تاريخ استخدامات التنغستن
يمكن ربط الاكتشافات في مجال استخدام التنغستن بشكل فضفاض بأربعة مجالات: المواد الكيميائية، والصلب والسبائك الفائقة، والخيوط، والكربيدات.
1847: تم استخدام أملاح التنغستن في صناعة القطن الملون وجعل الملابس المستخدمة في المسرح وغيرها مقاومة للحريق.
١٨٥٥: تم اختراع عملية بسمر، مما أتاح إنتاج الفولاذ بكميات كبيرة. وفي الوقت نفسه، بدأ إنتاج فولاذ التنغستن لأول مرة في النمسا.
1895: قام توماس إديسون بفحص قدرة المواد على التألق عند تعرضها للأشعة السينية، ووجد أن تنجستات الكالسيوم هي المادة الأكثر فعالية.
١٩٠٠: عُرض الفولاذ عالي السرعة، وهو مزيج خاص من الفولاذ والتنغستن، في المعرض العالمي بباريس. يحافظ هذا الفولاذ على صلابته في درجات الحرارة العالية، مما يجعله مثاليًا للاستخدام في الأدوات والآلات.
١٩٠٣: كانت خيوط المصابيح والمصابيح الكهربائية أول استخدام للتنغستن، مستفيدةً من درجة انصهاره العالية جدًا وموصليته الكهربائية. المشكلة الوحيدة؟ أظهرت المحاولات الأولى أن التنغستن هشٌّ جدًا بحيث لا يُستخدم على نطاق واسع.
1909: نجح ويليام كوليدج وفريقه في شركة جنرال إلكتريك بالولايات المتحدة في اكتشاف عملية تؤدي إلى إنتاج خيوط التنغستن القابلة للسحب من خلال المعالجة الحرارية المناسبة والعمل الميكانيكي.
1911: تم تسويق عملية كوليدج تجارياً، وفي وقت قصير انتشرت المصابيح الكهربائية المصنوعة من التنغستن في جميع أنحاء العالم والمزودة بأسلاك التنغستن القابلة للطرق.
1913: أدى النقص في الماس الصناعي في ألمانيا خلال الحرب العالمية الثانية إلى دفع الباحثين إلى البحث عن بديل لقوالب الماس، التي تستخدم لسحب الأسلاك.
١٩١٤: «كان بعض الخبراء العسكريين الحلفاء يعتقدون أن ألمانيا ستستنفد ذخيرتها في غضون ستة أشهر. وسرعان ما اكتشف الحلفاء أن ألمانيا تزيد من إنتاجها للذخائر، وأنها تجاوزت إنتاج الحلفاء لفترة من الوقت. ويعود هذا التغيير جزئيًا إلى استخدامها لفولاذ التنغستن عالي السرعة وأدوات القطع التنغستن. ولدهشة البريطانيين المريرة، اكتُشف لاحقًا أن التنغستن المستخدم كان يأتي في معظمه من مناجمهم الكورنوالية في كورنوال.» - من كتاب كيه سي لي "التنغستن" الصادر عام ١٩٤٧.
١٩٢٣: قدّمت شركة ألمانية لمصابيح الكهرباء براءة اختراع لكربيد التنغستن، أو المعدن الصلب. يُصنع هذا المعدن عن طريق "ترسيخ" حبيبات أحادي كربيد التنغستن شديد الصلابة في مصفوفة رابطة من معدن الكوبالت الصلب عن طريق التلبيد في الطور السائل.
غيّرت هذه النتيجة تاريخ التنغستن: مادة تجمع بين القوة والمتانة والصلابة العالية. في الواقع، كربيد التنغستن صلب للغاية، لدرجة أن المادة الطبيعية الوحيدة القادرة على خدشه هي الماس. (يُعد الكربيد أهم استخدام للتنغستن اليوم).
ثلاثينيات القرن العشرين: ظهرت تطبيقات جديدة لمركبات التنغستن في صناعة النفط لمعالجة النفط الخام بالهيدروجين.
1940: بدأ تطوير السبائك الفائقة القائمة على الحديد والنيكل والكوبالت، لتلبية الحاجة إلى مادة يمكنها تحمل درجات الحرارة المذهلة لمحركات الطائرات النفاثة.
١٩٤٢: خلال الحرب العالمية الثانية، كان الألمان أول من استخدم نواة كربيد التنغستن في المقذوفات عالية السرعة الخارقة للدروع. وكانت الدبابات البريطانية تكاد "تذوب" عند إصابتها بهذه المقذوفات.
1945: بلغت مبيعات المصابيح المتوهجة السنوية 795 مليون مصباح سنويًا في الولايات المتحدة.
خمسينيات القرن العشرين: بحلول هذا الوقت، تمت إضافة التنغستن إلى السبائك الفائقة لتحسين أدائها.
ستينيات القرن العشرين: ظهرت محفزات جديدة تحتوي على مركبات التنغستن لمعالجة غازات العادم في صناعة النفط.
1964: أدت التحسينات في كفاءة وإنتاج المصابيح المتوهجة إلى خفض تكلفة توفير كمية معينة من الضوء بعامل ثلاثين، مقارنة بالتكلفة عند تقديم نظام الإضاءة الخاص بإديسون.
عام ٢٠٠٠: في هذه المرحلة، يُسحب حوالي ٢٠ مليار متر من أسلاك المصابيح سنويًا، وهو طول يعادل حوالي ٥٠ ضعف المسافة بين الأرض والقمر. تستهلك الإضاءة ٤٪ و٥٪ من إجمالي إنتاج التنغستن.
التنغستن اليوم
اليوم، أصبح كربيد التنغستن منتشرًا على نطاق واسع للغاية، وتشمل تطبيقاته قطع المعادن، وتصنيع الخشب والبلاستيك والمركبات والسيراميك الناعم، والتشكيل بدون رقائق (ساخن وبارد)، والتعدين، والبناء، وحفر الصخور، والأجزاء الهيكلية، وأجزاء التآكل والمكونات العسكرية.
تُستخدم سبائك فولاذ التنغستن أيضًا في إنتاج فوهات محركات الصواريخ، والتي يجب أن تتمتع بخصائص مقاومة جيدة للحرارة. وتُستخدم السبائك الفائقة المحتوية على التنغستن في شفرات التوربينات والأجزاء والطلاءات المقاومة للتآكل.
ومع ذلك، في الوقت نفسه، انتهى عهد المصابيح المتوهجة بعد 132 عامًا، حيث بدأت في الخروج التدريجي من استخدامها في الولايات المتحدة وكندا.
وقت النشر: ٢٩ يوليو ٢٠٢١
