Tungsten (W) - அன்றாட பயன்பாடுகள்

டங்ஸ்டனைப் புரிந்துகொள்வோம்: ஒரு குறிப்பிடத்தக்க தனிமம்

W என்ற ரசாயன குறியீடு மற்றும் 74 என்ற அணு எண்ணைக் குறிக்கும் டங்ஸ்டன், அதன் விதிவிலக்கான இயற்பியல் பண்புகளுக்காக அறியப்பட்ட ஒரு அரிய இடைநிலை உலோகம் ஆகும். இதன் பெயர் “tung sten” என்ற சுவீடிஷ் வார்த்தைகளிலிருந்து வந்தது, அதன் பொருள் “கனமான கல்” என்பதாகும், இது அதன் அதிக அடர்த்தியைப் பிரதிபலிக்கிறது. இந்த தனிமம் அதன் தனித்துவமான பண்புகள் காரணமாக பல்வேறு தொழில்துறை மற்றும் தொழில்நுட்ப பயன்பாடுகளில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது.

டங்ஸ்டனின் பண்புகள்

டங்ஸ்டன் பல சிறந்த பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, அவை நவீன தொழில்நுட்பத்தில் அத்தியாவசியமானதாக ஆக்குகின்றன:

• அதிக உருகுநிலை: டங்ஸ்டன் அனைத்து உலோகங்களிலும் மிக உயர்ந்த உருகுநிலையைக் கொண்டுள்ளது, தோராயமாக 3,422 °C (6,192 °F).
• அதிக அடர்த்தி: இது தங்கம் மற்றும் யுரேனியம் போன்ற மிகவும் அடர்த்தியான உலோகம்.
• அசாதாரண கடினத்தன்மை: டங்ஸ்டன் வியக்கத்தக்க கடினமானது, குறிப்பாக அதன் கலப்பு உலோக வடிவங்களில்.
• நல்ல மின் கடத்துத்திறன்: இது மின்சாரத்தை திறம்பட கடத்துகிறது.
• அதிக இழுவிசை வலிமை: டங்ஸ்டன் அதிக வெப்பநிலையிலும் கணிசமான வலிமையைப் பராமரிக்கிறது.

இயற்கை இருப்பு மற்றும் பிரித்தெடுத்தல்

டங்ஸ்டன் எங்கு காணப்படுகிறது

டங்ஸ்டன் இயற்கையில் அதன் தூய தனிம வடிவத்தில் காணப்படுவதில்லை, ஆனால் தாதுக்களுக்குள் காணப்படுகிறது. முக்கிய டங்ஸ்டன் கொண்ட தாதுக்கள்:

• வொல்ஃப்ராமைட்: இரும்பு, மாங்கனீசு மற்றும் டங்ஸ்டன் ஆக்சைடுகளின் ஒரு தொடர் (Fe,Mn)WO4.
• ஷீலைட்: ஒரு கால்சியம் டங்ஸ்டேட் தாது, CaWO4.

டங்ஸ்டன் தாதுக்களின் குறிப்பிடத்தக்க வைப்புகள் உலகளவில் காணப்படுகின்றன. வரலாற்று ரீதியாக, இந்தியாவில் குறிப்பிடத்தக்க டங்ஸ்டன் இருப்புக்கள் இருந்துள்ளன. ராஜஸ்தானில் உள்ள டெகானா பகுதி, வொல்ஃப்ராமைட் உட்பட டங்ஸ்டன் தாதுவின் முக்கிய ஆதாரமாக இருந்தது, அங்கு கடந்த காலத்தில் சுரங்கப் பணிகள் நடந்தன. கர்நாடகா (எ.கா., செண்டப்பாடி), மகாராஷ்டிரா மற்றும் ஆந்திரப் பிரதேசம் போன்ற மாநிலங்களிலும் பிற வைப்புகள் அடையாளம் காணப்பட்டுள்ளன, இருப்பினும் தற்போது அனைத்தும் பெரிய அளவிலான பிரித்தெடுப்பிற்கு வணிக ரீதியாக சாத்தியமானவை அல்ல.

பிரித்தெடுத்தல் செயல்முறை

டங்ஸ்டனை அதன் தாதுக்களிலிருந்து பிரித்தெடுப்பது பல படிகள் கொண்ட ஒரு தொழில்துறை செயல்முறை ஆகும்:

1. தாது செறிவூட்டல்: வெட்டியெடுக்கப்பட்ட தாது முதலில் நசுக்கப்பட்டு அரைக்கப்படுகிறது, அதைத் தொடர்ந்து ஈர்ப்பு பிரிப்பு, காந்தப் பிரிப்பு மற்றும் நுரை மிதப்பு போன்ற பல்வேறு உடல் பிரிப்பு நுட்பங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த செயல்முறைகள் டங்ஸ்டன் தாதுக்களை செறிவூட்டி, தேவையற்ற கங்கைப் பொருட்களிலிருந்து பிரிக்கின்றன.
2. ரசாயன சிகிச்சை: செறிவூட்டப்பட்ட தாது பின்னர் ரசாயன செயல்முறைகளுக்கு உட்படுத்தப்படுகிறது. இதில் பொதுவாக சோடியம் ஹைட்ராக்சைடுடன் கார செரிமானம் அல்லது அமில செரிமானம் ஆகியவை அடங்கும், இது டங்ஸ்டன் சேர்மங்களை கரையக்கூடிய டங்ஸ்டேட்டுகளாக மாற்றுகிறது.
3. சுத்திகரிப்பு: கரையக்கூடிய டங்ஸ்டேட்டுகள் அசுத்தங்களை அகற்ற சுத்திகரிக்கப்படுகின்றன, பெரும்பாலும் டங்ஸ்டிக் அமிலம் (H2WO4) அல்லது அம்மோனியம் பாராடங்ஸ்டேட் (APT) படிவு மூலம். APT ஒரு பொதுவான இடைநிலை தயாரிப்பு ஆகும்.
4. குறைப்பு: சுத்திகரிக்கப்பட்ட டங்ஸ்டன் சேர்மம், பொதுவாக APT, பின்னர் அதிக வெப்பநிலையில் ஹைட்ரஜன் வாயுவுடன் குறைக்கப்படுகிறது. இந்த வெப்ப வேதியியல் குறைப்பு செயல்முறை டங்ஸ்டன் பொடியை உருவாக்குகிறது, இது டங்ஸ்டன் உலோகப் பொருட்களை உற்பத்தி செய்வதற்கான அடிப்படை மூலப்பொருள் ஆகும்.

டங்ஸ்டனின் பொதுவான தினசரி பயன்பாடுகள்

டங்ஸ்டனின் தனித்துவமான பண்புகள் அதை பலதரப்பட்ட பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றதாக ஆக்குகின்றன, அவற்றில் பல தினசரி வாழ்க்கையிலோ அல்லது தினசரி தேவைகளை ஆதரிக்கும் தொழில்களிலோ காணப்படுகின்றன.

1. மின்திறன் விளக்குகளில் உள்ள இழைகள் (Filaments): அதன் மிக உயர்ந்த உருகுநிலை காரணமாக, பாரம்பரிய மின்திறன் விளக்குகளில் உள்ள இழைகளுக்கு டங்ஸ்டன் வரலாற்று ரீதியாக விரும்பப்பட்ட பொருளாக இருந்தது. இழை உருகாமல் ஒளிரும் வெப்பநிலைக்கு வந்து ஒளியை உருவாக்கும். இத்தகைய பல்புகள் இந்திய வீடுகளில் பல தசாப்தங்களாக ஒரு பிரதானமாக இருந்தன.

2. வெப்பமூட்டும் கூறுகள் (Heating Elements): அதிக உருகுநிலை மற்றும் உயர் வெப்பநிலைக்கு எதிர்ப்பு ஆகியவை டங்ஸ்டனை தொழில்துறை அமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படும் உலைகள் மற்றும் அடுப்புகளில் வெப்பமூட்டும் கூறுகளுக்கு ஒரு சிறந்த பொருளாக ஆக்குகின்றன. இந்த உலைகள் இந்தியாவில் உள்ள பல்வேறு உற்பத்தி அலகுகள் மற்றும் ஆய்வகங்களில் மேற்கொள்ளப்படும் உலோகவியல் செயல்முறைகள் மற்றும் பொருள் அறிவியல் ஆராய்ச்சியில் முக்கியமானவை.

3. டங்ஸ்டன் கார்பைட் கருவிகள்: கார்பனுடன் இணையும் போது, டங்ஸ்டன் டங்ஸ்டன் கார்பைடு (WC) ஐ உருவாக்குகிறது, இது ஒரு விதிவிலக்காக கடினமான செராமிக் பொருள் ஆகும். இந்த கலவை வெட்டும் கருவிகள், துளையிடும் கருவிகள் (drill bits), அரைக்கும் கருவிகள் (milling cutters) மற்றும் இயந்திரங்களுக்கான தேய்மானத்தை எதிர்க்கும் பாகங்களை தயாரிக்க விரிவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்தியாவில் உள்ள கட்டுமான மற்றும் உற்பத்தித் துறைகள் கான்கிரீட் துளையிடுதல், உலோகங்களை இயந்திரப்படுத்துதல் மற்றும் சுரங்க நடவடிக்கைகளுக்கு இந்த நீடித்த கருவிகளை பெரிதும் நம்பியுள்ளன.

4. கனமான கலப்பு உலோகங்கள் மற்றும் ஈடுசெய்யும் எடைகள் (Counterweights): டங்ஸ்டனின் அதிக அடர்த்தி, ஒரு சிறிய கனஅளவில் குறிப்பிடத்தக்க எடையை தேவைப்படும் பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றதாக ஆக்குகிறது. இது விமானங்களில் ஈடுசெய்யும் எடைகள், அதிர்வு தடுப்பான்கள் (vibration dampeners) மற்றும் பாதுகாப்புத் துறையில் துளைப்பான்கள் (penetrators) போன்ற கூறுகளுக்கு கனமான கலப்பு உலோகங்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. மீன்பிடி எடைகளிலும் கூட, மூழ்கும் வேகத்தை அதிகரிக்கவும், அளவைக் குறைக்கவும் சில சமயங்களில் டங்ஸ்டன் சேர்க்கப்படலாம்.

5. மின்சார தொடர்புகள் (Electrical Contacts): டங்ஸ்டனின் நல்ல மின் கடத்துத்திறன், அதன் அதிக உருகுநிலை மற்றும் தேய்மானம் மற்றும் மின்சுற்று அரிப்புக்கு எதிர்ப்பு ஆகியவற்றுடன் சேர்ந்து, பல்வேறு சுவிட்சுகள், ரிலேக்கள் மற்றும் சர்க்யூட் பிரேக்கர்களில் மின்சார தொடர்புகளுக்கு ஏற்றதாக ஆக்குகிறது. இந்த கூறுகள் இந்தியாவில் உள்ள வீட்டு உபகரணங்கள், தொழில்துறை கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகள் மற்றும் வாகன மின்னணுவியல் ஆகியவற்றில் பரவலாகக் காணப்படுகின்றன.