Tungsten veya Volfram Nedir?
Tungsten veya diğer adıyla volfram, atom numarası 74, atom ağırlığı 183,85 olan ve kimyasal simgesi W ile gösterilen (L.wolframium), yoğunluğu 19,3 g/cm³ olan, 3482 °C’de eriyebilen kimyasal bir elementtir. Sağlam fiziksel yapısı ve alaşım olmayan maddeler arasında yüksek erime sıcaklığı olan önemli bir maddedir. Çok sert ve ağır yapısı, çelik gri ya da beyaz renkte geçiş metallerinden biridir. Tungsten, wolframite ve scheelite içeren madenlerde bulunur.
Tungsten Özellikleri
Tungsten oda sıcaklığında katıdır ve bilinen en yüksek erime noktasına ve herhangi bir metalin en düşük buhar basıncına sahiptir. Aynı zamanda bilinen en yüksek çekme mukavemetine sahiptir. Ayrıca, tungstenin mükemmel korozyon direnci nedeniyle asitlerin saldırılarına karşı oldukça dirençlidir.
Element grimsi ila beyaz bir görünüm alır ve diğer tüm metaller gibi tungsten de dövülebilir. Oldukça sünektir ve kolayca bir tel haline getirilebilir. Bununla birlikte, diğer metallerin çoğundan çok daha kolay preslenir.
Tungsten Kullanım Alanları
Saf haliyle bazı elektronik uygulamalarda kullanılır, ancak çoğunlukla bileşik ya da alaşım olarak, diğer metallerin işlenmesi veya madencilik gibi uygulamalarda malzeme dayanımı gerektiren ekipmanlarda, ampullerin lamba tellerinde, X ışını cihazlarında ve uzay teknolojisi yüksek performans alaşımlarında kullanılır.
Ayrıca tungsten maddesi vanadium dioksit ile birleşerek evimizde bulunan güneşin sıcaklığını hissetmemizi azaltan cam içindeki ince filmdir.
Tungsten Kaynakları
Tungsten nadir bulunan bir elementtir. Doğada saf olarak bulunmayan tungsten en fazla şelit (CaWO4), volframit (Fe,Mn) WO4 , hübnerit (MnWO4 ), ferberit (FeWO4) ve stolzit (PbWO4) mineralleri içerisinde bulunur. Günümüzde endüstriyel kullanım için sadece şelit ve volframit minerallerinden elde edilir. Dünyadaki tungsten kaynaklarının yaklaşık üçte ikisi şelit, üçte biri volframit cevheridir. Bu cevherler genellikle eğimli dar damarlarda oluşur bu nedenle daha çok yeraltı işletmesi madenciliği uygulanır. Madencilik sektöründe tungsten cevherinin işletilebilirlik tenörü minimum %0,1 WO3 dür. Zenginleştirme ile cevherin tenörü yükseltilerek sanayide kullanıma uygun hale getirilir. Endüstriyel alanlardaki kullanımı her geçen gün arttığından düşük tenörlü tungsten cevherlerinden de tungsten elde edilebilmesi için çalışmalar yapılmaktadır.
Tungsten yeryüzünde nehir sularının getirdiği maden damarlarında ve maden yataklarında bulunur. Ton başına 1.5 gram oranında kayaçlarda bulunur. En önemli tungsten kaynakları Burma’da bulunur. Üretimi iyi olan bir diğer ülke de Portekiz. Ek olarak, ABD’nin bazı bölgeleri de değerli tungsten kaynaklarına sahiptir. Türkiye’deki en önemli rezervler Bursa Uludağ’da bulunmaktadır.
Tungsten (Volfram) Çeliği Nedir?
Tungsten çeliği, demir elementleri ve tungsten ile yapılan, sıcak ve soğuk dayanıklılığı yüksek bir alaşımdır. Tungsten, çeliği geliştirmek için kullanılan ilk metallerden biriydi. Geniş bir sıcaklık aralığında çeliğe güç katar. Çeliğin erime noktasını arttırır. Tungsten çeliği’nin içinde % 0,1 ile %2,5 oranında tungsten bulunur. Bu çelik tipinin yüksek sıcaklığa olan dayanıma sahip yapısı vardır.
Tungsten çeliği, yüksek sertlik, aşınma direnci, mukavemet ve tokluk, ısı direnci ve korozyon direnci gibi bir dizi mükemmel özelliğe sahiptir. Özellikle, yüksek sertliği ve aşınma direnci, 500 ℃ sıcaklıkta bile sabit kalır ve 1000 ℃’de hala yüksek sertlik vardır. Sert alaşım olarak da bilinen tungsten çeliği, modern endüstrinin dişlileri olarak kabul edilir.
Gerekli özelliklere sahip tungsten çelik malzeme elde etmek için; Tungsten çeliğinin sinterleme işlemi, tozu boş kalıba bastırmak, ardından sinterleme fırınına belirli bir sıcaklığa (sinterleme sıcaklığı) kadar ısıtmak, belirli bir süre (bekleme süresi) tutmak ve sonra soğutmak gerekir.
Kullanım Alanları
20. yüzyılın başlarında teknolojik öneme sahip bir metal olarak çelik üretiminde kullanılmaya başlanmıştır. Yüksek sıcaklıklara dayanıklı oluşu, sertliği ve yoğunluğu, alaşımları güçlendirmesi ile silah endüstrisi için de önemli bir hammadde haline gelmiştir.
Tungsten çeliği oldukça sert, sağlam, yüksek manyetik özellikli ve kolay paslanmayan bir çeliktir. Volframın alüminyumla olan alaşımı hafif ve sert olduğundan otomobil konstrüksiyonlarında geniş çapta istifade edilir. Uzay sanayiinde roket motorlarının bile boğazlarının ve hücum kenarlarının yapımında volframdan faydalanılır.
Volfram erime noktasının çok yüksek olması sebebiyle elektrik ampullerinde ve fırınlarda direnç teli olarak kullanılır.
Matkap uçları gibi kesici aletler sürtünmeden dolayı büyük ısı üretir. Çeliğe % 2 ila %18 arasında değişen miktarlarda (küçük miktarlarda molibden ve vanadyum ile birlikte) eklenen tungsten, metalin gücünü yüksek sıcaklıklarda korur. Yüksek hız çeliği olarak adlandırılan, matkap uçları, freze uçları, testere bıçakları ve diğer aletlerin yapımında kullanılır.
Günümüzde yüksek teknoloji ürünleri, otomotiv, uçak, inşaat ve madencilik, aydınlatma ve spor ekipmanları gibi daha birçok uygulamada kullanılmaktadır.
