ประวัติการใช้งานทังสเตน

ประวัติการใช้งานทังสเตน

การค้นพบเกี่ยวกับการใช้ทังสเตนสามารถแบ่งออกได้เป็น 4 สาขาหลัก ได้แก่ เคมีภัณฑ์ เหล็กและโลหะผสมพิเศษ เส้นใย และคาร์ไบด์

 ปี ค.ศ. 1847: เกลือทังสเตนถูกนำมาใช้ในการผลิตผ้าฝ้ายสี และใช้ในการผลิตเสื้อผ้ากันไฟสำหรับงานแสดงละครและวัตถุประสงค์อื่นๆ

 ปี ค.ศ. 1855: กระบวนการผลิตแบบเบสเซเมอร์ถูกคิดค้นขึ้น ทำให้สามารถผลิตเหล็กได้ในปริมาณมาก ในขณะเดียวกัน เหล็กกล้าทังสเตนชนิดแรกก็ถูกผลิตขึ้นในออสเตรีย

 ปี 1895: โทมัส เอดิสัน ศึกษาความสามารถของวัสดุในการเรืองแสงเมื่อสัมผัสกับรังสีเอ็กซ์ และพบว่าแคลเซียมทังสเตตเป็นสารที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด

 ปี ค.ศ. 1900: เหล็กกล้าความเร็วสูง ซึ่งเป็นส่วนผสมพิเศษของเหล็กและทังสเตน ถูกนำมาจัดแสดงในงานนิทรรศการโลกที่ปารีส เหล็กกล้าชนิดนี้คงความแข็งไว้ได้ที่อุณหภูมิสูง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในเครื่องมือและงานกลึง

 ปี 1903: ไส้หลอดในโคมไฟและหลอดไฟเป็นการนำทังสเตนมาใช้เป็นครั้งแรก โดยใช้ประโยชน์จากจุดหลอมเหลวที่สูงมากและการนำไฟฟ้าของมัน ปัญหาเดียวคือ การทดลองในระยะแรกพบว่าทังสเตนเปราะเกินไปสำหรับการใช้งานอย่างแพร่หลาย

 ปี 1909: วิลเลียม คูลิดจ์ และทีมงานของเขาที่บริษัทเจเนอรัลอิเล็กทริกในสหรัฐอเมริกา ประสบความสำเร็จในการค้นพบกระบวนการที่สร้างเส้นใยทังสเตนที่อ่อนตัวได้ โดยใช้การอบชุบความร้อนและการขึ้นรูปทางกลที่เหมาะสม

 ปี 1911: กระบวนการผลิตแบบคูลิดจ์ได้รับการพัฒนาเชิงพาณิชย์ และในเวลาไม่นาน หลอดไฟทังสเตนที่ใช้ลวดทังสเตนอ่อนตัวได้ก็แพร่หลายไปทั่วโลก

 ปี 1913: การขาดแคลนเพชรอุตสาหกรรมในเยอรมนีระหว่างสงครามโลกครั้งที่สอง ทำให้นักวิจัยมองหาทางเลือกอื่นแทนแม่พิมพ์เพชร ซึ่งใช้ในการดึงลวด

 ปี 1914: “ผู้เชี่ยวชาญด้านการทหารของฝ่ายสัมพันธมิตรบางคนเชื่อว่าภายในหกเดือนเยอรมนีจะหมดกระสุน แต่ฝ่ายสัมพันธมิตรก็พบว่าเยอรมนีกำลังเพิ่มการผลิตกระสุน และในช่วงหนึ่งได้แซงหน้าผลผลิตของฝ่ายสัมพันธมิตรไปแล้ว การเปลี่ยนแปลงนี้ส่วนหนึ่งเกิดจากการใช้เหล็กกล้าความเร็วสูงทังสเตนและเครื่องมือตัดทังสเตน เป็นที่น่าประหลาดใจอย่างยิ่งสำหรับฝ่ายอังกฤษ เมื่อภายหลังพบว่าทังสเตนที่ใช้ส่วนใหญ่มาจากเหมืองในคอร์นวอลล์ของพวกเขาเอง” – จากหนังสือ “ทังสเตน” ของ เค.ซี. ลี ปี 1947

 ปี 1923: บริษัทผลิตหลอดไฟของเยอรมนีได้ยื่นจดสิทธิบัตรสำหรับทังสเตนคาร์ไบด์ หรือโลหะแข็ง โดยผลิตโดยการ "เชื่อม" เม็ดทังสเตนโมโนคาร์ไบด์ (WC) ที่แข็งมากเข้ากับเมทริกซ์ของโลหะโคบอลต์ที่ทนทานด้วยกระบวนการเผาผนึกในเฟสของเหลว

ผลลัพธ์ที่ได้เปลี่ยนแปลงประวัติศาสตร์ของทังสเตนไปอย่างสิ้นเชิง: วัสดุที่รวมความแข็งแรงสูง ความเหนียว และความแข็งสูงเข้าไว้ด้วยกัน ที่จริงแล้ว ทังสเตนคาร์ไบด์นั้นแข็งมาก จนวัสดุธรรมชาติเพียงชนิดเดียวที่สามารถขูดขีดมันได้คือเพชร (คาร์ไบด์เป็นประโยชน์ใช้สอยที่สำคัญที่สุดของทังสเตนในปัจจุบัน)

ทศวรรษ 1930: มีการนำสารประกอบทังสเตนไปประยุกต์ใช้ใหม่ในอุตสาหกรรมน้ำมัน โดยเฉพาะในกระบวนการไฮโดรทรีตติ้งของน้ำมันดิบ

 ปี 1940: การพัฒนาโลหะผสมพิเศษที่มีส่วนประกอบของเหล็ก นิกเกล และโคบอลต์ เริ่มขึ้น เพื่อตอบสนองความต้องการวัสดุที่สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงอย่างเหลือเชื่อของเครื่องยนต์ไอพ่นได้

 ปี 1942: ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง เยอรมนีเป็นชาติแรกที่ใช้แกนทังสเตนคาร์ไบด์ในกระสุนเจาะเกราะความเร็วสูง รถถังของอังกฤษแทบจะ "ละลาย" เมื่อถูกกระสุนทังสเตนคาร์ไบด์เหล่านี้

 ปี 1945: ยอดขายหลอดไฟไส้ในสหรัฐอเมริกาอยู่ที่ 795 ล้านหลอดต่อปี

 ทศวรรษ 1950: ในช่วงเวลานี้ มีการเติมทังสเตนลงในโลหะผสมพิเศษเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ

 ทศวรรษ 1960: มีการคิดค้นตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดใหม่ที่มีส่วนประกอบของสารประกอบทังสเตนเพื่อใช้บำบัดก๊าซไอเสียในอุตสาหกรรมน้ำมัน

 ปี 1964: การปรับปรุงประสิทธิภาพและการผลิตหลอดไฟแบบไส้ช่วยลดต้นทุนในการให้แสงสว่างในปริมาณที่กำหนดลงถึงสามสิบเท่า เมื่อเทียบกับต้นทุนในช่วงที่เริ่มใช้ระบบแสงสว่างของเอดิสัน

 ปี 2000: ณ จุดนี้ มีการผลิตลวดหลอดไฟประมาณ 20 พันล้านเมตรต่อปี ซึ่งมีความยาวเทียบเท่ากับระยะทางระหว่างโลกกับดวงจันทร์ประมาณ 50 เท่า การให้แสงสว่างใช้ทังสเตนคิดเป็น 4% ถึง 5% ของการผลิตทังสเตนทั้งหมด

ทังสเตนวันนี้

ปัจจุบัน ทังสเตนคาร์ไบด์มีการใช้งานอย่างแพร่หลายมาก และมีการประยุกต์ใช้ในด้านต่างๆ เช่น การตัดโลหะ การแปรรูปไม้ พลาสติก วัสดุผสม และเซรามิกอ่อน การขึ้นรูปโดยไม่ใช้เศษ (ทั้งแบบร้อนและเย็น) การทำเหมือง การก่อสร้าง การเจาะหิน ชิ้นส่วนโครงสร้าง ชิ้นส่วนที่ทนต่อการสึกหรอ และชิ้นส่วนทางทหาร

โลหะผสมเหล็กทังสเตนยังใช้ในการผลิตหัวฉีดเครื่องยนต์จรวด ซึ่งต้องมีคุณสมบัติทนความร้อนได้ดี โลหะผสมพิเศษที่มีทังสเตนเป็นส่วนประกอบใช้ในใบพัดกังหันและชิ้นส่วนที่ทนต่อการสึกหรอ รวมถึงสารเคลือบผิวต่างๆ ด้วย

อย่างไรก็ตาม ในขณะเดียวกัน ยุคสมัยของหลอดไฟไส้ก็สิ้นสุดลงหลังจากใช้งานมา 132 ปี เนื่องจากเริ่มมีการทยอยเลิกใช้ในสหรัฐอเมริกาและแคนาดา