Wolframi – Korkea-Suorituskykyinen Metallurgi ja Lujateollisuuden Tähti?

Wolfram, joka tunnetaan myös nimellä tungsteeni, on yksi mielenkiintoisimmista metalleista jakoperiössä. Tieteelliseltä symbolilla “W” merkittyt atomit sijoittuvat jaksollisen taulukon kuudennen rivin viidenneksi viimeiseksi ja edustavat ominaisuuksiltaan ainutlaatuista metallia.

Wolframin ominaisuuksista puhutaan usein melko kiehtovalla tavalla: se on äärimmäisen kestävä korkeaan lämpötilaan, lujuuttaan ja vaikeutta käsittelyssään verrataan lähes supervoimiin metallurgiassa.

Kun puhutaan wolframin ominaisuuksista, on tärkeää nostaa esiin sen hämmästyttävä kestävyys korkeissa lämpötiloissa. Wolfram sulaa vasta 3422 celsiusasteessa, mikä tekee siitä ainoan metallin, joka säilyttää kiinteyden aurinko- ja maapallolämpötiloissa. Tämän ominaisuuden ansiosta wolframia käytetään laajasti lentokoneiden moottoreissa ja rakettien suuttimissa, joissa lämpötilan kestävyys on kriittisen tärkeää.

Wolframin Mekaaninen Kestävyys ja Kemiallinen Inertiisyys:

Wolfram ei ole vain lähes mahdotonta sulattaa, vaan se on myös erittäin luja materiaali. Brinnellin kovuusasteella mitattuna wolfram sijoittuu 240–250 välille, mikä tekee siitä yhdeksi kovimmista metalleista.

Lisäksi wolframi on kemiallisesti inertti materiaali ja kestää hyvin korroosiota. Se reagoi harvoin muiden aineiden kanssa, mikä tekee siitä erittäin luotettavan materiaalin erilaisissa kemiallisissa olosuhteissa.

Wolframialle Kokeilut ja Tuotanto:

Wolframia ei löydy luonnosta puhtaana muodossa. Se esiintyy mineraaleina, kuten volframiitissa, scheelitissa ja ferberitissa, joita on louhittava maasta. Mineraalien jalostusprosessi on monimutkainen ja vaatii useita vaiheita:

1. Eritiminen: Ensin mineraali erotetaan muista kivistä mekaanisilla menetelmillä (esimerkiksi murskaus ja flotaatio).

2. Kemiallinen käsittely: Seuraavassa vaiheessa mineraali käsitellään kemiallisesti, jotta wolframi voidaan saostaa puhtaampana aineena.

3. Pelkistys: Lopuksi wolfram yhdistetään muihin aineisiin (esimerkiksi hiileksi) ja kuumennetaan korkeissa lämpötiloissa, jolloin syntyy puhdasta wolframia metallimuodossa.

Wolframin tuotantoprosessi on työläs ja kallista, mikä selittää sen korkeaa hintaa markkinoilla.

Wolfram Yhdisteet ja Niiden Käyttötarkoitukset
Wolframioksidi (WO3)	Katalyytti kemiallisissa reaktioissa, pigmentti maaleissa ja lasitteissa
Volframihappo (H2WO4)	Metallurgian kemialliset prosessit, tekstiilien käsittely, puun värittäminen
Natriumtungstaatti (Na2WO4)	Röntgen- ja gamma-säteilydetektori

Wolframin Käyttökohteet:

Wolframilla on monia sovelluksia eri teollisuudenaloissa:

• Lentokoneiden ja rakettien teknologia: Wolframia käytetään moottorien osien, suuttimien ja muiden komponenttien valmistukseen, jotka altistuvat korkeille lämpötiloille.

• Sähkötekniikka: Wolframilla on korkea sulamispiste ja hyvä johtavuus, joten sitä käytetään hehkulampun langassa, elektroniikkakomponenteissa ja kiinteiden oksidipolttoaineiden soluissa (SOFC).

• Työkalut ja leikkuuvälineet: Wolframin kovuus tekee siitä ihanteellisen materiaalin työstökoneiden kärkiin ja leikkaaviin työkaluihin.

• Meditsiininen teknologia: Wolframia käytetään röntgenkuvien absorptiossa ja gamma-säteilyn havaitsemiseen.

Tutkimus ja Kehitys:

Tieteen alalla wolframilla on vahva asema. Sen ominaisuudet tekevät siitä mielenkiintoisen materiaalin tutkimuksiin, joissa testataan uusia teknologioita. Esimerkiksi:

• Ydinfuusio: Wolframia tutkitaan potentiaaliseksi materiaaliksi ydinfusioreaktorien rakentamiseen sen korkean lämpötilan kestävyyden ja kemiallisen inerttiyden vuoksi.
• Nanoteknologia: Nanokoottu wolframi on osoittanut lupaavia ominaisuuksia katalyyttinä ja energiatalteen ottajana.

Wolfram on todellakin mielenkiintoinen materiaali, jolla on ainutlaatuiset ominaisuudet ja laaja kirjo sovellusmahdollisuuksia. Sen korkea sulamispiste, lujuus ja kemiallinen inerttius tekevät siitä arvokkaalta aineesta monissa eri teollisuudenaloissa.

Wolframin tutkimus jatkuu ja todennäköisesti tulevaisuudessa löydämme uusia ja innovatiivisia tapoja hyödyntää sen ominaisuuksia.

Huom! Tässä artikkelissa on kuvattu wolframia yleisellä tasolla.