A História do Tungstênio

Com uma resistência à tração de 1.510 megapascais, agora conhecemos o tungstênio como o metal mais forte que ocorre naturalmente na Terra.

Curiosamente, a maior parte da civilização viveu sem qualquer uso prático do metal. Isso porque o tungstênio não foi oficialmente descoberto até o século 18 – embora, como você verá, ele tenha sido uma pedra no sapato dos metalúrgicos por muitos séculos antes disso.

Dos céus

Como todos os elementos com um número atômico maior do que o ferro, o tungstênio não pode ser criado por fusão nuclear em estrelas como o nosso sol.

Em vez disso, acredita-se que o tungstênio seja formado a partir das explosões de estrelas massivas. Cada explosão de supernova tem tanta energia que esses elementos recém-criados são lançados a velocidades incríveis de 30.000 km / s, ou 10% da velocidade da luz – e é assim que eles se dispersam por todo o universo.

Explosões de supernovas não acontecem com frequência – como resultado, em cada 1.000.000 de gramas da crosta terrestre, existem apenas 1,25 gramas de tungstênio.

Uma História Incomum

Na tabela periódica, o tungstênio é listado sob a letra “W”. Isso porque dois nomes para o mesmo metal surgiram simultaneamente.

‘Volfrâmio’

WOLFRAM: derivado das palavras alemãs WOLF (inglês: lobo) e da palavra alemão médio-alto RAM (inglês: sujeira).

Na Idade Média, os mineiros de estanho na Alemanha reclamaram de um mineral (volframita) que acompanhava o minério de estanho e reduzia a produção de estanho na fundição.

Com uma aparência longa e semelhante a um cabelo, a volframita era considerada um “lobo” que comia a lata. A volframita atormentou os metalúrgicos por muitos séculos, até que o tungstênio foi descoberto e métodos adequados foram desenvolvidos para lidar com o metal pesado.

‘Tungstênio’

TUNGSTEN: derivado das palavras suecas TUNG (inglês: pesado) e STEN (inglês: pedra) devido à sua densidade

Scheelita, o outro minério de tungstênio importante, foi descoberto em uma mina de ferro na Suécia em 1750.

Ela despertou interesse por sua incrível densidade – por isso foi chamada de “pedra pesada”.

A descoberta

O metal foi descoberto pelo nobre espanhol Juan José D´Elhuyar, que eventualmente sintetizou tungstênio a partir de volframita e scheelita – mostrando que ambos eram minerais do mesmo novo elemento.

História dos usos do tungstênio

As descobertas no uso do tungstênio podem ser vagamente ligadas a quatro campos: produtos químicos, aço e superligas, filamentos e carbonetos.

1847: Sais de tungstênio são usados ​​para fazer algodão colorido e para fazer roupas usadas para teatro e outros fins à prova de fogo.

1855: O processo Bessemer é inventado, permitindo a produção em massa de aço. Ao mesmo tempo, os primeiros aços de tungstênio estão sendo feitos na Áustria.

1895: Thomas Edison investigou a capacidade dos materiais de apresentar fluorescência quando expostos a raios X e descobriu que o tungstato de cálcio era a substância mais eficaz.

1900: High Speed ​​Steel, uma mistura especial de aço e tungstênio, é exibido na Exposição Mundial em Paris. Mantém sua dureza em altas temperaturas, perfeita para uso em ferramentas e usinagem.

1903: Filamentos em lâmpadas e lâmpadas foram o primeiro uso de tungstênio que fez uso de seu ponto de fusão extremamente alto e sua condutividade elétrica. O único problema? As primeiras tentativas descobriram que o tungstênio é muito frágil para uso generalizado.

1909: William Coolidge e sua equipe na General Electric os EUA têm sucesso na descoberta de um processo que cria filamentos de tungstênio dúctil por meio de tratamento térmico adequado e trabalho mecânico.

1911: É comercializado o Processo Coolidge e, em pouco tempo, lâmpadas de tungstênio se espalham pelo mundo equipadas com fios de tungstênio dúctil.

1913: A escassez de diamantes industriais na Alemanha durante a Segunda Guerra Mundial leva os pesquisadores a procurar uma alternativa para as matrizes de diamante, que são usadas para trefilar arame.

1914: “Alguns especialistas militares aliados acreditavam que em seis meses a Alemanha ficaria sem munições. Os Aliados logo descobriram que a Alemanha estava aumentando sua fabricação de munições e por um tempo havia excedido a produção dos Aliados. A mudança foi em parte devido ao uso de aço rápido de tungstênio e ferramentas de corte de tungstênio. Para grande espanto dos britânicos, o tungstênio assim usado, foi descoberto mais tarde, vinha em grande parte de suas minas da Cornualha, na Cornualha ”. – Do livro de 1947 de KC Li “TUNGSTEN”

1923: Uma empresa alemã de lâmpadas elétricas submete uma patente para carboneto de tungstênio, ou metal duro. É feito pela “cimentação” de grãos de monocarbeto de tungstênio (WC) muito duros em uma matriz aglutinante de cobalto metálico resistente por sinterização de fase líquida.

O resultado mudou a história do tungstênio: um material que combina alta resistência, tenacidade e alta dureza. Na verdade, o carboneto de tungstênio é tão duro que o único material natural que pode arranhá-lo é um diamante. (O carboneto é o uso mais importante para o tungstênio hoje.)

Década de 1930: Surgiram novas aplicações para compostos de tungstênio na indústria do petróleo para hidrotratamento de óleos crus.

1940: Começa o desenvolvimento de superligas à base de ferro, níquel e cobalto, para preencher a necessidade de um material que possa suportar as incríveis temperaturas dos motores a jato.

1942: Durante a Segunda Guerra Mundial, os alemães foram os primeiros a usar núcleo de carboneto de tungstênio em projéteis perfurantes de blindagem de alta velocidade. Os tanques britânicos praticamente “derreteram” quando atingidos por esses projéteis de carboneto de tungstênio.

1945: As vendas anuais de lâmpadas incandescentes são 795 milhões por ano nos EUA

Década de 1950: a esta altura, o tungstênio está sendo adicionado às superligas para melhorar seu desempenho.

Década de 1960: surgiram novos catalisadores contendo compostos de tungstênio para tratar os gases de exaustão da indústria do petróleo.

1964: As melhorias na eficiência e na produção de lâmpadas incandescentes reduzem o custo de fornecer uma determinada quantidade de luz por um fator de trinta, em comparação com o custo na introdução do sistema de iluminação Edison.

2000: Neste ponto, cerca de 20 bilhões de metros de fio de lâmpada são desenhados a cada ano, um comprimento que corresponde a cerca de 50 vezes a distância entre a Terra e a Lua. A iluminação consome 4% e 5% da produção total de tungstênio.

Tungstênio Hoje

Hoje, o carboneto de tungstênio é extremamente difundido e suas aplicações incluem corte de metal, usinagem de madeira, plásticos, compostos e cerâmica macia, formação sem lascas (quente e fria), mineração, construção, perfuração de rocha, peças estruturais, peças de desgaste e componentes militares .

Ligas de aço de tungstênio também são usadas na produção de bicos de motores de foguete, que devem ter boas propriedades de resistência ao calor. Superligas contendo tungstênio são usadas em lâminas de turbinas e peças e revestimentos resistentes ao desgaste.

No entanto, ao mesmo tempo, o reinado das lâmpadas incandescentes chegou ao fim após 132 anos, quando elas começaram a ser extintas nos Estados Unidos e no Canadá.