تنگستن یکی از فلزات بسیار ویژه و حیاتی در صنایع مدرن است، فلزی که تقریباً در هیچ صنعت پیشرفتهای نمیتوان از آن چشم پوشید. از ابزارهای برش و حفاری تا کاربردهای هوافضا و الکترونیک، تنگستن نقش اساسی دارد. اما واقعاً تنگستن چیست و چه ویژگیهایی دارد که آن را به یک ماده کلیدی تبدیل کرده است؟ خرید تنگستن برای بسیاری از صنایع فولادی، الکترونیکی و یا ساخت تجهیزات جوشکاری یه امر حیاتی است.
تنگستن چیست؟
تنگستن عنصری فلزی با عدد اتمی ۷۴ و نماد شیمیایی W است. در طبیعت، تنگستن معمولاً به صورت آزاد یافت نمیشود؛ بلکه در ترکیب با سایر عناصر، به صورت کانیهایی مانند ولفرامیت و شیلیت حضور دارد. نام “تنگستن” از واژه سوئدی tung sten به معنی «سنگ سنگین» برگرفته شده است، چرا که چگالی آن بسیار بالا است. بخش بزرگی از قیمت فلزات بر اساس کمیاب بودن و تقاضای بازار تعیین میشود. فروش تنگستن به دلیل وجود تقاضای زیاد در صنایع مختلف و همچنین کمیاب بودن این فلز، یک کار پر سود است.
در مروری بر تاریخچه، نخستین معرفی ترکیب حاوی تنگستن به شکل اسید تنگستیک به سال ۱۷۸۱ برمیگردد، در سال ۱۷۸۳ برادران Juan José و Fausto Elhuyar موفق شدند با احیای اسید حاوی عناصر تنگستن، فلز تنگستن را استخراج کنند.
پس میتوان گفت تنگستن یک فلز واسطه، دیرگداز، بسیار متراکم و مقاوم است که به صورت ترکیبی در کانیها یافت میشود و استخراج آن معمولاً از مشتقات اکسید صورت میگیرد.
خواص تنگستن چیست؟
خواص یک عنصر را میتوان از سه بعد فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی مورد برسی قرار داد. خواص فیزیکی به بیان مواردی مثل چگالی، دمای ذوب، دمای جوش، ضریب انبساط حرارتی، الاستیسیته و… میپردازد. خواص شیمیایی، تمایل ترکیب شدن عنصر با دیگر عناصر مخصوصا اکسیژن را توضیح می دهد. تاثیر دما و فشار بر میزان ترکیب پذیری میتواند بسیار مهم باشد. خواص مکانیکی به میزان تحمل فشار، کشش، سایش، شکنندگی و… میپردازد. به طور کلی دانستن این خواص، در هنگام خرید فلزات رنگین اهمیت خیلی زیادی دارند. د در این بخش، به تفصیل به خصوصیات تنگستن از هر سه بعد خواهیم پرداخت، از مشخصات فیزیکی تا رفتار شیمیایی و خواص مکانیکی.
خواص فیزیکی تنگستن
تنگستن از نظر خواص فیزیکی یکی از بیرقیبترین فلزات مهندسی است. چگالی بسیار بالای آن، که در دمای محیط حدود ۱۹٫۲۵ گرم بر سانتیمتر مکعب اندازهگیری شده، این فلز را در زمره فلزات فوقسنگین قرار میدهد. چنین چگالی بالایی نه تنها باعث استحکام و مقاومت مکانیکی چشمگیر آن میشود، بلکه در صنایع ابزارسازی و تولید انواع فولاد های آلیاژی نیز ارزش ویژهای ایجاد میکند. از طرفی نقطه ذوب و نقطه جوش این فلز بهقدری بالاست که حتی در شرایط کاری بسیار شدید نیز ساختار خود را حفظ میکند.
نقطه ذوب تنگستن حدود ۳۴۱۴ درجه سانتیگراد و نقطه جوش آن بیش از ۵۵۰۰ درجه سانتیگراد گزارش شده است. این ویژگیها سبب شده تنگستن در کاربردهای دمای بالا مانند المنتهای حرارتی، کورهها و صنایع هوافضا جایگاهی منحصربهفرد داشته باشد. ترکیب تنگستن با همتای آلیاژی خود یعنی مولیبدن، میتواند منجر به تولید فولاد های آلیاژی بسیار مهمی شود. از همین رو خرید مولیبدن عموما با تنگستن همراه است.
یکی دیگر از ویژگیهای برجسته تنگستن، مدول الاستیسیته یا همان سفتی ذاتی آن است که در برخی منابع تا ۴۰۰ گیگاپاسکال اعلام شده است. این خاصیت موجب میشود تنگستن در برابر تغییر شکلهای الاستیک مقاومت چشمگیری داشته باشد. همچنین ضریب انبساط حرارتی این فلز بسیار پایین است، به همین دلیل حتی در هنگام افزایش شدید دما تغییر ابعادی بسیار کمی پیدا میکند؛ موضوعی که در طراحی قطعات دقیق و حساس اهمیت فراوانی دارد. از سوی دیگر رسانایی گرمایی و الکتریکی تنگستن نسبتاً خوب است؛ اگرچه به پای فلزاتی مانند مس نمیرسد، اما در مقایسه با بیشتر فلزات صنعتی عملکرد قابلقبولی دارد.
فشار بخار تنگستن در دماهای معمولی یکی از پایینترینها در میان فلزات است، به همین دلیل میزان تبخیر آن بسیار ناچیز محسوب میشود. این خاصیت باعث میشود در محیطهای خلأ بالا یا دماهای شدید از پایداری بالایی برخوردار باشد. همچنین ساختار دانهای این فلز و نحوه تبلور آن تأثیر مستقیمی بر ویژگیهای مکانیکی دارد؛ بهطوریکه در دماهای بالا بهسختی دچار تبلور مجدد میشود و تغییر شکل پلاستیک آن دشوار است. این رفتار بهویژه در تولید قطعات دقیق، ابزارهای برشی و تجهیزات تحت فشار بالا اهمیت دارد و دلیل اصلی استفاده گسترده تنگستن در صنایع سنگین به شمار میرود.
خواص مکانیکی تنگستن
تنگستن از نظر خواص مکانیکی نیز جزو فلزات فوقالعاده مقاوم محسوب میشود. این فلز سختی بسیار بالایی دارد و یکی از سختترین فلزات خالص به شمار میرود، هرچند سختی آن به اندازه برخی سرامیکها یا کامپوزیتها نیست. نکته مهم این است که مقاومت کششی تنگستن حتی در دماهای بالا نیز حفظ میشود، بهطوریکه توانایی تحمل بارهای سنگین و فشارهای مکانیکی شدید را دارد. این ویژگی، تنگستن را به گزینهای ایدهآل برای کاربردهای صنعتی و تجهیزات صنعتی تحت فشار و دمای بالا تبدیل میکند.
علاوه بر سختی، تنگستن مقاومت قابل توجهی در برابر تغییر شکل پلاستیک دارد. خم کردن یا تغییر شکل دادن این فلز، خصوصاً در حالت پلیکریستالی، دشوار است و همین امر آن را برای استفاده در قطعاتی که تحت بارگذاری مکانیکی شدید قرار دارند مناسب میسازد. چنین ویژگیای باعث میشود تنگستن در ساخت قطعات دقیق، ابزارهای برشی و تجهیزات صنعتی سنگین، عملکرد بسیار پایدار و طولانیمدت داشته باشد. خرید گیربکس های صنعتی ساخته شده با تنگستن انتخاب مطمئن تری برای صنایع است.
با این حال، تنگستن بهعنوان یک فلز سخت و مقاوم، در برخی شرایط میتواند شکننده باشد. چقرمگی آن به عواملی مانند اندازه دانهها و میزان ناخالصیها بستگی دارد و در صورت وجود تنشهای محلی یا دانههای بزرگ، احتمال شکست ترد افزایش مییابد. این ویژگی نشان میدهد که طراحی و فرآوری مناسب برای استفاده صنعتی از تنگستن اهمیت بالایی دارد و باید با دقت بالایی انجام شود تا از شکست ناگهانی جلوگیری شود.
خواص شیمیایی تنگستن
تنگستن در زمینه پایداری در برابر خوردگی نیز یکی از فلزات مقاوم و با دوام محسوب میشود. در دماهای معمولی، این فلز در برابر اکسیداسیون مقاوم است و وقتی در معرض هوا قرار میگیرد، لایهای نازک از اکسید روی سطح آن شکل میگیرد که نقش محافظتی دارد و از خورده شدن فلز جلوگیری میکند. این خاصیت، تنگستن را برای کاربرد در محیطهای صنعتی و شرایط کاری معمول بسیار مناسب میسازد. علاوه بر این، در محلولهای اسیدی معمولی نیز مقاومت نسبی دارد و تنها در مواجهه با اسیدهای بسیار خورنده یا ترکیبات خاص، واکنش نشان میدهد.
به نقل از britannica.com :
Tungsten is rather resistant to attack by acids, except for mixtures of concentrated nitric and hydrofluoric acids, and it can be attacked rapidly by alkaline oxidizing melts, such as fused mixtures of potassium nitrate and sodium hydroxide or sodium peroxide; aqueous alkalies, however, are without effect. It is inert to oxygen at normal temperature but combines with it readily at red heat, to give the trioxides, and is attacked by fluorine at room temperature, to give the hexafluorides.
تنگستن در برابر حمله اسیدها، به جز مخلوطهای غلیظ اسیدهای نیتریک و هیدروفلوئوریک، نسبتاً مقاوم است و میتواند به سرعت توسط مذابهای اکسیدکننده قلیایی، مانند مخلوطهای ذوبشده نیترات پتاسیم و هیدروکسید سدیم یا پراکسید سدیم، مورد حمله قرار گیرد. با این حال، قلیاهای آبی بیاثر هستند. در دمای معمولی نسبت به اکسیژن بیاثر است، اما در دمای بالا به راحتی با آن ترکیب میشود و تریاکسیدها را تولید میکند و در دمای اتاق توسط فلوئور مورد حمله قرار میگیرد و هگزافلوریدها را تولید میکند.
با این حال، در دماهای بالا رفتار تنگستن تغییر میکند و امکان اکسید شدن آن وجود دارد. در این شرایط، تنگستن میتواند با اکسیژن ترکیب شده و اکسیدهای مختلف تنگستن را تولید کند، که بسته به نوع کاربرد ممکن است خواص مفیدی نیز داشته باشد. همچنین در محیطها یا شرایط خاص، عناصری مانند فلور و کلر قادرند با تنگستن واکنش دهند و ترکیبات فلورید یا کلرید تولید کنند. این واکنشها معمولاً در دماهای بالا یا شرایط بسیار فعال شیمیایی رخ میدهند.
تنگستن معمولاً به صورت اکسید +6، مانند WO₃، شناخته میشود. این ترکیبات اکسیدی در صنایع مختلف، بهویژه در تولید کاتالیزورها، سرامیکها و مواد مقاوم به حرارت، کاربرد مهمی دارند. پایداری این اکسیدها و توانایی آنها در تحمل شرایط سخت، نشاندهنده انعطافپذیری بالای تنگستن و ارزش آن در کاربردهای صنعتی پیچیده است.
کاربردهای تنگستن چیست؟
در این بخش به کاربردهای گوناگون تنگستن میپردازیم. هر کاربرد را به صورت یک زیرعنوان (h3) آوردهایم و علت استفاده از تنگستن را در آن مورد بیان میکنیم.
- کاربرد تنگستن در الکترودهای جوشکاری (تیگ و آرگون): در فرآیند جوشکاری تیگ (TIG / GTAW)، الکترودهای غیر مصرفی از تنگستن ساخته میشوند. دلیل استفاده از تنگستن این است که نقطه ذوب آن بسیار بالا است و الکترود دچار ذوب شدن یا تحلیل نمیشود. همچنین توانایی حمل جریان الکتریکی بالا و مقاومت در برابر گرما را دارد. فروش دستگاه جوشکاری عموما با فروش الکترود جوشکاری از جنس تنگستن کاربید همراه است که در ادامه به آن به طور مفصل خواهیم پرداخت.
- کاربرد تنگستن در ابزارهای برش و متهها: به علت سختی بالا، مقاومت به سایش و پایداری در دماهای بالا، تنگستن (عمدتاً به شکل کاربید یا به عنوان جزء آلیاژ) در ابزارهای برش، مته حفاری، ارهها و ابزارهای صنعتی کاربرد فراوان دارد.
- کاربرد تنگستن در سوپر آلیاژها و صنعت هوافضا: تنگستن به عنوان یکی از عناصر مقاوم به گرما در سوپر آلیاژها (الیاژهایی که در دماهای بالا عملکرد مکانیکی بالایی دارند) کاربرد دارد. در اجزای موتورهای جت یا قطعاتی که دمای بسیار بالا را تحمل میکنند، تنگستن یا ترکیبات آن کاربرد دارد.
کاربرد تنگستن در صنایع الکترونیک و نیمههادی
در برخی تجهیزات و قطعات الکترونیکی مثل الکترودهای میکروالکترود، اتصالدهندهها یا عناصر گرمایی در دستگاهها، از تنگستن استفاده میشود. همچنین در صنعت نمایشگرها و میکروچیپها دیده شده است. یکی از قدیمی ترین کاربرد های تنگستن در ابن حوزه، تولید لامپ های رشته ای است که از آن برای ساخت فیللامان استفاده میشد. اولین لامپ هایی که در مقیاس تجاری و صنعتی تولید شدند، از تنگستن برای ساخت آنها استفاده شد که در ادامه بیشتر به آن میپردازیم
کاربرد تنگستن در رشته لامپهای رشتهای (فیلامان)
لامپهای رشتهای کلاسیک از زمان اختراع تاکنون از تنگستن به عنوان ماده رشته استفاده کردهاند. علت آن این است که تنگستن میتواند در دماهای خیلی بالا (چند هزار درجه) تابش نور ایجاد کند، بدون آنکه ذوب شود یا تبخیر سریع داشته باشد. مقاومت گرمایی و نقطه ذوب بالای تنگستن باعث میشود رشته بتواند تا دمای بالا گرم شود و نور مرئی منتشر کند. استفاده از تنگستن در لامپهای اشعه ایکس نیز دیده میشود؛ چراکه توانایی جذب و تابش اشعه در شرایط دمایی بالا را دارد.
آلیاژهای پرکاربرد تنگستن (فولادی و غیر فولادی)
تنگستن به تنهایی در بسیاری از کاربردها قطعی نیست؛ بلکه به صورت آلیاژ با فلزات دیگر ترکیب میشود تا خواص مطلوب (سختی، چقرمگی، مقاومت حرارتی و غیره) بهبود یابد. در ادامه برخی از آلیاژهای مهم تنگستن، هم در حوزه فولادی و هم غیر فولادی، و نسبتها و کاربردهای معمول آنها را بررسی میکنیم.
آلیاژهای تنگستن در فولادها (فولاد آلیاژی تنگستندار)
وجود تنگستن در فولاد آلیاژی باعث افزایش مقاومت به حرارت، استحکام در دماهای بالا، مقاومت به سایش و حفظ سختی در دمای بالا میشود. برای مثال، در آلیاژهای فولاد ابزار (Tool Steel) ممکن است ۱ تا چند درصد وزنی تنگستن افزوده شود تا خواص ابزار مانند عملکرد در دماهای بالا بهبود یابد. نسبت دقیق بسته به نوع فولاد و کاربرد متفاوت است، اما معمولاً در بازههایی نظیر ۱–۱۰٪ وزنی تنگستن در فولادهای ابزار دیده میشود. سازندگان این ابزارها در هنگام خرید فولاد آلیاژی برای خط تولید، میزان تنگستن استفاده شده را با دقت خیلی زیادی طلب میکنند.
آلیاژهای غیر فولادی تنگستن
- تنگستن – تیتانیوم:
ترکیب تنگستن با تیتانیوم در بعضی کاربردهای خاص برای بهبود سختی و مقاومت خزش در دماهای بالا استفاده میشود. - تنگستن – نیکل – آهن:
یکی از آلیاژهای مهم، آلیاژهای متراکم تنگستن-نیکل-آهن هستند که برای وزنهها، موازنهها، سپرهای تشعشع و اجزای کاوشگرها کاربرد دارند. نسبتها میتواند مثلاً ~۹۰٪ تنگستن + ~۷٪ نیکل + ~۳٪ آهن باشد (بسته به الزامات). این آلیاژها چگالی بسیار بالا دارند و در عین حال انعطافپذیری نسبی بهتری نسبت به تنگستن خالص دارند. - تنگستن – کبالت:
یکی از آلیاژهای مهم برای ابزارهای سخت (مثلاً در ساخت کاربید سیمانتی) ترکیب تنگستن با کبالت است، که کبالت به عنوان فاز اتصالدهنده و “بایندر” عمل میکند. این ترکیب موجب افزایش چقرمگی و پایداری مکانیکی آلیاژ میشود. - مس – تنگستن:
در مواردی که نیاز به رسانش حرارتی یا الکتریکی به همراه مقاومت حرارتی داریم، ممکن است ترکیب مس و تنگستن کاربرد داشته باشد. - تنگستن – مولیبدن – نیکل:
در آلیاژهای دما بالا، امکان دارد ترکیبهایی از تنگستن با مولیبدن و نیکل به کار رود تا خواص خزش و مقاومت گرمایی بهبود یابد.
تنگستن کاربید چیست و چگونه تولید میشود؟
واژه کاربید تنگستن (Tungsten Carbide) به ترکیبی گفته میشود که معمولاً با فرمول شیمیاییWC شناخته میشود. کاربید تنگستن یکی از سختترین مواد صنعتی است و به طور گسترده در ابزارهای برش و قطعات سایشی به کار میرود.
تولید کاربید تنگستن فرآیندی پیچیده و مهندسی شده است که چندین روش شناختهشده برای آن وجود دارد. یکی از روشهای اصلی، واکنش مستقیم بین فلز تنگستن و کربن در دماهای بسیار بالا است. در این روش، تنگستن خالص در دمایی بین ۱۴۰۰ تا ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد در حضور کربن قرار میگیرد و به ترکیب WC تبدیل میشود. این واکنش به دلیل دمای بالای مورد نیاز و حساسیت فرآیند به درصد کربن، نیازمند کنترل دقیق شرایط عملیاتی است تا محصولی با خلوص و خواص مکانیکی مناسب حاصل شود.
روش دیگری که معمولاً در صنایع مختلف استفاده میشود، کاهش اکسید تنگستن با حضور گرافیت یا کربن است. در این مسیر ابتدا اکسید تنگستن، مانند WO₃، با گرافیت یا کربن احیا میشود و سپس با کربن ترکیب میگردد تا کاربید تنگستن تولید شود. این روش نسبت به واکنش مستقیم با فلز تنگستن، کنترل بهتری روی ناخالصیها و اندازه ذرات فراهم میکند و در تولید صنعتی پودرهای WC بسیار کاربردی است.
پس از تولید پودر WC، مرحلهای به نام پخت یا سینترینگ انجام میشود. در این فرآیند، پودر تحت فشار و حرارت کنترلشده فشرده میشود تا به شکل قطعات متراکم و با ساختار مطلوب درآید. شرایط دما، فشار، زمان و میزان ناخالصیها باید به دقت کنترل شوند تا قطعات حاصل دارای سختی، چقرمگی و پایداری ابعادی مورد انتظار باشند. این مراحل باعث میشوند کاربید تنگستن نهتنها سخت و مقاوم باشد، بلکه در کاربردهای صنعتی مختلف، از ابزارهای برشی گرفته تا تجهیزات مقاوم در برابر سایش، عملکرد بهینهای ارائه دهد.
کاربردهای تنگستن کاربید
کاربید تنگستن به دلیل سختی بسیار بالا و مقاومت عالی در برابر سایش، یکی از پرکاربردترین مواد در تولید انواع ابزارهای برشی است. این ابزارها شامل متهها، تیغهها و ابزارهای تراشکاری میشوند. نمونههایی از این کاربردها عبارتند از:
- ابزارهای برشی و تراشکاری: کاربید تنگستن در تیغهها، متهها، سرهای برش و ابزارهای تراشکاری کاربرد فراوان دارد. دلیل آن سختی بسیار زیاد، مقاومت عالی به سایش و حفظ لبه برش در دماهای بالا است. با استفاده از کاربید، ابزارها میتوانند عمر عملکردی بسیار بالاتری داشته باشند نسبت به فولاد ابزار عادی.
- قطعات مقاوم به سایش: در قطعاتی که در معرض سایش شدید هستند (مثلاً غلتکها، لاینرها، قطعات کشش سیم، اکسترودرها)، کاربید تنگستن به کار میرود تا دوام و عمر قطعه افزایش یابد.
- قالبهای پرس و قالبهای شکلدهی: قالبهایی که تحت فشار و دمای زیاد کار میکنند، میتوانند از کاربید تنگستن ساخته شوند تا مقاومت حرارتی و عمر قالب افزایش یابد.
- جواهرسازی: کاربید تنگستن به دلیل سختی بالا و مقاومت به خش، در ساخت حلقههای عروسی و زیورآلات مقاوم کاربرد دارد. مزیت آن نسبت به فلزات نرمتر، دوام بیشتر و حفظ ظاهر به مرور زمان است.
- صنایع شیمیایی و کاتالیز: در برخی موارد، کاربید تنگستن در فرایندهای شیمیایی به عنوان بستر یا بخش فعال کاتالیستی مورد استفاده قرار میگیرد، به دلیل پایداری شیمیایی و مقاومت در شرایط خورنده.
- الکترود جوشکاری کاربید: در برخی کاربردهای خاص، الکترودهایی با هسته کاربید تنگستن ساخته میشوند که بتوانند در شرایط سخت کاری مقاومت بیشتری داشته باشند.
معایب تنگستن چیست؟
با وجود مزایای زیاد، تنگستن هم برخی چالشها و معایب دارد. در این بخش به خطرات احتمالی برای انسان و محیط زیست میپردازیم:
خطرات سلامتی
تماس با تنگستن، به ویژه در شکل گرد و غبار یا ترکیبات آن، میتواند عوارض بهداشتی متعددی ایجاد کند. استنشاق گرد و غبار تنگستن یکی از اصلیترین خطرات است؛ ذرات معلق در هوا وارد دستگاه تنفسی شده و میتوانند باعث تحریک ریه، التهاب بافتهای تنفسی و حتی آسیبهای طولانیمدت شوند. این اثرات بیشتر در محیطهای صنعتی و کارگاههایی که پودر تنگستن فرآوری میشود، مشاهده میگردد و اهمیت استفاده از ماسک و تهویه مناسب را دوچندان میکند.
در شرایط خاص و با مواجهه طولانی یا در مقادیر زیاد، ترکیبات تنگستن ممکن است وارد بدن شوند و اثرات سمی داخلی ایجاد کنند. این مواجهه میتواند از طریق بلع، تماس با پوست یا جذب از طریق غشاهای مخاطی رخ دهد و در برخی موارد مشکلاتی در عملکرد کلیه یا کبد ایجاد کند، هرچند مطالعات قطعی و گسترده در این زمینه هنوز محدود است.
برخی پژوهشها نیز ارتباط میان تماس مزمن با ترکیبات تنگستن و احتمال بروز سرطان را مطرح کردهاند، اگرچه شواهد موجود هنوز کاملاً تثبیت نشده و نیازمند تحقیقات بیشتر است. علاوه بر این، تماس مستقیم با پودر یا ترکیبات تنگستن میتواند موجب تحریک پوست و چشم شود. بنابراین رعایت نکات ایمنی و استفاده از تجهیزات حفاظتی در محیطهای کاری که با تنگستن سروکار دارند، از اهمیت ویژهای برخوردار است.
مضرات زیست محیطی
تنگستن و ترکیبات آن میتوانند اثرات زیستمحیطی قابل توجهی داشته باشند، بهویژه زمانی که ضایعات یا پسماندهای آن در خاک یا منابع آب پخش شوند. انتشار این مواد در محیط میتواند منجر به آلوده شدن خاک و آب شود و کیفیت اکوسیستمهای محلی را تحت تأثیر قرار دهد. از آنجا که تنگستن و ترکیباتش دارای پایداری شیمیایی بالایی هستند و بهسختی تجزیه میشوند، ماندگاری طولانیمدت آنها در محیط میتواند مشکلاتی ایجاد کند و اثرات تجمعی بر سیستمهای طبیعی داشته باشد.
تاثیر تنگستن بر موجودات زنده هنوز بهطور کامل شناخته نشده است، اما تحقیقات اولیه نشان میدهد که این فلز ممکن است فعالیت بیولوژیکی خاک را تحت تأثیر قرار دهد و اثراتی بر گیاهان، میکروارگانیسمها و سایر اجزای اکوسیستم داشته باشد. اگرچه تنگستن به شدت برخی فلزات سنگین خطرناک نیست، اما مواجهه با پودر یا ذرات ریز آن در محیطهای صنعتی میتواند مشکلات بهداشتی و زیستمحیطی ایجاد کند. بنابراین رعایت اقدامات ایمنی مانند استفاده از ماسک، هود و تهویه مناسب در محلهای کار با تنگستن ضروری است تا از خطرات احتمالی جلوگیری شود.
تاریخچه کشف و پیدایش تنگستن
برای درک بهتر اهمیت تنگستن، نگاهی به تاریخچه آن ضروری است. در سال ۱۷۸۱، شیمیدان سوئدی کارل ویلهلم شله اسید تنگستیک، که حاوی تنگستن بود، را از کانی شیلیت کشف کرد. دو سال بعد، برادران خوان خوزه و فاوستو الهویار با استفاده از کربن موفق شدند این اسید را احیا کرده و فلز تنگستن را به صورت خالص استخراج کنند. نام «تنگستن» که به معنای سنگ سنگین است، از زبان سوئدی گرفته شده و در منابع اروپایی با نام «ولفرام» نیز شناخته میشود.
با پیشرفت علم متالوژی و فرآوری مواد، روشهای استخراج اکسید تنگستن، احیای فلز و تولید آلیاژها و ترکیبات کاربید تنگستن توسعه یافت. در سال ۱۸۹۳، هانری موسان برای نخستین بار کاربید تنگستن را به شکل صنعتی تولید کرد و این ماده را وارد چرخه کاربردهای صنعتی نمود. در دورههای بعد، استفاده از تنگستن در صنایع الکتریکی، تولید ابزارهای برشی، لامپها و آلیاژهای مقاوم به حرارت گسترش یافت و باعث شد این فلز از یک ماده کمیاب در اواخر قرن هجدهم به یکی از فلزات پایه و استراتژیک در صنایع مدرن تبدیل شود.
معادن و ذخایر تنگستن در ایران
ایران نیز دارای ذخایر تنگستن است و در مواردی معادن شناسایی شدهاند، گرچه صنعت استخراج و فرآوری تنگستن در ایران به طور گسترده توسعه نیافته است.
- یکی از معادن مهم، معدن تنگستن خراسان جنوبی (شهرستان نهبندان) است که ذخیره قطعی آن حدود ۱۷۸٬۲۰۰ تن گزارش شده است.
- در منطقه اشنویه واقع در آذربایجان غربی، معدن تنگستن با مساحتی حدود ۱۳ کیلومتر مربع شناسایی شده است؛ عیار این معدن بین ۰٫۶٪ تا ۰٫۳٪ گزارش شده است.
- در استان سیستان و بلوچستان، اندیس قلع و تنگستن محمدآباد زاهدان وجود دارد که کانی تنگستن و قلع در آن یافت میشود.
- همچنین در استان مرکزی، محدوده ده نو مس و تنگستن گزارش شده است که دارای ذخایر تنگستن است.
- معدن چاه کلپ در استان خراسان جنوبی نیز دارای پروانه بهرهبرداری برای ترکیب مس، تنگستن و روی است.
- در منطقه اراک، کانی شیلیت با عیار حدود ۰٫۳٪ تنگستن وجود دارد؛ مطالعاتی درباره بازیابی تنگستن از این کنسانتره انجام شده است.
اگرچه معادن متعددی شناسایی شدهاند، به دلیل چالشهای فنی، سرمایهگذاری و فرآوری، ایران هنوز نتوانسته به سطح تولید قابل توجهی برای تنگستن دست یابد، بعضی گزارشها اشاره میکنند که ایران برای رفع نیاز صنعت خود هنوز به واردات تنگستن وابسته است. بنابراین، توسعه معادن و فرآوری تنگستن یکی از زمینههایی است که میتواند ارزش افزوده بالا برای صنعت داخلی ایران ایجاد کند.
سخن آخر
اگر شما در حوزه «خرید فلزات رنگین»، «خرید تنگستن»، «خرید فولاد آلیاژی» فعالیت دارید یا قصد توسعه پروژهای مرتبط با تنگستن دارید، این متن میتواند نقطه شروع خوبی باشد. ضمن اینکه با توجه به اهمیت فلزات استراتژیک، سامانههایی مثل سامانه دریچه تجارت میتوانند در زمینه تأمین، بازار و ارتباطات تجاری مرتبط با فلزات اهمیت بسزایی داشته باشند.
سوالات متداول
تنگستن چیست و چرا اهمیت دارد؟
تنگستن یک فلز واسطه با عدد اتمی ۷۴ و نماد W است که به دلیل چگالی بالا، نقطه ذوب بسیار زیاد، سختی و مقاومت حرارتی فوقالعاده، در صنایع کلیدی کاربرد دارد.
تفاوت بین تنگستن خالص و کاربید تنگستن چیست؟
تنگستن خالص یک عنصر فلزی است با خواص قوی، اما سختی آن محدود است؛ کاربید تنگستن ترکیبی از تنگستن و کربن است (WC) که سختی بسیار بالاتر، مقاومت سایش بیشتر و پایداری بهتر در شرایط کاری سخت دارد.
چه معایبی ممکن است تنگستن داشته باشد؟
مهمترین معایب شامل چالشهای کارپذیری، هزینه بالای تولید، خطرات هنگام پردازش پودر (گرد و غبار)، و تأثیرات محیط زیستی احتمالی است.
آیا ایران ظرفیت استخراج و تولید تنگستن دارد؟
بله، معادن و اندیسهایی شناسایی شدهاند (مثل خراسان جنوبی، اشنویه، محمدآباد)، اما فرآوری و تولید صنعتی آن هنوز به سطح قابل توجهی نرسیده است و ایران تا حدی به واردات وابسته است.
متا تایتل: تنگستن چیست؟ تمام خواص و کاربرد ها + تنگستن کاربید
متا دیسکریپشن: تنگستن چیست؟ کاربید تنگستن چیست؟ یکی از سخت ترین فلزات جهان که در ساخت آلیاژ های فولادی و ساخت تجهیزات جوشکاری بسیار اهمیت دارد
