Oorsprong en Gebruik
Wolfraam wordt in diverse andere aspecten van ons leven gebruikt. Het wordt bijvoorbeeld niet alleen in de ruimtevaart gebruikt, vanwege zijn hoge smeltpunt en sterkte, maar om dezelfde redenen ook in gewone dingen als gloeilampen. Een van de meest voorkomende toepassingen is wanneer wolfraam zich mengt met koolstof, waardoor wolfraamcarbide ontstaat. Wolfraamcarbide wordt onder meer gebruikt voor boorijzers. Vanwege zijn hardheid, een wolfraamcarbide boor is ideaal, en goedkoper dan een diamant boor, die zou een van de enige soorten boor bits harder dan een wolfraamcarbide boor.
Whil je hoort de term wolfraam op zichzelf heel vaak, is het belangrijk om te begrijpen dat wolfraam kan niet worden gevonden op zijn eigen. Tungsten wordt altijd gevonden in combinatie met andere elementen, zoals koolstof of ijzer. In feite lenen de bronnen waaruit wolfraam gewoonlijk wordt gewonnen, hun naam aan de identificatie van wolfraam.
Een van de mineralen waaruit wolfraam gewoonlijk wordt gewonnen, wordt wolframiet genoemd. Deze term wordt veel gebruikt in sommige Europese landen en leent zelfs zijn naam aan het chemische symbool van wolfraam, W.
“Wolfraam” zelf ontleent zijn naam aan een Zweeds woord dat werd gebruikt om het mineraal te beschrijven dat nu bekend staat als scheeliet, een mineraal waaruit wolfraam wordt gewonnen. Scheeliet werd vroeger aangeduid als “tung”, wat “zwaar” betekent, en “sten”, wat steen betekent. Tungsten was een “zware steen.” Dit kan, zoals al eerder is gezegd, te maken hebben met de hoge dichtheid van wolfraam.
Tungsten Atomen
Zoals alles in onze wereld is ook wolfraam opgebouwd uit miljoenen microscopisch kleine deeltjes, atomen genaamd. Atomen kunnen alleen worden gezien met gespecialiseerde instrumenten en kunnen niet met het blote oog worden gezien.
Atomen, die hun naam ontlenen aan het Griekse woord “atomos” (losjes vertaald als “ondeelbaar”), bestaan uit neutronen, elektronen en protonen. Elk element bestaat uit atomen, en de atoomsamenstelling (het aantal elektronen protonen en neutronen in elk element bepaalt het vermogen van het element om een verbinding te vormen met elk ander element). Elk atoom bevat alle eigenschappen van zijn element.
De atoommassa van wolfraam is 183. De atoommassa wordt verkregen door het gemiddelde aantal neutronen plus de protonen in de wolfraamisotoop te berekenen. Er zijn vijf verschillende stabiele isotopen van wolfraam met 108, 110, 106, 109, en 112 neutronen. Het gemiddelde van deze isotopen is 109. Als het aantal protonen (74) wordt opgeteld, heeft wolfraam een atoomnummer van 183.
Wolfraam bevat precies 74 protonen in zijn atoomsamenstelling. Dit aantal protonen is uniek voor wolfraam, aangezien geen enkel ander element dit aantal protonen deelt. Daarom heeft wolfraam een atoomnummer of protonnummer van 74. Een atoom heeft evenveel elektronen als protonen. De 74 elektronen in het wolfraamatoom draaien rond de dichte kern van het atoom, die bestaat uit protonen en neutronen. De rol van het elektron in het atoom is om de positieve lading van het proton in evenwicht te brengen. Dit evenwicht van elektronen en protonen maakt het atoom elektrisch neutraal.
Zoals hierboven beschreven, bestaat elk wolfraamatoom in zijn chemische samenstelling uit 74 protonen en 74 elektronen. De protonen van het atoom bevinden zich in de kern van het atoom. De elektronen van het atoom bevinden zich in 6 verschillende lagen rond de kern. De buitenste laag bevat slechts 2 elektronen. De volgende laag bevat 12 elektronen. De volgende of vierde laag vanaf de kern bevat in totaal 32 elektronen. De derde schil bevat 18 elektronen. De tweede elektron vanaf de kern bevat 8 schillen. De binnenste laag bevat 2 elektronen. De samenstelling van de buitenste schil van het wolfraamatoom is wat het wolfraamatoom in staat stelt om veel van zijn verbindingen te vormen.
Tungsten chemische eigenschappen – temperaturen en legering vorming
Tungsten is een zeer dicht metaal, en nog steeds een van de sterkste van alle metalen, het kan ook behoorlijk bros zijn. In feite is het mogelijk om te snijden een stuk van wolfraam met iets zo gewoon als een ijzerzaag. Dit is te wijten aan de verbazingwekkende kwaliteiten die Tungsten possesses.
Met uitzondering van Carbon, Tungsten heeft het hoogste smeltpunt van alle elementen. Smelten betekent wanneer het element begint vloeibaar te worden. Als voorbeeld van het begrijpen van het smeltpunt, wanneer metalen zoals ijzer op hun kookpunt zijn, begint wolfraam nauwelijks te smelten. Dit gebeurt bij 6.152 graden Fahrenheit, of 3.410 graden Celsius. Het smeltpunt van wolfraam komt pas bij 10.220 graden Fahrenheit of 5.660 graden Celsius. Zelfs bij deze extreem hoge temperaturen, wolfraam behoudt zijn kracht en zelfs niet uitzetten zo veel als andere metalen doen wanneer zij worden geconfronteerd met dergelijke hoge temperaturen.
Deze kenmerken maken wolfraam in staat om gemakkelijk te vormen zeer sterke legeringen met andere elementen, zoals ijzer. De legeringsvorming met andere elementen helpt ook voorkomen dat het zo gemakkelijk breekt.