Tungsten: ลักษณะเด่นของโลหะหนักที่ทนทานสูงในการเชื่อมและขึ้นรูป!

Tungsten: ลักษณะเด่นของโลหะหนักที่ทนทานสูงในการเชื่อมและขึ้นรูป!

tungsten นับเป็นโลหะหายากที่พบได้ตามธรรมชาติในแร่ Wolfram ซึ่งคำว่า “Wolfram” เองนั้นมาจากภาษาสวีเดนเก่าที่แปลว่า “หินหอล์ว” เนื่องจากว่ามันยากที่จะหลอมละลาย

tungsten นั้นเป็นโลหะที่มีความหนาแน่นสูงที่สุดในบรรดาโลหะทั้งหมด โดยมีมวลอะตอม 183.84 u และจุดหลอมเหลวที่สูงมากถึง 3,422 °C (6,192 °F) ซึ่งถือว่าสูงกว่าโลหะอื่นๆอย่างเห็นได้ชัด

ความแข็งแรงและความทนทานต่อความร้อนของ tungsten ทำให้มันเป็นวัสดุที่มีประโยชน์อย่างยิ่งในอุตสาหกรรมที่หลากหลาย ตัวอย่างเช่น:

  • filament ในหลอดไฟ tungsten ถูกนำมาใช้ในการผลิต filament ของหลอดไฟ incandescent เนื่องจากความสามารถในการทนต่ออุณหภูมิสูงได้โดยไม่ละลาย

  • อิเล็กโทรดสำหรับการเชื่อมโลหะ tungsten ถือเป็นวัสดุที่นิยมใช้ในอิเล็กโทรดสำหรับการเชื่อม TIG (Tungsten Inert Gas) เนื่องจากมันสามารถคงรูปร่างไว้ได้แม้ถูกเผาไหม้ด้วยความร้อนสูง

  • เครื่องมือตัดและขึ้นรูป tungsten ถูกนำมาใช้ในการผลิตเครื่องมือตัดและขึ้นรูป เช่น สว่าน, คัตเตอร์ และแม่พิมพ์ เนื่องจากความแข็งแรง และความทนทานต่อการสึกหรอ

การผลิต Tungsten: จากแร่Wolframถึงโลหะบริสุทธิ์

กระบวนการผลิต tungsten เริ่มต้นด้วยการขุดแร่ Wolfram ซึ่งมักพบในรูปของ scheelite (CaWO4) หรือ wolframite ((Fe, Mn) WO4) จากนั้นแร่จะถูกนำมาผ่านกระบวนการต่างๆ เพื่อแยก tungsten ออก

  1. การสกัด: แร่ Wolfram จะถูกบดเป็นผงละเอียดแล้วนำไปผ่านกระบวนการทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกเพื่อละลาย Tungsten ออกมา

  2. การตกตะกอน: โซลูชันที่ได้จากขั้นตอนการสกัดจะถูกนำมาผ่านกระบวนการตกตะกอนเพื่อแยก tungsten ออกจากสารอื่นๆ

  3. การกลั่น: Tungsten ที่ได้จากการตกตะกอนจะถูกนำมาเผาไหม้ในอากาศ เพื่อให้เกิด tungsten trioxide (WO3) จากนั้น tungsten trioxide จะถูกนำมา还原ด้วยไฮโดรเจนหรือคาร์บอนที่อุณหภูมิสูงเพื่อสร้าง tungsten

  4. การขึ้นรูป: Tungsten ที่ได้จากกระบวนการ还原จะถูกขึ้นรูปเป็นแท่ง, แผ่น หรือรูปทรงอื่นๆ ตามความต้องการ

คุณสมบัติของ Tungsten:

คุณสมบัติ ค่า
จุดหลอมเหลว 3,422 °C (6,192 °F)
จุดเดือด 5,555 °C (10,031 °F)
ความหนาแน่น 19.25 g/cm³

  • ความแข็งแรง: tungsten เป็นโลหะที่แข็งแรงมาก มีความสามารถในการทนทานต่อแรงกดและแรงดึงสูง

  • ความทนทานต่อความร้อน: tungsten สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้เป็นอย่างดี ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง

  • ความต้านทานการกัดกร่อน: tungsten มีความต้านทานการกัดกร่อนจากสารเคมีต่างๆ ได้ดี

  • ความนำไฟฟ้า: tungsten เป็นโลหะที่สามารถนำไฟฟ้าได้ดี

  • ความนำความร้อน: tungsten เป็นโลหะที่มีความสามารถในการนำความร้อนที่ดี

การใช้งานของ Tungsten:

tungsten มีการใช้งานที่หลากหลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น:

  • อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์: filament ของหลอดไฟ incandescent, อิเล็กโทรดสำหรับการเชื่อม TIG

  • อุตสาหกรรมยานยนต์: ขอบเขตของเครื่องยนต์, เครื่องมือตัดและขึ้นรูป

  • อุตสาหกรรมอาวุธยุทโธปาณ: กระสุนปืน, โซลิดร็อกเก็ต

  • อุตสาหกรรมการแพทย์: Implant ที่มีน้ำหนักเบา

tungsten ยังสามารถผสมกับโลหะอื่นๆ เพื่อสร้างโลหะผสมที่มีคุณสมบัติพิเศษ เช่น:

  • Tungsten Carbide (WC):
    เป็นวัสดุที่แข็งแรงและทนทานต่อการสึกหรอ ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในเครื่องมือตัดและขึ้นรูป

  • Tungsten Alloys: โลหะผสมของ tungsten กับโลหะอื่นๆ เช่น นิกเกิล, โมลิบดีนัม และโคบอลต์ สามารถสร้างวัสดุที่มีความแข็งแรง, ความทนทานต่อความร้อน และความต้านทานการกัดกร่อนสูงขึ้น

ข้อควรระวัง: tungsten มีความเป็นพิษสูง ดังนั้นผู้ที่เกี่ยวข้องกับการผลิตและใช้งาน tungsten ควรปฏิบัติตามมาตรฐานความปลอดภัยในการทำงานอย่างเคร่งครัด

สรุป:

tungsten เป็นโลหะที่มีคุณสมบัติโดดเด่น เช่น ความแข็งแรง, ความทนทานต่อความร้อน และความต้านทานการกัดกร่อน ทำให้มันเป็นวัสดุที่มีประโยชน์อย่างยิ่งในอุตสาหกรรมต่างๆ

การศึกษาดำเนินการวิจัยและพัฒนาเกี่ยวกับ tungsten ยังคงดำเนินต่อไป เพื่อค้นหาการใช้งานใหม่ๆ ของโลหะชนิดนี้

ด้วยคุณสมบัติที่โดดเด่น, tungsten มีแนวโน้มที่จะเป็นวัสดุที่มีความสำคัญอย่างยิ่งในอนาคต.