Son Haberler

Tungsten (Volfram) Nedir? (Özellikleri, Kullanımı)

-
Eylül 19, 2022
Tungsten (Volfram) Nedir? (Özellikleri, Kullanımı)

Tungsten, her civarda bulunan ampullerin tellerinin yapımında kullanılan metaldir. Fiziksel özellikleri sebebiyle binlerce ürünşan hammaddesidir.

Tungsten Volfram Nedir? Özellikleri, Kullanımı

Tungsten, öbür ismi volfram olan bir metaldir. Fiziksel yapısı ve özellikleri çok sağlam ve dayanıklıdır. Tungstenden üretilmiş filamanlar ampul teli, 1900’lü senelerin başından bu yana dünyada kullanılmaktadır. Ampul telinden füzelere, torna bıçağından takılara kadar çok değişik alan ve ürünlerde tesadüftüğümüz tungsten, ismini pek dinlemesek de her evin azami yerinde odalarımızı aydınlatmaktadır. Tungstenin özelliklerinin çelik ve uranyumla mukayese etilmesi, ne kadar esrarengiz bir metal olduğunu da ortaya koyuyor. Yazımızda tungstenin tarihinden Türkiye’deki rezervlerine kadar birçok balakayı bulabilirsiniz.


Tarihçesi

Tungsten, 1781 senesinde yeni bir element olarak belirlendi ve ilk olarak 1783 senesine izole edildi. 1779 senesinde İsveç’te bulunan bir minerali araştıran Peter Woulfe, yeni bir metal türünü fark etti; ancak bu metali belirleyemedi. 1781 senesinde İsveçli kimyacı Carl Wilhelm Scheele, bu mineraldeki araştırmaları sırasında bir oksit ürünü elde etti. 1783 senesinde ise Jose ve Fausto Elhuyar isimli kardeşler wolframite mineralinden tungsteni yalıttı. Bazı kaynaklarda tungstenin kâşifi olarak Scheele, bazılarında ise Elhuyar kardeşler gösteriliyor.

Tungstenin bulgusundan sonra bazı tarihi büyümeler ise şöyle;

1783 senesinde keşfedilen yeni elemente “volfram” ismi verildi.
1847 senesinde mühendis Robert Oxland, tungstenin metal formunun muhtelif sektörlerde kullanımı için tescil aldı.
1858 senesinde ilk tungsten alaşımı çelikler üretildi.
1904 senesinde ilk tungsten ampulün tescili alındı.
1908 senesinde mucit William D. Coolidge, tungstenin ideal bir filaman ampul direnç teli olabileceğini keşfetti.
1940’lı senelerde tungstenin metal ve kimya sanayilerindeki kullanımı yaygınlaştı.


Fiziksel ve Kimyevi Özellikleri

Tungstenin kimyevi sembolü, bulunduğu mineralin adı sebebiyle “W”dir. Atom numarası 74, atom ağırlığı 183,85, yoğunluğu 19.25’tir. Erime noktası 3422 derece, kaynama noktası 5555 derecedir. Alaşım olmayan metaller arasında erime noktası azami metaldir. Kaynama noktası azami ikinci elementtir. Periyodik cetvelin 6-B grubunda yer alır. Çelik grisi veya beyaz rengindedir. Çok sert ve ağır bir metaldir. Kristal yapısı kübik olan bir geçiş metalidir. Yoğunluğu sudan takribî 20 kat daha fazladır.

Fiziksel özellikleri bakımından molibden ile benzerlik gösterir. Dünyadaki en sert ve sıcaklığa dayanıklı metallerden bkocamandır. Saf tungstenin sertliği birçok çelikderi daha yüksektir; ancak kolayca işlenebilir. Sünektir, tel haline getirilebilir, dövülebilir. Kolay oksitlenmez. Yıpranmaya karşı mukavemeti yüksektir. Isı ve elektriği iyi seviyede iletebilir. Genleşme katrakamı düşüktür. 1650 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda mukavemeti azami metaldir. Geri dönüştürülebilir. Oksijen, asitler ve alkalilere karşı uzun zaman direnç gösterebilir. Hidrojenle 1000 derecede indirgenerek tungsten tozu elde edilir. Tabiattaki izotopik özellik gösteren tek metaldir. Başka Bir Deyişle her doğrultuda aynı özellikleri gösterir.

Tungsten, yerkabuğunda takribî yüzde 0,00011 oranında bulunur. Tabiatta en yaygın wolframite ve scheelite şelit minerallerinde bulunur. Ekonomik olarak kullanılabilen mineraller de bunlardır. Bunun dışında takribî 20 adet tungsten kapsayan mineral bulunur. Natürel tungsten, yarılanma ömürleri çok uzun olan 5 kararlı izotoptan oluşur. Takribî 30 adet de suni radyoizotopu bulunur.

Hangi Alan ve Ürünlerde Kullanılır?

Tungstenin en yaygın kullanımı ampul filamanları ve kesme yıprandırma aletlerinin uçlarıdır. Genellikle alaşım ve bileşik halinde kullanımı yaygındır. En yaygın ve zorlu bileşiği tungsten karbürdür. Tungsten telinin mukavemeti çok yüksektir. Fiziksel dağılınmaya karşı dayanıklıdır. Bu sebeple hemen hemen bütün ampullerin lamba telleri olan filamanlar tungstenden üretilir. Bu özelliği sebebiyle yüksek direnç ve dayanıklılık gerektiren elektrikli fırınların rezistanslarının telleri de tungsten ürünüdür. Saf tungsten, bazı elektronik uygulamalarda kullanılır.

Demir alaşımları ve çeliklerin hazırlanmasında da tungstenin rolü vardır. Otomotiv, uçak, gemi ve iş cihazlarının üretildiği sanayilerde de tungstenin fiziksel özellikleri sebebiyle seçim edildiği birçok ürün ve parça bulunmaktadır. Uzay teknolojisinde yüksek alaşım ürünlerinde kullanılmaktadır. Toz haline getirilen formuna tungsten bronzları ismi verilir ve bu tozlar süsleme uygulamalarında kullanılır. Yüzde 80 oranında tungsten kapsayan demir alaşımı ferrotungsten, ekip çeliklerinin yapımında kullanılır. Tungsten bileşikleri aynı zamanda endüstriyel uygulamalarda katalizör vazifeyi görür. Tungsten disülfür bileşiği, yüksek sıcaklıklarda kuru yağlayıcı olarak kullanılır. Silah ve korunma sanayisinde de tungsten ve alaşımları ehemmiyetli bir hammaddedir. Altına yakın yoğunluğu sebebiyle takı ve mücevherlerde platin ve altına seçenek olarak kullanılabilmektedir. Vanadyum dioksitle tungsten bileşiği, sırçalarda kullanılan güneş filmlerinin hammaddesidir.

Tungsten, alaşımları ve bileşiklerinin kullanıldığı bazı ürünler şunlardır; x ışını makineleri, elektrik kontakların parçaları, ışınım önleyici ekranlar, egzoz subapları kaplamaları, delgi uçları, ısıtıcı direnç telleri, askeri zırhlılar, torna kalemi ve freze gibi kesim aletleri ve uçları, termo iyonik lambalar, röntgen lambaları, öğütücü aletler, takı ve mücevherler, çalgı telleri, roket motorları, elektron tabancası, boyalar, televizyon tüpleri, otomobil distribütörleri, testere bıçakları, diş delme ve kesme aletleri…


Bunları Biliyor Musunuz?

Tungsten, ismini İsveççe, Norveççe ve Danca dillerinde “ağır taş” anlamındaki “tung sten” sözcüğünden almıştır. Ancak bu üç ülkede bu metal için “volfram” sözcüğü kullanılır.
Tungstenin daha evvel kullanılan ismi volframdır ve sembolü “W”dir. Sembolünü, en yaygın bulunduğu “wolframite” mineralinden alır. “Wolframite” sözcüğünün anlamı “kalay likeni”dur.
Tungstenin metal oksit formu, sırçalara koyu mavi rengi verir ve bu sırçalar konutlarda perde gereksinimini ortadan kaldıran uslu pencerelerde kullanılır.
Çok yüksek sertlik derecesi olan tungsten, demir testeresi ile kesilebilir.
Bir askeri analist olan Robert Kelley, tungstenin fiziksel özelliklerinin ehemmiyetini vurgulamak için, “Kurşunlarınızda tungsten kullanırsanız zırhlarınızı tungsten ile tanıştırmak zorundasınız.” demiştir.
Füze gibi kinetik bombardıman silahlarında kullanılan tungstenin tek rakibi radyoaktif element uranyumdur.
Tungsten, biyolojik role sahip en ağır metaldir. Bazı bakteriler, karboksilik asidi aldehitlere indirgemek için bir enzimde tungsten kullanır.


Hangi Ülkelerde Rezervi Bulunur?

Dünyadaki toplam tungsten rezervinin 5 milyon ton etrafında olduğu hipotez edilmektedir. İşletilebilir rezerv ise takribî 2 milyon tondur. Dünyadaki mevcut rezerv takribî 50 sene tungsten gereksinimini karşılayabilecek kapasitededir. Dünyadaki tungsten imali senelik toplam 50 bin ton ortamındadır.

Tungsten rezervi bakımından en zengin ülkeler Çin ve Rusya’dır. Dünya tungsten rezervinin neredeyse yarısı bu iki ülkede bulunur. Çin, dünya tungsten gereksiniminin yüzde 30’unu karşılamaktadır. Öbür tungsten rezervi bulunan ülkeler; Kanada, Kuzey Kore, ABD, Bolivya, Vietnam, Portekiz, Avusturya, Ruanda, İspanya, Brezilya, Avustralya, Peru, Brundi ve Myanmar’dır. En fazla tungsten harcayan ülkeler ise ABD, İngiltere, Fransa, Almanya ve İsveç’tir.

Türkiye’de ilk tungsten madeni 1945 senesinde Söğüt-Dudaş antimuan yatağında bulunmuştur. Ancak bazı kaynaklarda 1910’lu senelerde Türkiye’den Almanya’ya tungsten konsantresi ihraç edildiği balakası yer almaktadır. Türkiye’deki en ehemmiyetli tungsten yatakları Bursa Uludağ ve Keban bölgelerinde bulunmaktadır. Uludağ’daki tungsten yaradılışları, dünyadaki tungsten rezervinin yüzde 4’nama tekabül eder. Bunun dışında Türkiye’de; Çanakkale Çakıroba, Hamdibey, Niğde Gümüşler, Yozgat Akdağmadeni ile birlikte takribî 30 değişik tungsten yatağı bulunmaktadır.

Tungsten madenleri bulunduğu halde Türkiye’de tungsten madenciliği ve imali yapılmamaktadır. Bu sebeple tungsten ürünleri ithal edilmektedir. En fazla ferrotungsten alaşımı ithal edilmektedir.