Volfram: metal koji je revolucionirao električnu rasvjetu zahvaljujući Hrvatima
Hrvatski kemičar Franjo Hanaman sa suradnikom Aleksandrom Justom napravio je prvu žarulju s volframovom žarnom niti, čime je električno svjetlo uveo u svaku kuću.
Hrvatski kemičar Franjo Hanaman sa suradnikom Aleksandrom Justom napravio je prvu žarulju s volframovom žarnom niti, čime je električno svjetlo uveo u svaku kuću.
Volfram je metal s najvišim talištem od čak 3410 °C, daleko iznad tališta platine koje iznosi 1772 °C, a uz to je i znatno jeftiniji. Upravo te karakteristike učinile su ga ključnim materijalom za razvoj električne rasvjete, a posebno mjesto u toj priči pripada Hrvatskoj zahvaljujući kemičaru Franji Hanamanu.
Hanaman je u suradnji s Austrijancem Aleksandrom Justom razvio metodu izrade volframove žarne niti koja je bila posve kemijska. Reakcijom para volframovih spojeva sa žarnom niti od ugljena, ugljik se postupno zamjenjivao metalom. Edison je već bio upotrijebio ugljenu nit, a postojale su i žarulje s platinskom niti, no upravo je Hanamanov rad omogućio masovnu primjenu električnog svjetla jer se s volframom ništa nije moglo mjeriti.
Problem Hanaman-Justove metode bio je u tome što se reakcijom hlapljivih volframovih spojeva, WOCl4 i WO2Cl2, s ugljenom niti nije uklanjao sav ugljik. Dio ugljika spajao se s izlučenim metalom u karbide, WC i W2C. Nakon brojnih iskušavanja i patentiranja, tvornica u mađarskom gradu Ujpeštu 1906. godine proizvela je prvu volframovu žarulju.
Proizvod je bio toliko uspješan da je tvrtka 1909. promijenila ime u Tungsram, riječ nastalu stapanjem njemačkog naziva Wolfram i engleskog tungsten. Ipak, tajna Hanaman-Justovog postupka ubrzo je pala u zaborav jer je Amerikanac William David Coolidge patentirao znatno bolju metodu proizvodnje volframovih niti, pa je europski postupak napušten.
Ime volfram dolazi od njemačke riječi Wolfram, što bi se moglo prevesti kao "vukova troska" (njem. Wolf = vuk, Rahm = skorup). Kako u članku za Bug.hr objašnjava kemičar Nenad Raos, "to su mu ime dali metalurzi koji su primijetili da ako se u kositrenoj rudi nalazi težak kamen žućkaste boje, on stvara trosku koja 'proždire kositar kao vuk ovce'".
Tajnu tog minerala, koji se nekad zvao tungsten, a danas šelit (kalcijev volframat, CaWO4), riješio je švedski kemičar Carl Wilhelm Scheele, suotkrivač kisika. On je 1781. iz njega izdvojio volframov trioksid, WO3. Samo dvije godine kasnije, 1783., španjolski kemičari, braća José i Fausto Elhuyar, redukcijom drvenim ugljenom iz tog su oksida dobili novi metal. Danas se volframov oksid reducira vodikom pri temperaturi od 1200 °C.
"Volfram je hrvatski metal. Malo sam pretjerao, pa ipak: hrvatski kemičar Franjo Hanaman u suradnji s Austrijancem Aleksandrom Justom napravio je prvu žarulju s volframovom žarnom niti."
- Nenad Raos, autor članka za Bug.hr
Gotovo cijelo stoljeće volfram je bio tek kuriozitet u kemijskim laboratorijima, sve dok 1864. godine engleski metalurg i poduzetnik Robert Forester Mushet nije otkrio da dodatak od 5 % volframa čeliku povećava njegovu otpornost na temperaturu. Za razliku od drugih čelika koji grijanjem omekšaju, volframov čelik postaje tvrđi.
To je otkriće otvorilo put prema brzorezućim čelicima za izradu tokarskih alata. Dok su ondašnji čelici mogli rezati brzinom od 5 metara u minuti, Mushetov čelik postigao je 7,5 m/min. Današnji rezni čelici, koji također sadrže volfram, postižu brzine i do 2000 metara u minuti.
Volfram objedinjuje visoko talište, veliku gustoću od 19,25 g/cm3 i iznimnu kovkost, od samo 250 grama može se izvući čak 100 kilometara žice. Posebna je priča i volframov karbid, WC, izuzetno čvrst i tvrd materijal. Njegova tvrdoća iznosi 8,5 do 9 na Mohsovoj ljestvici, a tali se uz raspad tek pri temperaturi od 2600 do 2900 °C.
Priča o žarnoj niti od volframa stoga je tek jedna epizoda u sagi o tom jedinstvenom kemijskom elementu, koji se u periodnom sustavu smjestio u 74. "kućicu", u susjedstvu kroma, molibdena, vanadija i mangana, metala kojima se legira čelik.
