டங்ஸ்டன் (W) இன் நடைமுறைப் பயன்பாடுகள்

தொழில்துறை பயன்பாடுகள்

டங்ஸ்டன் (W) ஆனது, அனைத்து உலோகங்களிலும் மிக உயர்ந்த உருகுநிலை (3422 °C), குறிப்பிடத்தக்க கடினத்தன்மை மற்றும் அதிக அடர்த்தி போன்ற அதன் விதிவிலக்கான பண்புகளுக்காக அறியப்படுகிறது. இது பல முக்கியமான தொழில்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

வெட்டுக் கருவிகள் மற்றும் தேய்மானத்தை எதிர்க்கும் பொருட்கள்

டங்ஸ்டனின் மிக முக்கியமான தொழில்துறை பயன்பாடு, வைரத்திற்கு இணையான தீவிர கடினத்தன்மை கொண்ட ஒரு சேர்மமான டங்ஸ்டன் கார்பைட் (WC) வடிவில் உள்ளது. சிமென்டட் கார்பைடுகள் (கோபால்ட் பைண்டரில் சின்டர் செய்யப்பட்ட WC துகள்கள்) இதற்கு அவசியமானவை:

• துளையிடும் கருவிகள் மற்றும் வெட்டுக் கருவிகள்: உலோகம், மரம் மற்றும் பாறைகளை வெட்டுவதற்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, ஏனெனில் அவை உயர்ந்த சிராய்ப்பு எதிர்ப்பையும் அதிக வெப்பநிலையில் வலிமையையும் கொண்டுள்ளன.
• சுரங்க மற்றும் கட்டுமானப் பணிகள்: பாறை துளையிடும் கருவிகள், சுரங்கப்பாதை தோண்டும் இயந்திரங்கள் மற்றும் அகழ்வாராய்ச்சி உபகரணங்களுக்கான கூறுகள்.
• கவசத்தைத் துளைக்கும் எறிகணைகள்: அதன் அதிக அடர்த்தியும் கடினத்தன்மையும் இராணுவப் பயன்பாடுகளில் அதன் செயல்திறனுக்கு பங்களிக்கின்றன.

இழை (Filaments) மற்றும் மின் கூறுகள்

டங்ஸ்டனின் அதிக உருகுநிலையும் குறைந்த ஆவி அழுத்தமும் அதை அதிக வெப்பநிலை பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றதாக ஆக்குகின்றன:

• குண்டு பல்பு இழை (Incandescent light bulb filaments): வரலாற்று ரீதியாகவும், சில சிறப்பு பல்புகளிலும், டங்ஸ்டன் கம்பிகள் அதிக வெப்பநிலையில் உருகாமல் பிரகாசமாக ஒளிர்கின்றன.
• மின்னணு உமிழ்ப்பான்கள் (Electron emitters): எக்ஸ்ரே குழாய்கள், எலக்ட்ரான் மைக்ரோஸ்கோப்கள் மற்றும் வெற்றிட உலைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• மின் தொடர்புகள் (Electrical contacts): அதன் சிறந்த கடத்துத்திறன் மற்றும் வில் அரிப்பிற்கு எதிர்ப்புத்திறன் ஆகியவை அதிக மின்னோட்ட சுவிட்சுகள் மற்றும் தொடர்புகளுக்கு இதை பொருத்தமானதாக ஆக்குகின்றன.
• பற்றவைப்பு மின்முனைகள் (Welding electrodes): தாரியேட்டட் டங்ஸ்டன் மின்முனைகள் (thoriated tungsten electrodes) அவற்றின் வில் நிலைத்தன்மை காரணமாக காஸ் டங்ஸ்டன் ஆர்க் வெல்டிங் (GTAW அல்லது TIG வெல்டிங்) முறையில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

கலப்புலோகங்கள் மற்றும் சூப்பர் கலப்புலோகங்கள்

டங்ஸ்டன் மற்ற உலோகங்களுடன் கலந்து வலிமை, கடினத்தன்மை மற்றும் அதிக வெப்பநிலை எதிர்ப்பைக் கொடுக்கிறது:

• உயர்-வேக எஃகு (High-speed steel - HSS): டங்ஸ்டனைக் கொண்டுள்ளது, இது கடினத்தன்மை மற்றும் வெப்ப எதிர்ப்பை அதிகரிக்கிறது, அதிக வேகத்தில் செயல்படும் வெட்டுக் கருவிகளுக்கு இது முக்கியம்.
• சூப்பர் கலப்புலோகங்கள் (Superalloys): ஜெட் என்ஜின் டர்பைன் பிளேடுகள், ராக்கெட் முனைகள் மற்றும் அதிக வெப்பநிலை உலைகளில் உள்ள வெப்பமூட்டும் கூறுகள் போன்ற விண்வெளிப் போக்குவரத்துக்கான கூறுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அங்கு தீவிர வெப்பநிலையில் வலிமையும் நிலைத்தன்மையும் மிக முக்கியம்.

கதிர்வீச்சுத் தடுப்பு

அதன் அதிக அடர்த்தி (19.25 g/cm³), யுரேனியம் மற்றும் தங்கத்துடன் ஒப்பிடக்கூடியது என்பதால், டங்ஸ்டன் கலப்புலோகங்கள் இதற்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன:

• கதிர்வீச்சுத் தடுப்பு: எக்ஸ்-கதிர்கள் மற்றும் காமா கதிர்களைத் தடுப்பதில் பயனுள்ளது, மருத்துவ உபகரணங்கள் மற்றும் அணுசக்தி பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• எதிர் எடைகள் மற்றும் பேலஸ்ட்கள்: அதன் அதிக அடர்த்தி விமானம், கோல்ஃப் கிளப்புகள் மற்றும் ரேசிங் கார்களில் சிறிய எதிர் எடைகளை அனுமதிக்கிறது.

அன்றாடப் பயன்பாடுகள்

கனரக தொழில்களுக்கு அப்பால், டங்ஸ்டனின் தனித்துவமான பண்புகள் பல நுகர்வோர் மற்றும் வீட்டுப் பொருட்களிலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

குண்டு பல்பு இழை

LED தொழில்நுட்பத்தின் எழுச்சி இருந்தபோதிலும், பழைய அல்லது சிறப்பு குண்டு பல்புகள் இன்னும் மெல்லிய, சுருண்ட டங்ஸ்டன் இழைகளை நம்பியுள்ளன. மின்சாரம் கடந்து செல்லும்போது, டங்ஸ்டன் தீவிர வெப்பநிலைக்கு (சுமார் 2,700–3,300 K) வெப்பமடைந்து, வெப்ப ஒளியின் விளைவாக ஒளியை உமிழ்கிறது.

டங்ஸ்டன் கார்பைட் நகைகள்

டங்ஸ்டன் கார்பைட் நகைகளுக்கு, குறிப்பாக மோதிரங்களுக்கு ஒரு பிரபலமான பொருளாக மாறியுள்ளது. அதன் தீவிர கீறல் எதிர்ப்பு, நீடித்துழைப்பு மற்றும் ஒரு தனித்துவமான கருப்பு, பளபளப்பான தோற்றம் ஆகியவை பாரம்பரிய விலைமதிப்பற்ற உலோகங்களுக்கு ஒரு கவர்ச்சிகரமான மாற்றாக இதை ஆக்குகின்றன. தங்கம் அல்லது வெள்ளியைப் போலல்லாமல், டங்ஸ்டன் கார்பைட் மோதிரங்கள் கீறல் மற்றும் சிதைவுக்கு கிட்டத்தட்ட பாதிக்கப்படாதவை.

மீன்பிடி எடைகள் மற்றும் சிங்கர்கள்

டங்ஸ்டனின் அதிக அடர்த்தி, மீன்பிடி எடைகள் மற்றும் சிங்கர்களுக்கு ஈயத்திற்கு ஒரு சிறந்த, சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த மாற்றாக அமைகிறது. அதன் எடைக்கு ஏற்ற சிறிய அளவு சிறந்த வீச்சு தூரத்தையும் உணர்திறனையும் அனுமதிக்கிறது, அதே நேரத்தில் அதன் நச்சுத்தன்மையற்ற தன்மை நீர்வாழ் சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகளில் சுற்றுச்சூழல் தாக்கத்தைக் குறைக்கிறது.

உயிரியல் பங்கு மற்றும் நச்சுத்தன்மை

உயிரியல் பங்கு

டங்ஸ்டன் பொதுவாக மனிதர்களுக்கும் விலங்குகளுக்கும் ஒரு அத்தியாவசிய தனிமமாகக் கருதப்படவில்லை. உண்மையில், மோலிப்டினத்திற்கு அதன் ரசாயன ஒற்றுமை, அதிக செறிவுகளில் இருக்கும்போது மோலிப்டினம்-சார்ந்த என்சைம்களின் போட்டித் தடுப்பிற்கு வழிவகுக்கும், இது இயல்பான உயிரியல் செயல்பாடுகளை சீர்குலைக்கும்.

இருப்பினும், சில காற்றில்லா பாக்டீரியாக்கள் மற்றும் ஆர்க்கேயாக்கள் (anaerobic bacteria and archaea) தங்கள் மெட்டலோஎன்சைம்களில் (டங்ஸ்டோஎன்சைம்கள்) டங்ஸ்டனைப் பயன்படுத்தி குறிப்பிட்ட வளர்சிதை மாற்றப் பாதைகளுக்காக பரிணாமம் அடைந்துள்ளன, குறிப்பாக தீவிர சூழல்களில். இந்த நுண்ணுயிரிகளுக்கு, டங்ஸ்டன் ஒரு அத்தியாவசிய நுண்ணூட்டச்சத்து தனிமமாக இருக்கலாம்.

நச்சுத்தன்மை

தனிம டங்ஸ்டன் மற்றும் அதன் பல கனிம சேர்மங்கள் மனிதர்களில் குறைந்த தீவிர நச்சுத்தன்மையைக் (low acute toxicity) காட்டுகின்றன. இது பெரும்பாலும் அதன் குறைந்த கரைதிறன் மற்றும் உடலில் குறைந்த உறிஞ்சப்படுதல் காரணமாகும்.

• நீண்டகால வெளிப்பாடு (Chronic exposure): டங்ஸ்டன் கொண்ட தூசியை நீண்டகாலமாக உள்ளிழுப்பது, குறிப்பாக சுரங்க அல்லது தொழில்துறை அமைப்புகளில், சுவாச எரிச்சலுக்கு வழிவகுக்கும்.
• கோபால்ட் கலந்த டங்ஸ்டன் கார்பைட் (Tungsten carbide with cobalt): கோபால்ட் பைண்டருடன் (சிமென்டட் கார்பைடுகளின் ஒரு பொதுவான கூறு) கலந்த டங்ஸ்டன் கார்பைட்டின் நுண்தூசுகளுக்கு வெளிப்படுவது அதிக கவலை அளிக்கிறது. இந்த கலவையானது “கடின உலோகம் நோய்” (hard metal disease) என்று அழைக்கப்படும் ஒரு தீவிர தொழில்சார் நுரையீரல் நோயை ஏற்படுத்தும், இது நுரையீரல் ஃபைப்ரோஸிஸால் (pulmonary fibrosis) வகைப்படுத்தப்படுகிறது, இது படிப்படியாக அதிகரித்து பலவீனப்படுத்தக்கூடியது. இந்த விஷயத்தில் நச்சுத்தன்மை முதன்மையாக கோபால்ட் கூறு மற்றும் டங்ஸ்டன் கார்பைடுடன் ஒருங்கிணைந்த விளைவுகளுக்குக் காரணம்.
• சுற்றுச்சூழல் தாக்கம்: தனிம டங்ஸ்டன் ஒப்பீட்டளவில் மந்தமாக இருந்தாலும், சில கரையக்கூடிய டங்ஸ்டன் சேர்மங்கள் சுற்றுச்சூழலில் பரவக்கூடும். உயர்ந்த சுற்றுச்சூழல் டங்ஸ்டன் அளவுகள் சில தாவரங்கள் மற்றும் விலங்குகளில் மோலிப்டினம் வளர்சிதை மாற்றத்தில் தலையிடக்கூடும் என்று ஆய்வுகள் தெரிவிக்கின்றன, இருப்பினும் விளைவுகள் சிக்கலானவை மற்றும் இனங்கள் மற்றும் ரசாயன வடிவத்திற்கு ஏற்ப பெரிதும் வேறுபடுகின்றன.

புவியியல் பரவல்

டங்ஸ்டன் பூமியின் மேலோட்டத்தில் ஒப்பீட்டளவில் அரிய தனிமம் (rare element) ஆகும், இதன் சராசரி செறிவு சுமார் 1.5 ppm (parts per million) என மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது. இது இயற்கையில் அதன் தனிம வடிவத்தில் ஒருபோதும் காணப்படுவதில்லை, ஆனால் தாதுக்களில் மட்டுமே நிகழ்கிறது.

முக்கிய தாதுக்கள்

டங்ஸ்டன் வணிகரீதியாகப் பிரித்தெடுக்கப்படும் முதன்மை தாதுப் பொருட்கள்:

• வோல்ஃப்ராமைட் (Wolframite): இரும்பு டங்ஸ்டேட் (FeWO₄) மற்றும் மாங்கனீஸ் டங்ஸ்டேட் (MnWO₄) ஆகியவற்றின் திட கரைசல் தொடர்.
• ஸ்கீலைட் (Scheelite): கால்சியம் டங்ஸ்டேட் (CaWO₄).

இந்த தாதுக்கள் பொதுவாக கிரானைட் ஊடுருவல்கள் மற்றும் நீருக்கடியில் வெப்ப நரம்புகளுடன் தொடர்புடையதாகக் காணப்படுகின்றன.

முக்கிய வளங்கள்/படுகைகள்

உலகளாவிய டங்ஸ்டன் வளங்கள் சில முக்கிய பகுதிகளில் குவிந்துள்ளன. சீனா வரலாற்று ரீதியாகவும், இன்றும் உலகளாவிய டங்ஸ்டன் உற்பத்தியில் ஆதிக்கம் செலுத்தி வருகிறது, உலகின் அறியப்பட்ட இருப்புக்களின் குறிப்பிடத்தக்க பகுதியைக் கொண்டுள்ளது. மற்ற முக்கிய உற்பத்தி செய்யும் நாடுகள் மற்றும் பகுதிகள் பின்வருமாறு:

• ரஷ்யா
• கனடா
• பொலிவியா
• போர்ச்சுகல்
• வியட்நாம்
• ஆஸ்திரியா

இந்த படுகைகள் முதன்மையாக டெக்டோனிக் செயல்பாட்டால் உருவான மலைப்பகுதிகளில் காணப்படுகின்றன, அங்கு மாக்மா மற்றும் நீருக்கடியில் வெப்ப செயல்முறைகள் டங்ஸ்டன் கொண்ட தாதுக்களைக் குவித்துள்ளன.