היסטוריה של שימושי טונגסטן

היסטוריה של שימושי טונגסטן

ניתן לקשר באופן חופשי תגליות בשימוש בטונגסטן לארבעה תחומים: כימיקלים, פלדה וסגסוגות-על, פילמנטים וקרבידים.

 1847: מלחי טונגסטן משמשים לייצור כותנה צבעונית ולייצור בגדים המשמשים למטרות תיאטרון ומטרות אחרות חסיני אש.

 1855: הומצא תהליך בסמר, המאפשר ייצור המוני של פלדה. במקביל, פלדות הטונגסטן הראשונות מיוצרות באוסטריה.

 1895: תומס אדיסון חקר את יכולתם של חומרים לפלואורסצנטיים בחשיפה לקרני רנטגן, וגילה כי סידן טונגסטט היה החומר היעיל ביותר.

 1900: פלדה מהירה, תערובת מיוחדת של פלדה וטונגסטן, מוצגת בתערוכה העולמית בפריז. היא שומרת על קשיותה בטמפרטורות גבוהות, מושלמת לשימוש בכלים ובעיבוד שבבי.

 1903: חוטי נימה במנורות ובנורות חשמל היו השימוש הראשון בטונגסטן שניצל את נקודת ההיתוך הגבוהה במיוחד שלו ואת המוליכות החשמלית שלו. הבעיה היחידה? ניסיונות מוקדמים מצאו שטונגסטן שביר מדי לשימוש נרחב.

 1909: ויליאם קולידג' וצוותו בג'נרל אלקטריק בארה"ב מצליחים לגלות תהליך ליצירת סיבי טונגסטן רקיעים באמצעות טיפול בחום מתאים ועיבוד מכני.

 1911: תהליך קולידג' הופך למסחרי, ובתוך זמן קצר נורות טונגסטן התפשטו בכל רחבי העולם, מצוידות בחוטי טונגסטן רקיעים.

 1913: מחסור ביהלומים תעשייתיים בגרמניה במהלך מלחמת העולם השנייה הוביל חוקרים לחפש אלטרנטיבה למטבעות יהלומים, המשמשים למתיחת חוט.

 1914: "האמינו כמה מומחים צבאיים של בעלות הברית שבתוך שישה חודשים גרמניה תתרוקן מתחמושת. בעלות הברית גילו במהרה שגרמניה מגבירה את ייצור התחמושת שלה ולזמן מה חרגה מתפוקתן של בעלות הברית. השינוי נבע בחלקו משימושה בפלדת טונגסטן מהירה ובכלי חיתוך טונגסטן. לתדהמתם המרה של הבריטים, התגלה מאוחר יותר שהטונגסטן ששימשה הגיע בעיקר ממכרות קורנוול שלהם." - מתוך ספרו של קיי. סי. לי משנת 1947 "טונגסטן".

 1923: חברת נורות חשמל גרמנית מגישה פטנט על טונגסטן קרביד, או מתכת קשה. הוא מיוצר על ידי "צמנטציה" של גרגירי טונגסטן מונוקרביד (WC) קשים מאוד במטריצת קלסר של מתכת קובלט קשה על ידי סינטור בפאזה נוזלית.

התוצאה שינתה את ההיסטוריה של טונגסטן: חומר המשלב חוזק גבוה, קשיחות וקשיחות גבוהה. למעשה, טונגסטן קרביד הוא כה קשה, שהחומר הטבעי היחיד שיכול לשרוט אותו הוא יהלום. (קרביד הוא השימוש החשוב ביותר לטונגסטן כיום.)

שנות ה-30: צצו יישומים חדשים לתרכובות טונגסטן בתעשיית הנפט לצורך טיפול הידרואלקטרי של נפט גולמי.

 1940: החל פיתוח סגסוגות-על מבוססות ברזל, ניקל וקובלט, כדי למלא את הצורך בחומר שיכול לעמוד בטמפרטורות המדהימות של מנועי סילון.

 1942: במהלך מלחמת העולם השנייה, הגרמנים היו הראשונים להשתמש בליבת טונגסטן קרביד בקליעים חודרים שריון במהירות גבוהה. טנקים בריטיים כמעט "נמסו" כאשר נפגעו מקליעי טונגסטן קרביד אלה.

 1945: המכירות השנתיות של מנורות ליבון בארה"ב עומדות על 795 מיליון דולר בשנה.

 שנות ה-50: בשלב זה, טונגסטן מתווסף לסגסוגות-על כדי לשפר את ביצועיהן.

 שנות ה-60: נולדו זרזים חדשים המכילים תרכובות טונגסטן לטיפול בגזי פליטה בתעשיית הנפט.

 1964: שיפורים ביעילות ובייצור של מנורות ליבון מפחיתים את עלות אספקת כמות נתונה של אור פי שלושים, בהשוואה לעלות בעת הצגת מערכת התאורה של אדיסון.

 2000: בשלב זה, נמשכים מדי שנה כ-20 מיליארד מטרים של חוט מנורה, אורך התואם לכ-50 פעמים המרחק בין כדור הארץ לירח. תאורה צורכת 4% ו-5% מכלל ייצור הטונגסטן.

טונגסטן היום

כיום, טונגסטן קרביד נפוץ ביותר, ויישומיו כוללים חיתוך מתכות, עיבוד שבבי של עץ, פלסטיק, חומרים מרוכבים וקרמיקה רכה, עיצוב ללא שבבים (חם וקר), כרייה, בנייה, קידוח סלעים, חלקים מבניים, חלקי שחיקה ורכיבים צבאיים.

סגסוגות פלדת טונגסטן משמשות גם בייצור חרירי מנועי רקטות, אשר חייבים להיות בעלי תכונות עמידות בחום טובות. סגסוגות-על המכילות טונגסטן משמשות בלהבי טורבינה ובחלקים וציפויים עמידים בפני שחיקה.

עם זאת, במקביל, שלטונה של נורות הליבון הגיע לסיומו לאחר 132 שנים, כאשר הן מתחילות לצאת משימוש בהדרגה בארה"ב ובקנדה.