ประวัติการใช้ทังสเตน

ประวัติการใช้ทังสเตน

การค้นพบการใช้ทังสเตนสามารถเชื่อมโยงอย่างหลวม ๆ กับสี่สาขา ได้แก่ สารเคมี เหล็กและโลหะผสมพิเศษ เส้นใย และคาร์ไบด์

 พ.ศ. 2390: เกลือทังสเตนถูกนำมาใช้ทำผ้าฝ้ายสีและเสื้อผ้าที่ใช้ในการแสดงละครและวัตถุประสงค์อื่นๆ ที่ทนไฟ

 ค.ศ. 1855: มีการประดิษฐ์กระบวนการเบสเซเมอร์ขึ้น ซึ่งทำให้สามารถผลิตเหล็กกล้าได้เป็นจำนวนมาก ขณะเดียวกัน เหล็กกล้าทังสเตนชนิดแรกก็ถูกผลิตขึ้นในออสเตรีย

 พ.ศ. 2438: โทมัส เอดิสัน ศึกษาวิจัยความสามารถในการเรืองแสงของวัสดุเมื่อได้รับรังสีเอกซ์ และพบว่าแคลเซียมทังสเตตเป็นสารที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด

 พ.ศ. 2443: เหล็กกล้าความเร็วสูง ซึ่งเป็นส่วนผสมพิเศษของเหล็กกล้าและทังสเตน ได้รับการจัดแสดงในงานนิทรรศการโลกที่กรุงปารีส เหล็กกล้าชนิดนี้ยังคงความแข็งที่อุณหภูมิสูง เหมาะสำหรับใช้ในเครื่องมือและเครื่องจักร

 ค.ศ. 1903: ไส้หลอดในหลอดไฟและหลอดไฟเป็นการนำทังสเตนมาใช้เป็นครั้งแรก โดยใช้ประโยชน์จากจุดหลอมเหลวที่สูงมากและสภาพนำไฟฟ้า ปัญหาเดียวคืออะไร? ความพยายามในช่วงแรกๆ พบว่าทังสเตนเปราะเกินไปที่จะนำไปใช้อย่างแพร่หลาย

 พ.ศ. 2452: วิลเลียม คูลิดจ์และทีมงานของเขาที่บริษัทเจเนอรัลอิเล็กทริก สหรัฐอเมริกา ประสบความสำเร็จในการค้นพบกระบวนการสร้างเส้นใยทังสเตนเหนียวผ่านการอบด้วยความร้อนที่เหมาะสมและการทำงานเชิงกล

 พ.ศ. 2454: กระบวนการคูลิดจ์ถูกนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์ และในช่วงเวลาสั้นๆ หลอดไฟทังสเตนก็แพร่หลายไปทั่วโลกพร้อมกับลวดทังสเตนเหนียว

 พ.ศ. 2456: การขาดแคลนเพชรสำหรับอุตสาหกรรมในเยอรมนีในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 ทำให้บรรดานักวิจัยต้องมองหาทางเลือกอื่นแทนแม่พิมพ์เพชร ซึ่งใช้ในการดึงลวด

 1914: “ผู้เชี่ยวชาญทางทหารของฝ่ายสัมพันธมิตรบางคนเชื่อว่าภายในหกเดือน เยอรมนีจะหมดกระสุน ในไม่ช้าฝ่ายสัมพันธมิตรก็พบว่าเยอรมนีกำลังเพิ่มการผลิตกระสุน และในช่วงเวลาหนึ่งก็ได้ผลิตกระสุนเกินกว่าที่ฝ่ายสัมพันธมิตรผลิตได้ การเปลี่ยนแปลงนี้ส่วนหนึ่งเป็นผลมาจากการใช้เหล็กกล้าความเร็วสูงทังสเตนและเครื่องมือตัดทังสเตน ต่อมาอังกฤษก็ประหลาดใจอย่างมากเมื่อพบว่าทังสเตนที่ใช้นั้น ส่วนใหญ่มาจากเหมืองในคอร์นวอลล์” – จากหนังสือ “TUNGSTEN” ของ KC Li ในปี 1947

 พ.ศ. 2466: บริษัทผลิตหลอดไฟฟ้าแห่งหนึ่งในเยอรมนียื่นจดสิทธิบัตรทังสเตนคาร์ไบด์ หรือโลหะแข็ง ผลิตโดย "การประสาน" เกรนทังสเตนโมโนคาร์ไบด์ (WC) ที่มีความแข็งมากเข้ากับเมทริกซ์ยึดเกาะของโลหะโคบอลต์เหนียว โดยการเผาผนึกด้วยเฟสของเหลว

ผลลัพธ์ที่ได้เปลี่ยนแปลงประวัติศาสตร์ของทังสเตน: วัสดุที่ผสานความแข็งแกร่ง ความเหนียว และความแข็งสูงเข้าด้วยกัน อันที่จริง ทังสเตนคาร์ไบด์นั้นแข็งมาก วัสดุธรรมชาติชนิดเดียวที่สามารถขีดข่วนได้คือเพชร (คาร์ไบด์เป็นวัสดุที่สำคัญที่สุดสำหรับทังสเตนในปัจจุบัน)

พ.ศ. 2473: มีการนำสารประกอบทังสเตนมาประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมน้ำมันเพื่อใช้ในการไฮโดรทรีตติ้งน้ำมันดิบ

 พ.ศ. 2483: เริ่มมีการพัฒนาซูเปอร์อัลลอยด์ที่ทำจากเหล็ก นิกเกิล และโคบอลต์ เพื่อตอบสนองความต้องการวัสดุที่สามารถทนต่ออุณหภูมิอันสูงลิ่วของเครื่องยนต์ไอพ่นได้

 พ.ศ. 2485: ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 กองทัพเยอรมันเป็นชาติแรกที่ใช้แกนทังสเตนคาร์ไบด์ในกระสุนเจาะเกราะความเร็วสูง รถถังอังกฤษแทบจะ “ละลาย” เมื่อถูกกระสุนทังสเตนคาร์ไบด์เหล่านี้ยิงใส่

 พ.ศ. 2488: ยอดขายหลอดไส้ประจำปีในสหรัฐอเมริกาอยู่ที่ 795 ล้านหลอดต่อปี

 พ.ศ. 2493: ในเวลานี้ ทังสเตนถูกนำมาผสมลงในโลหะผสมพิเศษเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ

 พ.ศ. 2503: มีการเกิดตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดใหม่ที่มีสารประกอบทังสเตนเพื่อบำบัดก๊าซไอเสียในอุตสาหกรรมน้ำมัน

 พ.ศ. 2507: การปรับปรุงประสิทธิภาพและการผลิตหลอดไส้ช่วยลดต้นทุนในการให้แสงสว่างในปริมาณที่กำหนดลงได้ถึงสามสิบเท่า เมื่อเปรียบเทียบกับต้นทุนในตอนเริ่มนำระบบแสงสว่างของเอดิสันมาใช้

 พ.ศ. 2543: ณ จุดนี้ มีการดึงสายไฟโคมไฟประมาณ 2 หมื่นล้านเมตรต่อปี ซึ่งมีความยาวเทียบเท่ากับระยะทางจากโลกถึงดวงจันทร์ประมาณ 50 เท่า แสงสว่างใช้พลังงานทังสเตน 4% และ 5% ของปริมาณทังสเตนที่ผลิตได้ทั้งหมด

ทังสเตนวันนี้

ปัจจุบัน ทังสเตนคาร์ไบด์เป็นที่แพร่หลายอย่างมาก และมีการใช้งาน ได้แก่ การตัดโลหะ การกลึงไม้ พลาสติก วัสดุผสม และเซรามิกอ่อน การขึ้นรูปแบบไร้เศษ (ร้อนและเย็น) การทำเหมือง การก่อสร้าง การเจาะหิน ชิ้นส่วนโครงสร้าง ชิ้นส่วนที่สึกหรอ และส่วนประกอบทางทหาร

โลหะผสมเหล็กทังสเตนยังถูกนำมาใช้ในการผลิตหัวฉีดเครื่องยนต์จรวด ซึ่งต้องมีคุณสมบัติทนความร้อนได้ดี ซูเปอร์อัลลอยที่ประกอบด้วยทังสเตนถูกนำมาใช้ในใบพัดกังหัน ชิ้นส่วน และสารเคลือบที่ทนทานต่อการสึกหรอ

อย่างไรก็ตาม ในเวลาเดียวกัน ยุคสมัยของหลอดไส้ก็สิ้นสุดลงหลังจากผ่านไป 132 ปี โดยเริ่มมีการเลิกใช้หลอดไส้ในสหรัฐอเมริกาและแคนาดา