا خالص می‌کنند، ترکیبات متنوعی می‌توان به وسیله آن تولید کرد. دو نمونه از ترکیبات ارزشمند این فلز، کاربید تنگستن و اکسید تنگستن هستند. در اوایل پیدایش این ترکیبات، اینگونه برداشت می‌شد که تمامی ترکیبات ساخته شده از تنگستن بدون ضرر هستند و در واقع اثرات مخرب یا زیانباری برای طبیعت ندارند.
اما رفته رفته با گذشت زمان و انجام آزمایشات متعدد محققان و دانشمندان به این نتیجه رسیدند که تنگستن و مشتقات آن می‌توانند سمی بوده و برای تمامی موجودات زنده اعم از حیوانات و انسان‌ها آسیب‌زا باشند. یکی از اثرات سوء این ترکیبات که بسیار مورد توجه افراد قرار گرفت، خطر ابتلا به سرطان بود. از این رو به تمامی افرادی که به نوعی با تنگستن و ترکیبات آن سروکار دارند توصیه شده تا حد امکان تمامی نکات ایمنی را رعایت کرده و از تماس مستقیم با این فلز جلوگیری کنند.
موسسات ایمنی و بهداشت جهانی براساس آزمایشاتی که درخصوص خطرات تنگستن انجام شده است، به تمامی تولیدکنندگان و صنعتگران توصیه کرده‌اند که حتما براساس استانداردها با این محصولات کار کنند و در هنگام کار با این فلزات، مجهز به تجهیزات ایمنی شوند. در نهایت می‌بایست به این نکته اشاره کنیم که در خرید تنگستن دقت بسیار زیادی داشته باشید. این محصولات، جزء فلزات و عناصر ارزشمند صنعتی هستند که برای استفاده در صنایع لازم است در بالاترین سطح کیفی و خلوص قرار داشته باشند. از همین رو سعی کنید قبل از ثبت سفارشات خود، حتما از اعتبار و سابقه مجموعه‌های ارائه کننده خدمات اطمینان کافی حاصل کنید.
