Svelate le meraviglie del tungsteno: il metallo con il punto di fusione più alto

Grazie alle sue proprietà uniche, tungsteno ha un posto speciale negli ambiti scientifico e industriale ed è anche considerato un "metallo miracoloso". Ha il punto di fusione più alto di qualsiasi metallo, uno sbalorditivo 6,192 gradi Fahrenheit (3,422 gradi Celsius), e ha, quindi, rivoluzionato l'ingegneria e la tecnologia moderne. Tuttavia, il significato industriale del tungsteno è molto più onnicomprensivo della resistenza al calore; è fondamentale per utensili, elettronica, aerospaziale e persino innovazioni mediche. Questo post del blog si concentra sulle sorprendenti caratteristiche del tungsteno, spiegando perché è indispensabile in molti campi ed esaminando la scienza alla base delle sue prestazioni ineguagliabili. Preparati a comprendere l'impatto di questo straordinario metallo e le innovazioni che ispira.

Perché lo fa Tungsteno Avere un Alto punto di fusione?

 

I forti legami che costituiscono gli atomi di tungsteno, insieme alla sua struttura cristallina eccezionalmente densa, sono le ragioni principali per cui il tungsteno ha la temperatura di fusione più alta di tutti i metalli, che è di 3,422 °C (6,192 °F). Il metallo ha un reticolo cubico a corpo centrato, che contribuisce alla sua stabilità nella sua disposizione atomica. Inoltre, i legami che tengono insieme gli atomi di tungsteno sono molto forti, il che lo rende in grado di resistere a temperature estreme senza fondersi. Questa caratteristica consente di utilizzare il tungsteno in situazioni in cui si prevede un'esposizione a temperature intense e a metallo fuso.

Fattori che contribuiscono a Elevato punto di fusione del tungsteno

1. Forza del legame atomico: I legami metallici del tungsteno consentono a γ di mantenere la sua forma durante le alte temperature. Questi legami sono anche piuttosto difficili da rompere.
2. Struttura di cristallo: L'integrità strutturale del tungsteno aumenta grazie al reticolo BCC che garantisce un denso impaccamento degli atomi e resiste allo stress termico.
3. Alta massa atomica: La capacità del tungsteno di subire solo minime modifiche indotte dal calore è dovuta alla sua elevata massa atomica e alla sua stabilità termica.

Grazie a questi fattori, il tungsteno può resistere a temperature superiori a 3,400 gradi Celsius, il che lo rende uno dei metalli più resistenti conosciuti.

Il ruolo di Atomo di tungsteno Structure

Le caratteristiche uniche del tungsteno, come il suo alto punto di fusione, sono il risultato della sua struttura atomica. Gli atomi di tungsteno hanno un reticolo cristallino cubico BCC a corpo centrato che gli conferisce resistenza in condizioni estreme e resilienza. La disposizione degli atomi di tungsteno riduce al minimo i difetti strutturali dovuti all'elevata resistenza alla deformazione a temperature elevate.

Inoltre, il tungsteno ha un numero atomico di 74, il che significa che ha un'alta densità di protoni ed elettroni. Ciò rafforza i legami metallici, il che aumenta la conduttività e l'integrità complessiva del tungsteno. La grande massa atomica del tungsteno, che è di circa 183.84 u, lo rende anche termicamente inerte e resistente all'espansione termica, il che è ideale per applicazioni ad alta temperatura.

La resistenza a oltre 400 gigapascal di pressione dimostra l'enorme stabilità strutturale del tungsteno. I dati avanzati sottolineano questo fatto in quanto menzionano l'esclusivo cambiamento di fase che il tungsteno subisce a una pressione così estrema. Il tungsteno, con queste caratteristiche, si distingue come un materiale versatile e resistente per l'industria aerospaziale, elettronica, dei macchinari edili e persino della difesa. Comprendere i dettagli a livello atomico del tungsteno aiuta gli ingegneri a sfruttare il metallo nelle tecnologie più recenti.

Come Alta pressione Influisce sul punto di fusione del tungsteno

Il tungsteno, uno degli elementi con il punto di fusione più alto a circa 3422 °C (6210 °F) a pressione normale, mostra un grande cambiamento nel comportamento in condizioni estreme. La ricerca mostra che all'aumentare della pressione, aumenta anche il punto di fusione del tungsteno, a causa della stabilizzazione del reticolo atomico sotto compressione. Studi sperimentali e teorici sostengono che il tungsteno può resistere a fratture dell'integrità allo stato solido fino a 500 gigapascal di pressione e oltre, fondendosi a oltre 4000 °C in tali condizioni.

Le simulazioni e gli esperimenti che utilizzano celle a incudine di diamante in ambienti ad alta pressione continuano a verificare tali affermazioni, dimostrando che il tungsteno mantiene l'integrità strutturale sia ad alta temperatura che a pressione. Tali attributi rendono il tungsteno un materiale estremamente utile per le tecnologie dei reattori a fusione e dei veicoli spaziali in cui è richiesta una temperatura ultra elevata. Conoscere l'effetto della pressione sul punto di fusione del tungsteno amplia gli orizzonti della scienza dei materiali e delle applicazioni ingegneristiche innovative progettate per affrontare gli estremi.

Quali sono le Proprietà del tungsteno?

Capire il Proprietà uniche di tungsteno

Le caratteristiche distintive del tungsteno lo rendono una risorsa nelle applicazioni ingegneristiche e scientifiche. Il tungsteno ha il punto di fusione più alto di qualsiasi metallo a 3,422 °C (6,192 °F) ed è eccezionalmente denso, misurando 19.3 g/cm³. È anche estremamente duro e durevole, classificandosi in alto sulla scala di Mohs. ha un'elevata conduttività 12 – serie di correnti elettriche. Ciò rende il tungsteno adatto ad ambienti ad alta temperatura, responsabile di altri metalli, migliorandone la resistenza e le prestazioni.

Confronto Densità and Durezza

Durante l'analisi dei materiali, la loro applicabilità in diversi settori è determinata da quanto è denso e duro il materiale. I fattori sopra menzionati vengono confrontati con il tungsteno e altri metalli.

Unità di misura (g/cm³):

• Tungsteno: 19.3 g/cm³.
• Condurre: 11.34 g/cm³.
• Acciaio (a base di carbonio): 7.85 g/cm³.
• oro: 19.32 g/cm³.
• Alluminio: 2.70 g/cm³.
• Titanio: 4.51 g/cm³.

Quando si elenca il tungsteno, si afferma che il tungsteno è classificato tra i più alti quando si parla di potenziali materiali per la realizzazione di componenti compatti e pesanti. Occupa il secondo posto dopo l'oro, che a sua volta denota la sua compattezza e il suo valore per i contrappesi aerospaziali e gli scudi antiradiazione.

Durezza basata sulla scala di Mohs:

• Tungsteno: ~ 7.5.
• Acciaio (temprato): 4-8 (in base alla lega e al trattamento).
• Alluminio: ~2.8-3.
• Condurre: ~ 1.5.
• oro: ~2.5-3.

Con questi livelli di durezza, il tungsteno può facilmente superare altri materiali utilizzati per creare abrasivi, rivestimenti antiusura o utensili da taglio. E con questi livelli di prestazioni in condizioni così estreme, ne consente l'utilizzo in prodotti commerciali o tecnologici.

Il posto del tungsteno nell'elenco degli elementi è secondo solo all'oro, grazie alla sua elevata densità e durezza, abbinate alla sua ineguagliabile resistenza meccanica. Le sue proprietà lo rendono un bene prezioso nelle attività legate a STEM.

Elettrico e termico Conducibilità di tungsteno

Grazie alla sua eccezionale conduttività termica ed elettrica, il tungsteno è applicato dove il trasferimento di energia è efficiente. Ha una resistività di circa 5.5 µΩ·cm a temperatura ambiente, il che significa che può essere fornito sotto forma di circuiti e componenti ad alte prestazioni, in quanto è uno dei migliori conduttori. Inoltre, la conduttività termica del tungsteno è di circa 173 W/(m·K) che gli consente di disperdere calore in ambienti ad alta temperatura e ad alto stress. Inoltre, le proprietà di questo metallo sono importanti per la precisione del movimento e per i settori del valore di mantenimento della posizione come l'elettronica, l'aerospaziale e la generazione di energia.

Com'è Tungsteno Utilizzato nell'industria?

Applicazioni di Tungsteno in utensili per il taglio

L'estrema durezza del tungsteno, il suo elevato punto di fusione e la sua resistenza all'usura lo rendono utile negli utensili da taglio. Le proprietà del tungsteno sono particolarmente vantaggiose negli utensili da taglio industriali lavorati con precisione e di qualità industriale. Di seguito sono elencate le applicazioni più importanti del tungsteno in questi strumenti.

• Utensili da taglio in carburo di tungsteno: L'utensile da taglio in carburo di tungsteno ha applicazioni come punte, lame per seghe e persino frese e utensili da tornio più complessi. Il carburo di tungsteno, un composto di tungsteno e carbonio, ha una durezza di circa 8.5 - 9 sulla scala di Mohs, il che lo rende eccezionalmente efficace nel taglio di metalli, leghe e persino altri materiali estremamente duri.
• Utensili in acciaio rapido (HSS): Gli utensili che operano ad alte velocità come l'HSS necessitano di tungsteno per la sua presenza nelle leghe di acciaio rapido. Tali utensili da taglio sono caratterizzati da alte velocità mantenendo al contempo affilatura e bassa usura. L'uso del tungsteno nell'acciaio migliora la resistenza dell'acciaio alle alte temperature durante le operazioni.
• Punte da trapano per estrazione mineraria e costruzione: Le punte da trapano e i denti da taglio utilizzati per l'attività mineraria, i servizi di costruzione e persino l'esplorazione di petrolio e gas utilizzano carburo di tungsteno. Questi utensili sono realizzati per resistere a urti e usura abrasiva, il che li rende ideali per formazioni rocciose estremamente dure e altre superfici dure.
• Utensili da taglio in tungsteno: Gli utensili da taglio al tungsteno sono essenziali per lavori di alta precisione e dettagli complessi come quelli aerospaziali fabbricazione di parti e produzione avanzata grazie alle proprietà di precisione avanzate del tungsteno. La durevolezza del tungsteno offre prestazioni costanti per durate prolungate.
• Rivestimento e PVD: Le caratteristiche di resistenza all'usura del tungsteno migliorano la resistenza all'usura degli utensili da taglio e ne aumentano anche la durata complessiva. I rivestimenti a base di tungsteno degli utensili da taglio sono sintetizzati tramite tecniche CVD o PVD, che mettono sottili strati di tungsteno sulle punte degli utensili tramite processi di deposizione chimica da vapore.

Le elevate qualità termiche e meccaniche del tungsteno aumentano le prestazioni in molti settori, riducono i costi operativi di taglio, garantiscono un'affidabilità costante e aumentano la longevità degli utensili.

L'uso di Filamenti di lampadine

Il tungsteno mantiene la sua importanza nella produzione di lampadine grazie ai suoi attributi unici. Può resistere a reazioni esotermiche a temperature estreme grazie al suo punto di fusione incredibilmente alto, circa 3,422 °C (6,192 °F). Inoltre, la sua bassa pressione di vapore significa che l'evaporazione a temperature elevate è minima, riducendo la degradazione del filamento e migliorando la durata della lampadina.

I filamenti di tungsteno si trovano nelle moderne lampadine a incandescenza. La luce viene prodotta dopo che una corrente elettrica passa attraverso il tungsteno, che emette un bagliore luminoso. Poiché il consumo di fonti di energia primaria come carbone, petrolio, gas e altri combustibili continua a salire e l'efficienza energetica è diventata più favorevole a livello globale, le lampadine a incandescenza e le loro controparti meno efficienti, i filamenti di tungsteno, vengono gradualmente eliminate a favore di LED e CFL. Tuttavia, il tungsteno rimane in uso nelle lampadine alogene, in alcune luci industriali e in alcune applicazioni di illuminazione specializzate in cui la sua resistenza e resistenza al calore sono necessarie.

Con la nuova tecnologia, i filamenti di tungsteno possono ora essere avvolti a spirale o a doppia spirale, aumentando la superficie e stabilizzando la struttura. Sebbene il ruolo del tungsteno nell'illuminazione basata sui filamenti sia diminuito in alcune aree, è ancora presente poiché temperature più elevate esporranno le sue ineguagliabili proprietà termiche e meccaniche.

Il ruolo di Elettrodo di tungsteno nella saldatura

In varie procedure di saldatura, e in particolare nella saldatura ad arco con gas di tungsteno (GTAW), comunemente nota come saldatura TIG, gli elettrodi di tungsteno sono importanti. In base alla mia esperienza, le notevoli proprietà del tungsteno, come la conduttività superiore e un punto di fusione elevato, lo rendono perfetto per formare archi stabili e precisi. Con gli elettrodi di tungsteno, il saldatore può ottenere saldature di qualità eccezionale su alluminio, acciaio inossidabile e titanio, che richiedono precisione e affidabilità in applicazioni difficili.

Come si confronta la Lega di tungsteno Confrontalo con il tungsteno puro?

Vantaggi della Lega di tungsteno in vari settori

Le leghe di tungsteno sono tra i materiali più versatili che, grazie alle loro caratteristiche e applicazioni uniche, sono ampiamente utilizzate in molteplici settori. L'aggiunta di altri metalli come nichel, rame e ferro al tungsteno aumenta le proprietà meccaniche e si astiene da una funzionalità specifica. Di seguito sono riportati gli elenchi completi dei vantaggi riguardanti l'uso delle leghe di tungsteno e le loro applicazioni.

Aerospaziale e aviazione  

• Grazie alla loro elevata densità e al rapporto resistenza/peso, le leghe di tungsteno sono ampiamente utilizzate nei settori aerospaziale e aeronautico. Sono ottimali per l'uso nella personalizzazione dell'equilibrio per diversi componenti di aeromobili, nella realizzazione di contrappesi e nella produzione di sistemi di guida inerziali. Ad esempio, le leghe di tungsteno pesanti hanno densità di circa 18.5 g/cm³, il che è ideale per molti usi che richiedono stabilità e dimensioni geometriche ridotte.

Settore medico  

• Grazie agli scudi propellenti forniti dalle leghe di tungsteno, sta rapidamente guadagnando importanza nel campo medico, come gli scudi utilizzati per i raggi X e i raggi gamma. Gli scudi sono realizzati in lega di tungsteno e utilizzati in radioterapia e dispositivi di diagnostica per immagini, in quanto non è tossico, a differenza del piombo, ma ha anche prestazioni migliori in termini di attenuazione.

Settore energetico

• Grazie alla loro eccezionale conduttività termica e alla resistenza alle alte temperature, le leghe di tungsteno trovano ampie applicazioni nel settore energetico. Il loro utilizzo nei reattori nucleari è fondamentale per la stabilità operativa in ambienti ad alta radiazione. Inoltre, le leghe di tungsteno sono applicate nella fabbricazione di elettrodi e dissipatori di calore nei dispositivi di conversione dell'energia.

Difesa e Militare  

• La durezza e la densità delle leghe di tungsteno sono di grande importanza per l'industria della difesa. Questi materiali vengono trasformati in munizioni perforanti, contrappesi di macchine militari e sistemi di guida per missili. Le applicazioni militari avanzate dipendono dalle leghe di tungsteno perché il materiale fornisce un'elevata energia d'impatto in forme compatte.

Sport e divertimento  

• Le leghe di tungsteno sono utilizzate anche nella produzione di articoli sportivi come pesi per mazze da golf, freccette e pesi per la pesca. L'elevata densità delle leghe garantisce migliori prestazioni, stabilità e controllo durante l'uso, il che le ha rese popolari sia tra i professionisti che tra gli amatori.

Industria manifatturiera  

• Nei processi di lavorazione e utensili industriali, le leghe di tungsteno sono un prerequisito. L'applicazione delle leghe in matrici, stampi e frese è dovuta alla loro superiore resistenza all'usura, agli elevati punti di fusione e alle prestazioni di lunga durata in ambienti difficili.

Grazie all'applicazione di queste proprietà, le leghe di tungsteno rimangono un motore di innovazione integrale in tutti i settori, risolvendo problemi complessi e migliorando l'efficacia di attività essenziali. La loro versatilità e affidabilità le contraddistinguono come la scelta di materiale preferita sia per le tecnologie consolidate che per quelle in via di sviluppo.

Confronto Proprietà del tungsteno e le sue leghe

Le leghe di tungsteno presentano proprietà di showering distintive, che le rendono adatte a vari usi, specialmente per i casi in cui le condizioni sono estreme. Di seguito è riportata un'analisi delle loro proprietà primarie:

Densità

• Il tungsteno possiede una densità notevolmente elevata di oltre 19.25 g/cm³, classificandolo tra gli elementi più densi sulla Terra. leghe di nichel, il ferro o il rame sono incorporati nel tungsteno e mantengono anche un'elevata densità, il che è importante per molte applicazioni come pesi di zavorra e schermatura dalle radiazioni.

Punto di Fusione

• Le leghe contenenti tungsteno hanno il punto di fusione più alto di tutti i metalli, con un massiccio 3422°C (6191°F). Le leghe di tungsteno, che hanno un punto di fusione leggermente inferiore punto di fusione a seconda della lega elementi, mantengono un'elevata resistenza termica, fondamentale nei forni aerospaziali e industriali.

Durezza e forza

• Con una durezza Vickers di 343 HV, il tungsteno possiede anche la più bassa punto di fusione tra tutti i metalli. Quando viene legato al carbonio come carburo di tungsteno, la sua durezza sale oltre i 2000 HV rendendolo più utile negli utensili e in altre parti resistenti all'usura. Inoltre, le leghe di tungsteno hanno un'elevata resistenza alla trazione che consente loro di sopportare una notevole quantità di stress meccanico senza perdere l'integrità strutturale.

Conducibilità termica ed elettrica

• Il tungsteno è eccellente anche nelle aree della conduttività termica ed elettrica con valori di 173 W/m·K e conduttività elettrica. Ciò aumenta il valore del tungsteno nella produzione di parti come scambiatori di calore ad alta temperatura e contatti elettrici. Anche nello stato di lega, c'è sempre un valore di conduttività. Tali applicazioni su misura includono elettrodi e componenti di circuito.

Resistenza alla Corrosione

• Rispetto ad altri metalli, il tungsteno ha una moderata resistenza all'usura e alla corrosione. Questa proprietà migliora ulteriormente quando il tungsteno è legato. La lega di tungsteno-nichel-ferro, ad esempio, ha una maggiore resistenza alla corrosione in ambienti acidi o alcalini. Ciò è vantaggioso per le parti che vengono utilizzate sott'acqua e trattate chimicamente per un lungo periodo di tempo.

Lavorabilità e fragilità

• I pezzi di una macchina realizzati con tungsteno puro hanno i loro vantaggi in termini di resistenza. Lo svantaggio principale, tuttavia, è che sono incredibilmente fragili, il che pone grandi sfide in termini di lavorazione ad alta resistenza e formatura. Per migliorare le leghe di tungsteno come il nichel o persino il rame possono essere duttili, il che aumenta la facilità di lavorazione.

Avendo la capacità di soddisfare requisiti diversi, le leghe di tungsteno hanno preferenze diverse quando si tratta di resistenza. Dalla progettazione degli utensili più durevoli utilizzati nell'industria media all'uso nell'industria aerospaziale e nella difesa, questi materiali sono fondamentali per difendere le industrie moderne.

Qual è l'impatto di Carburo di tungsteno nel settore manifatturiero?

Perché Carburo di tungsteno è preferito per Resistenza all'usura

Il carburo di tungsteno è il materiale di scelta quando si tratta di resistenza all'usura grazie alla sua eccezionale resistenza e durevolezza. Il carburo di tungsteno è resistente ad ambienti ad alto stress, il che lo rende adatto per utensili da taglio, matrici e superfici abrasive. Grazie alla sua grande resistenza alla deformazione e all'abrasione, ha una lunga vita operativa che riduce le sostituzioni. Inoltre, il carburo di tungsteno mantiene la sua resistenza a temperature e pressioni estreme, il che consolida il suo ruolo di materiale richiesto nelle applicazioni industriali.

Applicazioni di Carburo di tungsteno in Alta temperatura Ambienti

La sua notevole stabilità termica insieme alla sua resistenza alla deformazione rendono il carburo di tungsteno estremamente utile in condizioni di alte temperature. È utilizzato principalmente nei settori aerospaziale e minerario per utensili da taglio e foratura, poiché generano elevate quantità di calore. Inoltre, il carburo di tungsteno è utile anche nei componenti dei forni come ugelli e scudi termici, poiché necessitano di materiali che mantengano l'integrità strutturale sotto calore estremo. La sua efficienza in tali condizioni sottolinea il ruolo critico che il carburo di tungsteno svolge nei processi industriali ad alta temperatura.

Domande frequenti (FAQ)

D: Cos'è il tungsteno e dove si trova nella tavola periodica?

A: Il tungsteno è un metallo di transizione con numero atomico 74 e simbolo "W". Si trova nel sesto periodo della tavola periodica. Il tungsteno è particolarmente utile in diversi settori grazie alle sue notevoli proprietà, come il suo punto di fusione eccezionalmente alto.

D: Perché il tungsteno è unico tra i metalli?

R: Il tungsteno è unico per il suo punto di fusione straordinariamente alto, il più alto di tutti i metalli. Possiede anche una resistenza e una durata senza pari. Questa estrema resistenza al calore lo distingue dagli altri elementi sia in chimica che in fisica.

D: Qual è l'alto punto di fusione del tungsteno?

A: Il tungsteno ha il punto di fusione più alto di qualsiasi metallo, circa 3,422° C (6,192° F), rendendolo secondo solo al carbonio tra tutti gli elementi. Ciò rende il tungsteno un metallo refrattario e contribuisce alle sue crescenti applicazioni industriali.

D: Esistono metalli con un punto di fusione più alto del tungsteno?

R: In definitiva, nessun altro metallo può superare la lega di tungsteno in termini di punto di fusione, poiché ha il valore più alto tra tutte le leghe conosciute. Solo il carbonio, un non metallo, supererà il punto di fusione del tungsteno, ma solo nella sua forma di diamante, il che dimostra ulteriormente la praticità del CRC Handbook of Chemistry and Physics.

D: Quali sono le applicazioni più comuni in cui il tungsteno viene utilizzato grazie al suo elevato punto di fusione?

R: Al giorno d'oggi il tungsteno viene utilizzato in numerosi processi ad alta combustione, come: 1. Lampadine a incandescenza 2. Elettrodi per saldatura TIG 3. Ugelli per motori a razzo 4. Macchinari a raggi X 5. Scudi termici di veicoli spaziali 6. Forni che operano ad alte temperature Il suo valore nei processi industriali senza calore estremo è inestimabile grazie alla sua resistenza al calore.

D: Il tungsteno può esistere allo stato liquido?

R: Sì, esiste il tungsteno liquido, anche se può essere ottenuto solo a temperature immense. Il tungsteno deve esistere allo stato solido nella maggior parte delle circostanze a causa del suo sostanziale punto di fusione di 3,422 °C. Sono necessarie attrezzature specializzate, come quelle in strutture di ricerca avanzate o processi industriali specifici, per mantenere il tungsteno liquido.

D: Perché a volte il tungsteno placcato in oro viene utilizzato nei gioielli?

R: Il tungsteno placcato in oro viene utilizzato nei gioielli per il valore estetico dell'oro e per il tungsteno sottostante più durevole e resistente ai graffi. Inoltre, l'elevata densità del tungsteno lo rende molto simile all'oro, ma la sua resistenza assicura che il gioiello non si deformi. Inoltre, alcuni venditori senza scrupoli vendono il tungsteno placcato in oro come oro e, pertanto, gli acquirenti devono stare attenti.

D: Quali fattori contribuiscono all'elevato punto di fusione del tungsteno?

R: Le ragioni che spiegano perché il tungsteno ha un punto di fusione elevato includono: 1. Forti legami interatomici, 2. Elevata energia coesiva, 3. Orbitali d pieni nella sua configurazione elettronica e, 4. Ampio raggio atomico. Queste caratteristiche formano una struttura cristallina molto stabile che necessita di un'energia immensa per essere frantumata, motivo per cui il tungsteno rimane solido anche a temperature molto elevate.

Fonti di riferimento

1. Trasporto di massa e proprietà termiche del tungsteno liquido (punto di fusione-ebollizione): simulazioni di dinamica molecolare

• Ricercatore: Dharmendrasinh Gohil e altri
• Rivista: Fisica scripta
• Pubblicato il: Ottobre 11, 2023
• Principali risultati:
• Lo studio ha condotto simulazioni di dinamica molecolare sul punto di fusione, sulla struttura della punta di lancia e sulle proprietà di trasporto atomico del tungsteno liquido.
• Anche in questo caso la temperatura di fusione e la densità sono risultate conformi ai valori riportati.
• La ricerca si è concentrata sulla natura reologica del tungsteno allo stato liquido, caratterizzato da elevata viscosità e comportamento reologico complesso.
• Il coefficiente di autodiffusione ha mostrato che la legge di Arrhenius è valida almeno per questo caso con un'energia di attivazione di 1.22 eV.
• Questo studio ha indicato anche che ci sono problemi con le proprietà caloriche a temperature superiori a 6000 K e che è necessario indagare ulteriormente l'angolo del potenziale EFS.
• Metodologia:
• Gli autori hanno utilizzato il potenziale di Finnis-Sinclair esteso del secondo vicino (EFS) per eseguire interazioni a coppie.
• I fattori strutturali, le funzioni di correlazione delle coppie e i coefficienti di trasporto sono stati calcolati tramite simulazione per essere circa 1.5 volte la temperatura di fusione (Gohil e altri, 2023).

2. Verso la fusione laser selettiva del tungsteno ad alta densità

• Autori: Haipo Zhang e altri
• Rivista: Metalli
• Pubblicato il: 10 Agosto 2023
• Principali risultati:
• L'articolo presenta i problemi della fusione laser selettiva (SLM) del tungsteno dovuti al suo elevato punto di fusione e alla sua natura fragile.
• Descrive la fabbricazione con successo di tungsteno ad alta densità e senza crepe utilizzando polveri modificate e parametri SLM ottimizzati.
• Lo studio ha ottenuto una densità relativa del 99.3% mantenendo la densità energetica e la distanza di tratteggio per bilanciare porosità e formazione di crepe.
• Metodologia:
• Gli autori hanno utilizzato la fresatura a getto d'aria per modificare le polveri di tungsteno e hanno impiegato una strategia di scansione specifica durante la SLM.
• Hanno studiato la microstruttura, la densità e le caratteristiche meccaniche del tungsteno prodotto (Zhang et al., 2023).

3. Fusione laser selettiva e rifusione di tungsteno puro

• Autori: Z. Xiong e altri
• Rivista: Materiali ingegneristici avanzati
• Pubblicato il: 13 Febbraio 2020
• Principali risultati:
• Lo studio si è concentrato sulla lavorazione di materiali di tungsteno puro mediante fusione laser selettiva (SLM) e sulla valutazione dell'impatto della rifusione sulle proprietà del materiale.
• La resistenza alla compressione ultima osservata è di circa 1200 MPa e una densità relativa del 98.4% dopo l'ottimizzazione dei parametri SLM.
• La rifusione ha migliorato la qualità della superficie e la microstruttura, riducendo la rugosità superficiale e facilitando la formazione di grani fini.
• Metodologia:
• Gli autori hanno ottimizzato i parametri SLM, rifuso gli strati lavorati e analizzato le modifiche nelle proprietà dei materiali.
• Dopo aver cambiato il materiale, hanno valutato le proprietà meccaniche e la microstruttura risultanti (Xiong e altri, 2020).

4. Metallo

5. Tungsteno

6. Punto di fusione