Ferro Tungstenalaşımlar genellikle tungsten (W) ve demirden (Fe) oluşan alaşımları ifade eder. Genel olarak konuşursak,
tungsten-demir alaşımlarımanyetik değildir. Bunun nedeni, tungstenin kendisinin manyetik olmayan bir metal olması ve tungsten-demir alaşımlarındaki demir içeriğinin genellikle düşük olması ve bu durumun alaşıma önemli bir manyetizma sağlayamamasıdır.
Tungsten ve Manyetizması
Yaygın olarak tungsten olarak adlandırılan tungsten, atom numarası 74 ve sembolü W olan kimyasal bir elementtir. Manyetik elementlere genellikle eşleşmemiş elektronlarla karakterize edilen ferromanyetik elementler denir. Tungsten ayrıca dış kabuğunda eşleşmemiş elektronlara sahiptir ve bu da onun bir tür manyetizma sergilemesine olanak tanır. Elektronlar dış manyetik alana doğru hareket ederek, onu manyetik alan için biraz çekici kılan bir elektrik momenti üretirler.
Ancak tungsten ayrıca dış etkinin ters yönünde hareket eden ve manyetizmasını engelleyen bir dipole de sahiptir. Bu onun paramanyetizma göstermesini sağlar.
Tungsten Alaşımı Manyetik mi?
Tungsten alaşımlarının manyetizma gösterip göstermediği, kaynaştıkları metale bağlıdır. Bu alaşımlar çeşitli eser elementlerle birlikte bir ana metalle kaynaştırılır.
Aslında tungsten, farklı manyetik özelliklere sahip olabilecek birçok alaşım oluşturmak için kullanılabilir.
Örneğin tungsten çeliği manyetiktir çünkü ferromanyetik demir içeren çelik içerir. Bu aynı zamanda eser miktarda vanadyum ve molibden ile birlikte en az %8 tungsten içerir.
Tungsten karbür, alaşımlama işleminde kullanılan diğer metallere bağlı olarak manyetizma da gösterebilir. Tungsten karbürün düzgün bir şekilde kaynaşması için bir bağlama metali gerekir ve metal seçimi manyetik özelliklerini etkiler. Alaşıma kobalt veya demir eklenirse manyetik olur, nikel kullanılırsa manyetik olur.
Tungsten Manyetizmasını Etkileyen Faktörler
Tungstenin manyetik özelliklerini etkileyen çeşitli faktörler vardır. Bu faktörler şunları içerir:
Sıcaklık:Bu faktör, paramanyetik bir malzemenin manyetik duyarlılığının sıcaklıkla ters orantılı olduğunu belirten Curie yasasına dayanır. Sıcaklıktaki bir artış manyetik duyarlılığı azaltır, bu da manyetik tepkinin azalmasına neden olur. Düşük sıcaklıklar ters etkiye sahiptir ve tungstenin manyetik özelliklerini arttırır.
Uygulanan manyetik alan:Uygulanan manyetik alan tungstendeki elektronların yönünü etkiler. Güçlü bir manyetik alan, elementin, manyetik alan kaldırıldığında ortadan kaybolan geçici zayıf manyetik yetenekler kazanmasını sağlar.
Bağlayıcı içeriği:Tungsten alaşımlarında farklı elementleri eritmek için bağlayıcı elementler kullanılır. Örneğin kobaltın bu özellikleri iyileştirdiği bilinirken, nikel zaten sınırlı olan etkiyi engelleyerek elementi manyetik olmaktan çıkarır.
Kompozisyon:Bu elementin tam bileşimi, tungstenin manyetik özelliklerini, eşleşmemiş elektronların sayısını, dipollerin varlığını ve düzenini doğrudan etkiler.
Tungstenin Uygulamaları ve Önemi
Önemli bir metalik element olarak
tungstensanayi, bilim ve teknoloji alanlarında geniş bir uygulama alanına ve öneme sahiptir. Tungstenin ana uygulamaları ve önemi aşağıdadır:
1. Yüksek sıcaklıkta alaşım üretimiTungsten, yüksek erime noktasına ve yüksek mukavemet özelliklerine sahiptir ve bu da onu yüksek sıcaklık alaşımlarının üretiminde önemli bir bileşen haline getirir. Bu yüksek sıcaklık alaşımları havacılık, uçak motorları, nükleer enerji ve kimya endüstrilerinde yaygın olarak kullanılır ve aşırı yüksek sıcaklık ve basınç ortamlarına dayanabilir.
2. Kesici aletler ve aşındırıcılarTungstenin yüksek sertliği ve aşınma direnci nedeniyle tungsten alaşımları sıklıkla kesici takımların, matkapların, aşındırıcıların ve taşlama takımlarının imalatında kullanılır. Bu aletler metal işleme, madencilik ve diğer endüstriyel alanlarda önemli bir rol oynamaktadır.
3. Elektronik endüstrisi
Tungsten, elektronik endüstrisinde elektrotlar, vakum tüpleri, elektronik cihazlar ve yarı iletken cihazlar üretmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Yüksek erime noktası ve stabilitesi onu elektronik cihazlar için ideal malzemelerden biri yapar.
4. Tıp alanı
Tungsten alaşımları tıbbi cihazların, radyasyondan korunma malzemelerinin ve radyoterapi ekipmanlarının üretiminde kullanılır. Yüksek yoğunluğu ve radyasyondan korunma özellikleri onu tıp alanında önemli bir uygulama haline getirmektedir.
5. Nükleer enerji alanı
Tungsten, nükleer enerji alanında, nükleer reaktörler ve diğer nükleer enerji ekipmanları için reaksiyon kontrol malzemeleri üretmek amacıyla yaygın olarak kullanılmaktadır. Yüksek yoğunluğu ve erime noktası onu nükleer enerji malzemeleri için ideal bir seçim haline getiriyor.
6. Diğer uygulamalar
Tungsten aynı zamanda yüksek yoğunluklu alaşımlar, havacılık cihazları, optik lensler, otomotiv parçaları vb. üretiminde de kullanılmaktadır. Çeşitli endüstriyel alanlarda uygulanması büyük katkılar sağlamıştır.
Kısacası önemli bir mühendislik malzemesi olan tungsten, kendine özgü fiziksel ve kimyasal özelliklere sahiptir ve bu da onun birçok alanda anahtar rol oynamasını sağlar. Yüksek sertliği, yüksek erime noktası, korozyon direnci ve boyutsal kararlılığı onu çeşitli endüstriyel ve bilimsel alanlarda vazgeçilmez malzemelerden biri haline getirmektedir. Bilim ve teknolojinin sürekli gelişmesiyle birlikte tungstenin uygulama alanı genişlemeye devam edecek ve insan toplumunun ilerlemesine ve gelişmesine daha büyük katkılar sağlayacaktır.