Tungsten: Aplikasi Masa Lalu dan Inovasi Modern

Sebuah Penglihatan Kembali pada Tungsten Ca. 2007, dengan Hormat dari ITIA

Asosiasi Industri Tungsten Internasional (ITIA) adalah organisasi terhormat yang rekan-rekan kami di Nippon Tungsten telah menjadi anggotanya selama bertahun-tahun. Sementara kami di Metal Cutting adalah ahli dalam cara memotong tungsten dan menggunakannya untuk membuat bagian presisi dari baja tulangan dan kawat halus, ITIA lebih berfokus pada aspek serbuk dan tonase tungsten.

Namun, ITIA yang sangat dihormati menarik bagi siapa pun di bisnis tungsten, di mana properti unik termasuk titik leleh tinggi tungsten (6192°F, atau 3422°C), tekanan uap rendahnya (suhu > 3000°F, atau > 1650°C), dan kekuatan tarik tinggi telah membuat bahan ini berguna dalam berbagai macam aplikasi.

Faktanya, ketika kami menemukan artikel newsletter ITIA lama yang disebut “A Family’s Day with Tungsten,” hanya untuk kesenangan kami memutuskan untuk melakukan pembaruan. Lebih dari satu dekade setelah tulisan itu ditulis, inilah pandangan kami tentang berapa banyak penggunaan tungsten sekitar tahun 2007, yang dialami oleh keluarga teoretis empat orang (ayah, ibu, dan dua anak), telah bertahan melalui waktu.

Di Rumah di Pagi Hari

Hari itu pada tahun 2007 dimulai dengan ayah bangun sangat pagi (dan dengan tenang, untuk tidak mengganggu istri dan anak-anaknya) dengan getaran halus dari ponselnya di bawah bantalnya.

Tipe ponsel yang digambar dalam artikel sudah tidak ada lagi — digantikan oleh smartphone yang ramping. Namun, mekanisme bagian tungsten kecil yang diputar oleh mikromotor listrik di dalam ponsel untuk membuat getaran adalah salah satu penggunaan tungsten yang masih digunakan saat ini.

Saat ayah berjalan di sekitar rumah, ia mencatat berbagai lampu, termasuk cahaya lembut lampu tidur menggunakan bola lampu pijar 15 watt dengan filamen tungsten dan lampu spotlight halogen yang terang di kamar mandi dengan kawat tungsten berkinerja tinggi.

Kenyataan saat ini adalah bola lampu pijar dengan kawat filamen sedang menurun, dan bahkan CFLs sedang cepat ketinggalan oleh efisiensi lampu LED. (Sebenarnya kawat filamen adalah salah satu penggunaan tungsten yang baik untuk bisnis kami, kami bukan dari penolak LED!)

Penggunaan Tungsten di Jalan

Akhirnya dalam mobilnya dan menuju bandara, ayah menyalakan pelapis jendela mobilnya, yang menggunakan kawat filamen tungsten yang terbenam di kaca depan dan belakang.

Aplikasi ini sebenarnya tidak pernah populer di mobil yang dibuat di Amerika Serikat, tetapi digunakan luas di Eropa. Selain itu, Metal Cutting saat ini menyediakan kawat filamen tungsten untuk tujuan ini di kaca pesawat penerbangan.

Ayah mencatat bahwa mesin mobil 10 silindernya berjalan dengan mulus untuk mesin diesel; ini karena hampir 22 pound (10 kg) bagian tungsten yang ditempatkan di sekitar crankshaft untuk mengurangi getaran. Pemikiran ini telah menjadi salah satu mesin diesel 10 silinder secara umum, di sisi mobil yang jauh lebih ringan dan hemat energi.

Hampir tabrakan di tol, ayah segera menyalakan klakson mobilnya — aplikasi yang, dulu dan sekarang, membutuhkan aliran arus listrik dan bergantung pada saklar yang terbuat dari tungsten murni, yang berorientasi pada keahlian dalam cara memotong tungsten.

Di waktu fajar, lapisan tipis tungsten bronze pada cermin belakangnya mengurangi cahaya kilat dari lampu depan di belakangnya. Ini juga adalah salah satu penggunaan tungsten yang masih digunakan saat ini.

Saat mulai salju, ayah memikirkan mertuanya yang tinggal di Finlandia, di mana ban dengan batu tahi tungsten carbide adalah — dan masih — berguna dalam cuaca winter beres, di mana pemerintah setempat mengizinkannya. Kekejaman dan ketahanan abrasi batu tahi membantu mencegah mobil tergelincir.

Tentu saja, mobil saat ini mencakup berbagai teknologi keamanan aktif yang terus berkembang yang dirancang untuk meningkatkan baik keamanan maupun kinerja.

Saat mendekati bandara, ayah melihat truk barang dengan label yang mengatakan mereka dilengkapi dengan peralatan pengurangan emisi modern. Katalis DeNOx, yang digunakan dulu dan sekarang pada banyak mesin diesel truk, mengurangi konsentrasi nitrogen oksida dalam gas buang.

Katalis ini terbuat dari keramik yang mengandung tungsten — dua bahan yang bekerja sama dengan baik, mengingat titik leleh ultra tinggi tungsten.

Selain itu, lubang yang sempurna ukurannya pada injektor diesel untuk truk ini dibuat menggunakan elektroda tungsten milik Metal Cutting. Kami menggerinda lubang hingga toleransi diameter 0,5 mikron untuk memaksimalkan pembakaran penuh dan mengurangi emisi partikel.

Penggunaan Tungsten di Udara

Naik pesawat dan menemukan kursinya dekat salah satu sayap, ayah memperhatikan turbin mesin. Palang turbin di zona suhu tinggi mesin terbuat dari super-logam yang mengandung tungsten — aplikasi lain yang mendapat manfaat dari titik leleh tinggi tungsten.

Saat lepas landas, ia melihat ke luar jendela dan memperhatikan flap sayap dan aileron yang bekerja. Pada tahun 2007 dan saat ini, bobot berat tungsten adalah bagian dari mekanisme yang mengontrol gaya yang diberikan pada flap.

Ironisnya, sementara saat ini kita membayar semua barang dan harus membayar lebih untuk barang melebihi berat, pesawat itu sendiri dipenuhi dengan bobot berat yang terbuat dari logam campuran tungsten berat. Namun, ini dirancang dengan presisi untuk lokasi dan tujuan keamanan tertentu, jadi kami tidak mengeluh.

Ayah mengeluarkan laptop dan iPodnya untuk menghabiskan waktu dan mempersiapkan pertemuan bisnisnya. Meskipun perangkat elektronik ini telah berkembang luar biasa dalam satu dekade terakhir, tungsten masih tidak terpisahkan dalam pembuatannya. Misalnya:

• Papalan sirkuit cetak di dalam perangkat diproses menggunakan router carbide semen dan mikrodrill.
• Chip sirkuit terintegrasi menggunakan kawat konduktor tungsten atau stop kontak dan bahan gate tungsten silicide.
• Logam campuran tungsten dan molibdenum digunakan dalam produksi layar perangkat.
• Sond yang terbuat dari tungsten atau tungsten rhenium digunakan untuk menguji setiap chip sirkuit terintegrasi pada level wafer — memastikan bahwa produksi nilai tambah selanjutnya hanya menggunakan chip yang berfungsi.

Tungsten dalam Aplikasi Medis dan Gigi

Untuk ibu keluarga, cerita ITIA menjelaskan beberapa janji penting yang menampilkan penggunaan tungsten dalam perangkat medis. Misalnya, ia melakukan perjalanan ke rumah sakit untuk pemindai komputer tomografi (CT) tulang belakangnya, untuk mencoba menentukan penyebab beberapa nyeri punggung yang sudah lama.

Meskipun citra resonansi magnet (MRI) mungkin lebih banyak digunakan saat ini, dulu dan sekarang perangkat CT dapat menghasilkan gambar 3D menggunakan tabung X yang berisi elektroda terbuat dari tungsten, serta anode berputar terbuat dari tungsten atau logam campuran tungsten rhenium. Selain itu, tungsten masih digunakan dalam pelindung seluruh mesin CT.

Setelah laporan baik dari pemindai CT, yang tidak menunjukkan masalah serius, ibu menuju janji di klinik gigi. Di sana, foto X panorama semua giginya diambil — dan sekali lagi, anode tungsten memainkan peran dalam mesin X.

Kalsium tungstate digunakan sebagai bahan fluoresen dalam film X. Selain itu, pelindung tebal yang dikenakan ibu terbuat dari serbuk tungsten yang terdisemina dalam latex, yang melindunginya dari radiasi dan lebih ramah lingkungan daripada timbal.

Hari ini, citra digital lebih prevalen daripada penggunaan film X tradisional di klinik gigi, tetapi teknologi X dasar tetap sama. Menariknya, di sini di Amerika Serikat dokter gigi kita masih menggunakan pelindung terbalik yang terbuat dari timbal. Tetapi, bagaimana kalau mereka beralih ke tungsten yang lebih ramah lingkungan?

Kembali ke tahun 2007, ada beberapa berita buruk untuk ibu: Dia perlu dilakukan treatment salur akar! Sebagian besar bor yang digunakan dokter gigi untuk membersihkan dan membentuk terbuat dari carbide semen butir halus, dengan tepi yang sangat tajam. Benar dulu dan masih benar sekarang, bahan bor ini menghasilkan geseran lebih sedikit, yang berarti panas lebih sedikit dan nyeri lebih sedikit bagi pasien — akhirnya, beberapa berita baik untuk ibu.

Penggunaan Tungsten Selama Hari Sekolah

Dua anak keluarga berangkat ke sekolah pagi itu melalui kereta api. Mesinnya berisi saklar tegangan tinggi dengan zona kontak yang terdiri dari bagian logam campuran tembaga tungsten, yang tahan terhadap erosi percikan berkat titik leleh tinggi tungsten.

Matrai carbide semen digunakan untuk memproduksi garis kontak atas kereta api, serta semua kawat di mesin. Potongan lembar tembaga tipis dari mesin dan transformasi dipotong dengan alat carbide semen. Hari ini, penggunaan tungsten ini masih standar.

Belajar untuk tes fisika selama perjalanan kereta api, salah satu anak membaca tentang penggunaan tungsten dalam bahan dinding pertama untuk reaktor fusi nuklir. Proyek, Reaktor Termonuklir Eksperimental Internasional (ITER), pada tahap perencanaan saat itu dan MASIH pada tahap konstruksi sekarang. (Anda dapat membaca tentang proyek di www.iter.org.)

Melihat dari jendela kereta api, anak-anak melihat tambang batu bara terbuka, yang menggunakan pacul gigi besar dan alat serta sistem lain yang bergantung pada fitting tabung carbide tungsten. Sementara ekonomi batu bara tidak ramah bagi industri tersebut dalam beberapa tahun terakhir, hari ini peralatan ini masih digunakan di berbagai jenis tambang dan masih memanfaatkan komponen carbide tungsten.

Saat mereka tiba di sekolah, putranya menyadari bahwa ia melupakan beberapa perlengkapannya dan meminta meminjam lembar kertas dan pena bola dari kakaknya.

Tentu saja, hari ini laptop dan perangkat seluler telah menggantikan lembar dan pena bagi banyak siswa. Tetapi pada tahun 2007 dan sekarang, roll yang dilapisi tungsten digunakan dalam pembuatan kertas, dan pisau carbide semen digunakan untuk memotong lembar lembaran tulisan dengan akurat.

Selain itu, tungsten dalam bentuk carbide semen tahan korosi masih membentuk bola pena bola — dirancang dengan presisi untuk memberikan kekasaran permukaan yang tepat untuk membawa cukup tinta dan bergulir di kertas tanpa meluncur.

Tungsten saat Waktu Luang

Setelah hari yang mencakup pemindai CT di rumah sakit diikuti dengan kunjungan ke klinik gigi dan treatment salur akar, ibu keluarga akhirnya mendapat istirahat: Dia memiliki janji untuk bertemu beberapa teman untuk sekeliling golf setelah janjinya selesai.

Dia memeriksa jamnya — hadiah dari suaminya, ini adalah model yang sangat tahan goresan yang terbuat dari carbide tungsten, dengan gerakan mekanik dan bagian logam campuran tungsten berat untuk menyalin jam secara otomatis. Dengan keberuntungan, dia mungkin masih mengenakan jam yang sama hari ini.

Keluaran golf memberi ibu kesempatan untuk berlatih dengan driver baru yang memiliki baut logam campuran tungsten berat untuk meningkatkan kinerja, sehingga ia dapat meningkatkan handicap 18nya lebih banyak lagi. Dia senang dengan bola golf baru yang diberikan suaminya untuk ulang tahunnya; yang berisi cangkang tungsten di salah satu lapisan luar di dalam bola, saat dipukul dengan benar bola-bola ini memungkinkan golfers untuk memberikan spin yang besar pada pukulannya.

Karena dingin dan tanah keras, dia juga bersyukur dengan baut carbide semen pada sepatu golfnya. Hari ini, penggunaan tungsten seperti ini adalah di antara banyak keuntungan teknologi lain yang golfers selalu usahakan dalam perjalanan mereka menuju kesempurnaan.

Sementara itu, setelah sekolah putri keluarga dan beberapa temannya pergi berlari, dengan beban di tangan dan kaki mereka untuk meningkatkan efisiensi latihan mereka. Sekarang, seperti pada tahun 2007, beban-beban ini sering terbuat dari tungsten, dengan kepadatan tinggi yang memberikan bobot dalam paket yang kompak, dan bergantung pada perusahaan seperti Metal Cutting untuk keahlian kami dalam cara memotong tungsten.

Sore itu pada tahun 2007, putranya bertemu beberapa teman di klub remaja, di mana mereka bermain dart menggunakan dart gaya profesional yang terbuat dari logam berat tungsten. Ini memungkinkan (dan masih memungkinkan) desain yang ramping dan trajetori yang stabil ketika proyektil dilempar.

Penggunaan Tungsten di Industri Umum

Selama hari, cerita keluarga menyebutkan berbagai penggunaan tungsten lainnya di industri umum — contoh-contoh yang masih sangat relevan sekarang. Ini mencakup:

• Kawat tungsten yang digunakan untuk kawat terisi (corona) di printer laser dan mesin foto
• Alat carbide semen yang digunakan untuk memesin blok mesin mobil dan bagian titanium untuk sayap pesawat dan landas roda
• Diamond policristal pada palang carbide tungsten yang digunakan untuk memotong plastik terpenuhi serat karbon untuk bagian pesawat seperti kulit sayap
• Mesin konstruksi jalan berat yang dilengkapi dengan pahat carbide semen dan komponen berbasis tungsten lainnya
• Saklar transformator dan stasiun daya listrik berkinerja tinggi yang terbuat dari logam campuran tembaga tungsten
• Mesin penghancur kayu yang menggunakan pisau carbide semen, yang lebih tahan aus daripada baja

Kembali ke Rumah di Akhir “Hari dengan Tungsten”

Saat keluarga berkumpul di rumah menuju akhir hari, masih ada penggunaan tungsten lainnya yang tersembunyi di depan mata. Misalnya, ibu dan anak perempuan menggantungkan beberapa tirai baru yang tahan api karena terbenam natrium metatungstate di kain.

Ayah dan putranya bekerja pada proyek DIY — kamar mandi baru yang menampilkan tegel dengan sifat mencerminkan cahaya berkat oksida tungsten dan logam tungsten pada glaze. Alat yang mereka gunakan termasuk pemotong tegel carbide semen dan bor dengan bit carbide semen.

Saat ibu memasak malam, menggunakan pemacu pisau carbide semen, ayah (seorang audiofil) mencoba pembelian terbarunya — pemutar pita vinil analog yang dilengkapi dengan:

• Bobot tungsten untuk menyesuaikan lengan nada dan meredam getaran.
• Empat kaki berat di bawah yang terbuat dari logam berat untuk meredam efek getaran pada platir

Setelah makan malam, keluarga pergi ke bioskop untuk melihat thriller terbaru dalam proyeksi wide-angle, dengan kejelasan dan kecerahan dari lampu arc pendek Xenon yang dilengkapi dengan elektroda tungsten.

Dan sementara keluarga mengakhiri hari mereka di rumah di bawah kilat lampu pijar filamen tungsten — aplikasi yang berutang kilat hangat dan menyambutnya kepada dayah tahan tungsten tetapi tidak begitu umum saat ini dibandingkan dengan CFL dan LED — hampir semua penggunaan tungsten lainnya sama relevannya saat ini.

Apakah Ada Tungsten di Masa Depan Anda?

Tentu saja, ini semua hanyalah pandangan kami tentang bagaimana penggunaan tungsten telah berkembang selama satu dekade terakhir. Namun, kami pikir Anda akan setuju bahwa perbandingan ini menunjukkan bahwa tungsten masih salah satu logam tahan api yang paling banyak digunakan dan bermanfaat.

Sebagai perusahaan yang tahu cara memotong tungsten dan memanfaatkannya secara optimal, Metal Cutting dapat membantu Anda menentukan apakah properti seperti titik leleh tinggi tungsten membuatnya menjadi bahan yang tepat untuk aplikasi saat ini atau yang direncanakan Anda — cukup hubungi kami.

Anda juga dapat mempelajari dasar-dasar kawat tungsten, propertinya, dan aplikasinya dalam panduan kami, Tungsten Wire 101: Overview of a Uniquely Useful Material, yang tersedia untuk diunduh gratis.