Wolfram

Wolfram ist sehr spröde und aufgrund der schwachen Korngrenzen in seiner polykristallinen Form schwer zu bearbeiten. Um das Element biegsamer zu machen, kann einkristallines Wolfram verwendet werden, das das Ziehen, Schmieden und Extrudieren des Materials erleichtert.

Die zwei kristallographischen Formen, in denen Wolfram existiert, sind α und β. Die α-Form ist körperzentriert kubisch und die stabilere der beiden. Es ist ein niedriger Supraleiter, der einen Widerstand von genau null gegen elektrische Ströme und das Ausstoßen von Magnetfeldern zeigt, sobald er seine „kritische Temperatur“ unterschreitet. Die β-Form von Wolfram ist eine metastabile Struktur, die eher in säulenförmigen Körnern als in den isometrischen Körnern der α-Form vorliegt. Dadurch kann das Element geschmeidiger sein. Die β-Phase existiert in einer kristallographischen Struktur, die als A15-Kubik bezeichnet wird.

Durch Vermischen der beiden unterschiedlichen kristallographischen Formen von Wolfram (α und β) wird die supraleitende Übergangstemperatur TC über die der stabilen α-Form erhöht. Das Legieren von Wolfram mit anderen Metallen kann auch zu einer Erhöhung der supraleitenden Übergangstemperatur führen, wodurch solche Legierungen in supraleitenden Schaltkreisen bei niedrigen Temperaturen nützlich sind.

Wolfram hat die Fähigkeit, seine Festigkeit bei hohen Temperaturen aufrechtzuerhalten. Es ist inert gegenüber Sauerstoff, Säuren und Laugen und hat eine sehr hohe Dichte (19,3 Gramm pro Kubikzentimeter). Es hat den niedrigsten Dampfdruck, die höchste Zugfestigkeit und den niedrigsten Ausdehnungskoeffizienten aller reinen Metalle.

Es gibt verschiedene Anwendungen für Wolfram, die seine Schlüsseleigenschaften nutzen. Die Hauptanwendung ist die Verwendung in Filamenten; von Ihrer normalen Haushaltsglühbirne bis hin zu Filamenten in Röntgenröhren und Elektronenmikroskopen. Wolfram ist die ideale Materialwahl für das Filament, da es das höchste Schmelzen, den niedrigsten Dampfdruck, den niedrigsten Wärmeausdehnungskoeffizienten, die höchste Zugfestigkeit aller Metalle und die Fähigkeit aufweist, diese Festigkeit bei hohen Temperaturen aufrechtzuerhalten.

Die hohe Dichte und Härte von Wolfram macht es auch für militärische Anwendungen wie Raketentriebwerksdüsen nützlich. Die hohe Desnität von Wolfram macht es auch zu einer guten Wahl, um Schilde gegen Gammastrahlung zu erzeugen.