タングステン

タングステン

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

  • 原子番号74、元素記号Wの金属元素で、全金属中で最高の融点(約3422℃)を誇る。
  • 非常に硬度が高く密度も大きいため、電球のフィラメントや切削工具の材料として広く利用される。
  • 化学的に安定しており、希少金属(レアメタル)として現代のハイテク産業に欠かせない資源である。
理科化学金属元素融点

解説

タングステンはスウェーデン語で「重い石」を意味する言葉に由来し、その名の通り金に匹敵する高い密度を持ちます。最大の特徴は、純金属の中で最も高い融点(3422℃)を有している点です。この性質により、電流を流して高温に発熱させることで光を得る白熱電球豆電球のフィラメントとして長年重宝されてきました。高温状態でも形状を維持し、蒸発しにくいという特性が、安定した発光を可能にしています。

また、炭素と結合させた「炭化タングステン」は、ダイヤモンドに次ぐほどの硬度を持つ超硬合金の主成分となります。この硬さを活かし、金属加工用のドリルや旋盤の刃、さらには過酷な環境で使用される軍事用装甲や砲弾など、多岐にわたる分野で活用されています。近年はLEDの普及により電球用途は減少傾向にありますが、半導体デバイスの配線材料やX線管のターゲット、TIG溶接の電極など、代替のきかない戦略物資としての重要性はますます高まっています。

コラム

電気回路の学習において、タングステン製のフィラメントは「抵抗器」としての側面を持ちます。電熱線と同様に、フィラメントの長さや断面積によって電気抵抗が変化し、流れる電流の大きさが決まります。タングステンは電気抵抗が比較的大きく、その抵抗によって生じる熱(ジュール熱)が非常に高温になることで、目に見える光を放つようになります。このように、物質の持つ物理的特性が電気エネルギー光エネルギーへと変換する仕組みを支えています。

小学生のみなさんへ

タングステンは、とても「熱に強い」のがとくちょうの金属です。ふつうの金属は、ものすごく熱くするとドロドロにとけてしまいますが、タングステンは金属の中で一番とけにくい性質せいしつを持っています。

この性質をいかして、豆電球の中にある細い線(フィラメント)に使われています。電気を流すと、タングステンがとても熱くなって、まぶしく光りだすのです。みなさんの身近なところでは、工作で使う豆電球の中で活やくしています。

また、タングステンはとても重くて、ダイヤモンドと同じくらい硬いという特ちょうもあります。そのため、ほかの金属をけずったり、あなをあけたりするためのドリルの先にも使われています。とてもたよりになる、強くて重い金属なのです。

ルラスタコラム

タングステンの元素記号げんそきごうは「W」と書きます。これは昔、この金属がまじっているとスズがうまく取り出せなかったため、スズを食べてしまう「オオカミ(ウルフ)」のような金属だ、と呼ばれていたことに由来しているんですよ。

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