Cosa sono i metalli refrattari?

I metalli refrattari sono elementi metallici sulla tavola periodica con diverse caratteristiche distinte. Hanno punti di fusione superiore a 3.632 ° Fahrenheit (2.000 ° Celsius) e sono solidi a temperatura ambiente. Sono anche straordinariamente resistenti agli elementi di usura come la deformazione del creep, che è un cambiamento di forma su cui subiscono i metalli ordinari quando esposti allo stress. Esistono cinque metalli refrattari stabiliti, tra cui niobio, molibdeno, tantalum, tungsteno e renio. Altri elementi e composti metallici sono talvolta inclusi in questo gruppo, tuttavia, tra cui cromo, leghe di tungsteno e una lega di molibdeno che contiene titanio e zirconio, noto come TZM.

La resistenza al calore dei metalli refrattari del tungsteno è un buon esempio di una di queste proprietà. È così grande che, anche quando è riscaldato a una temperatura di 1.832 ° Fahrenheit (1.000 ° Celsius), mostra ancora due volte la resistenza che il ferro dell'elemento ha a temperatura ambiente. Questo lo rende utilePer applicazioni come i coni del naso a razzo, come filamenti di lunga durata nelle lampadine a incandescenza e come additivo all'acciaio utilizzato nella saldatura e in altre applicazioni ad alta temperatura. L'acciaio inossidabile contiene anche tungsteno per aumentare la sua proprietà di resistenza alla corrosione dei metalli refrattari, per l'uso di tubazioni industriali in cui vengono elaborate sostanze chimiche forti e caustiche.

Poiché l'usura dei metalli refrattari a una velocità notevolmente ridotta, sono anche ampiamente utilizzati nella produzione di componenti che devono dimostrare resistenza all'abrasione a lungo termine, come boccole e ugelli. Molti di questi componenti sono utilizzati in macchinari ad alte prestazioni, come nell'industria aerospaziale o nella produzione di elettronica a semiconduttore. Le leghe di tungsteno, come TZM, nonché niobio e cromo, sono più spesso utilizzate per queste applicazioni. Il cromo è incluso anche nella categoria di resistenza all'ossidazione dei metalli refrattari, perchéÈ un rivestimento altamente resistente per i cuscinetti.

Altre proprietà dei metalli refrattari prendono di mira i loro usi in diversi settori specifici. Il molibdeno ha un coefficiente di espansione molto prevedibile, che lo rende un metallo chiave nelle termocoppie e nei dissipatori di calore nei computer, mentre la reattività chimica unica del renio gli dà applicazioni in processi come l'idrocracking, la rottura del petrolio in molecole più semplici. Il niobio è impiegato nella progettazione di centrali nucleari ed è un metallo ideale per i superconduttori, in quanto ha un livello molto basso di assorbimento dei neutroni. Il tantalum è usato nell'aerospaziale e nelle apparecchiature chirurgiche a causa della sua natura inerte quando è in contatto con fluidi corporei e tessuti. Il tungsteno e i suoi composti sono ampiamente usati come metallo di rafforzamento in tutto, dall'estrazione delle industrie di perforazione petrolifera, con una tale richiesta che gran parte del metallo sia recuperato da rottami.