Той, що дає світло

В 1860 році нагріванням чавуну з вольфрамовою кислотою був отриманий сплав заліза з вольфрамом. Твердість цього сплаву зацікавила багатьох хіміків і металургів. Незабаром вдалося розробити промисловий спосіб виробництва феровольфраму - це послужило потужним поштовхом до використання вольфраму в металургії.

Минуло ще кілька років, перш ніж були зроблені перші спроби ввести вольфрам в сталь для виготовлення рушниць і гармат. В кінці минулого століття таку сталь виплавив на Путилівському заводі в Петербурзі професор В. Н. Ліпін - один з організаторів виробництва легованої сталі в СРСР.

Навіть невелика кількість вольфраму, доданого в сталь, значно підвищувала опір роз'їданню пороховими газами стволів рушниць і гармат. Раніше інших це зуміли оцінити німецькі інженери. У роки Першої світової війни легкі німецькі гармати витримували до п'ятнадцяти тисяч пострілів, в той час як російські і французькі гармати виходили з ладу вже після шести-восьми тисяч пострілів.

Природно, що в ці роки видобуток вольфрамової руди різко зріс. Якщо в 90-х роках XIX століття в світі щорічно видобувалося лише 200-300 тонн вольфрамової руди, то вже в 1910 році видобуток її склав 8 тисяч тонн, а в 1918 році досяг 35 тисяч тонн.

І все ж вольфраму не вистачало. Особливо гостро потребувала цого Німеччина, яка майже не мала в своєму розпорядженні власних джерел цього металу. Правда, готуючись до війни, далекоглядні німці запаслися вольфрамовою рудою, але незабаром ці запаси вичерпалися, а військова промисловість продовжувала наполегливо вимагати вольфрамову сталь.

Нестача вольфрамових руд змусила німецьких металургів ламати голову. Але ж недарма кажуть: голота на вигадки хитра. Вихід із скрутного становища було знайдено: згадали, що "вовча піна", з'їдаючи олово, захоплювала його з собою в шлаки, а на території Німеччини, де кілька століть виплавлявся цей метал, скупчилися цілі гори олов'яних шлаків. Незабаром металурги вже почали отримувати з них вольфрам. Зрозуміло, повністю вгамувати вольфрамовий голод шлаки не могли, але "заморити черв'ячка" з їх допомогою вдалося.

В царській Росії навіть в період загального підйому вольфрамової промисловості видобуток цього цінного металу був незначним. В 1915 році з Забайкальського родовища на Іжорський завод надійшло всього 1,4 тонни вольфрамової руди, а в 1916 році Мотовилихинському заводу в Пермі було відвантажено 8,7 тонни. Виробництво феровольфраму в Росії в ті роки становило лише кілька сотень кілограмів.

У наш час приблизно 80 % всього видобутого в світі вольфраму споживає металургія якісних сталей, близько 15 % йде на виробництво твердих сплавів, решту - 5 % - промисловість використовує у вигляді чистого вольфраму - металу, що володіє надзвичайними властивостями.

Щоб розплавити вольфрам, його потрібно нагріти до такої температури, при якій більшість металів вже випаровується - до 3410 °С. Сам же вольфрам міг би залишатися в рідкому стані навіть поблизу самого Сонця: температура кипіння його майже 6000 °С.

Тугоплавкість цього елемента і забезпечила йому застосування в одній з найважливіших галузей промисловості - електротехніці. З тих пір як на початку XX століття вольфрамова нитка витіснила вугільні, осмієві і танталові нитки, що використовувалися для виготовлення електричних ламп, щовечора в наших будинках спалахують крихітні вольфрамові блискавки. Щорічно в світі виготовляють кілька мільярдів електроламп. Мільярди вогнів! .. А чи багато це? З початку нашого літочислення людство прожило лише трохи більше мільярда хвилин (29 квітня 1902 року в 10 годин 40 хвилин час почав відраховувати другий мільярд хвилин нової ери).

Вчені й інженери постійно вдосконалюють електричну лампу, прагнучи того, щоб її життя тривало якомога довше. Подібно до того як тане палаюча воскова свічка, при включенні лампи вольфрам починає випаровуватися з поверхні нитки розжарювання. Щоб зменшити випаровування і тим самим продовжити термін служби лампи, в неї під тиском зазвичай вводять різні інертні гази. Порівняно недавно запропоновано використовувати для цієї мети пари йоду, який, як з'ясувалося, грає цікаву роль: він ловить молекули вольфраму, що випарувалися, і вступає з ним в хімічний зв'язок. Потім він осідає на нитки, тим самим повертаючи "втікачів" назад. Така лампа набагато довговічніше звачайної.

Асортимент електричних ламп, що випускаються промисловістю, дуже різноманітний: від мініатюрних "бусинок", які використовуються в медицині, до потужних прожекторних "сонць".

В 1967 році на Всесвітній виставці в Монреалі в павільйоні СРСР демонструвалася установка радіаційного нагріву "Уран-1", одним з головних елементів якої служила лампа оригінальної конструкції, забезпечена водяним і повітряним охолодженням. У порівняно невеликій колбі з жаростійкого кварцу, наповненого інертним газом ксеноном, знаходились два вольфрамових електроди. При включенні лампи між електродами спалахувала газова плазма, розпечена до 8000 °С. Спеціальний дзеркальний відбивач, в порівнянні з яким звичайні дзеркала здаються тьмяними бляшанками, направляв інфрачервоні промені штучного сонця (лампа відтворює сонячний спектр) в оптичну систему установки, де вони фокусувалися в єдиний потік діаметром трохи більше сантиметра. Температура в фокусі пучка променів досягала 3000 °С. У цьому гарячому режимі "Уран-1" міг безперервно працювати сотні годин.

Широке застосування в техніці знаходять так звані катодні промені, які являють собою потік електронів, що вириваються з поверхні металевого катода в вакуум (електронна емісія). Як показала практика, одним з кращих матеріалів для катодів виявився вольфрам.

(За матеріалами книги С. І. Венецького "Розповіді про метали" та Вікіпедії)