Вольфрам: идеальный металл для пуль и ракет

Oct 24, 2023

Представьте себе кусок железа размером с теннисный мяч. Взвесьте его в руке. Теперь позвольте ему упасть на вашу ногу. Как это ощущается? Теперь представьте себе идентичный объект, плотность которого в три раза выше. Что бы вы почувствовали, если бы вы его уронили? Сможете ли вы когда-нибудь снова ходить?

Этот металл — вольфрам.

Помимо невероятной плотности, он также невероятно тверд и имеет самую высокую температуру плавления среди всех элементов — 3422°C.

Примерно столетие назад миру это было не нужно — было почти невозможно придать форму или обработать этот материал. Однако сейчас мы используем вольфрам, чтобы писать, пересекать ледники, излучать рентгеновские лучи и разрушать здания без использования взрывчатых веществ.

Чтобы понять, как это произошло, нам нужно понять конкурентные силы, которые сформировали все в нашем мире, и с чего лучше начать, чем с тайны, лежащей в основе эволюции жизни?

В течение первых четырех миллиардов лет жизнь практически не развивалась. Организмы были небольшими, простыми и довольно редкими. Затем, около 500 миллионов лет назад, произошло нечто экстраординарное: летописи окаменелостей показывают, что произошел невероятный взрыв жизни.

Появилось необычайное множество удивительных новых организмов. Есть существа с глазами-блюдцами, щупальцами внизу и дугой впечатляющих шипов на спине, есть кальмары с крабоподобными руками и странные вещи, такие как плавающие надувные матрасы с бахромой из крошечных колеблющихся пальцев.

Чарльз Дарвин считал, что так называемый «кембрийский взрыв» был самым сильным возражением против его теории естественного отбора. Этот резкий расцвет видов противоречил идее постепенной эволюции.

Так что же могло стать причиной этого?

Многие учёные теперь полагают, что такое массовое распространение новой жизни было вызвано развитием того, что было, по кембрийским стандартам, экзотической новой способностью — теории включают в себя глаз или даже анус.

Или как насчет зубов? Червеобразные существа с шипами вокруг входа в кишки, впервые появившиеся в кембрийском периоде, даже сейчас выглядят устрашающе, но только подумайте, какими эффективными убийцами могли бы стать эти хищные челюсти в мире мягких, уязвимых организмов.

И это еще не все. Кембрий также является временем, когда раковины и экзоскелеты впервые появляются в летописи окаменелостей в значительном количестве. Есть также первые свидетельства существования нор существ, роющихся на морском дне.

«Это похоже на обнаружение тревожных остатков гонки вооружений — мечи со щитами, пушки с танками, бомбы с бомбоубежищами — во время археологических раскопок», — написал палеобиолог Мартин Бразье.

Теория состоит в том, что остальным существам пришлось очень быстро адаптироваться, чтобы защитить себя, отсюда и броня из карбоната кальция, которую выбрасывают многие существа, и почему некоторые животные эволюционировали, чтобы выкопать себя в безопасное место.

Биологи называют этот процесс коэволюцией.

Так какое же все это имеет отношение к вольфраму, наверное, задаетесь вопросом?

Что ж, мир производства включает в себя значительную часть совместной эволюции. Разрабатываются новые материалы – например, сверхпрочные сплавы – что означает, что что-то вроде самолета или электрической турбины можно сделать более устойчивым, а зачастую и более легким и дешевым.

Но для обработки более прочных компонентов требуются более прочные инструменты — и именно здесь на помощь приходит вольфрам. 74-й элемент периодической таблицы — одно из самых прочных веществ в природе.

В SGS Carbide, производителе инструментов недалеко от Лондона, они используют много такого материала. Они производят ряд сверл и режущих инструментов, используемых в аэрокосмической, автомобильной и многих других отраслях промышленности, из карбида вольфрама — сверхтвердого соединения вольфрама и углерода, сцементированного кобальтом.

Так как же создать один из самых экстремальных материалов на планете?

Вам придется использовать единственное, что покрепче – алмазы. Даже при использовании алмазных режущих инструментов работа представляет собой нечестивую битву, хотя на заводе SGS Carbide вы этого не заметите. Дыма и искр нет. Все, что вы слышите, — это тихий гул токарных станков и других машин.