Prečo je volfrám krehký a tantal odolný?

Volfrám a tantal sú žiaruvzdorné kovy, ale existujú určité rozdiely v ich vlastnostiach, najmä pokiaľ ide o húževnatosť a krehkosť. Volfrám zvyčajne vykazuje krehkosť, zatiaľ čo tantal má lepšiu húževnatosť. Najprv musíme pochopiť základné pojmy húževnatosti a krehkosti. Húževnatosť sa týka schopnosti materiálu absorbovať energiu a odolávať lomu, keď je vystavený vonkajšej sile, zatiaľ čo krehkosť sa týka vlastnosti materiálu náhle sa zlomiť, keď je vystavený sile. Volfrám vykazuje krehkosť, pretože štruktúra jeho kryštálov je pevne navrstvená silnými medziatómovými interakčnými silami, čo vedie k jeho náchylnosti na krehký lom, keď je vystavený vonkajším silám. Okrem toho má volfrám veľmi vysoký bod topenia 3410 stupňov, čo znamená, že pri extrémne vysokých teplotách sú sily medziatómovej interakcie volfrámu stále silné, čo ďalej zvyšuje jeho krehkosť. Tantal je však ťažnejší vďaka svojej relatívne otvorenej kryštálovej štruktúre a slabším silám medziatómovej interakcie. To umožňuje tantalu odolávať zlomeniu, keď je vystavený vonkajším silám absorbovaním energie prostredníctvom relatívneho pohybu atómov. Okrem toho je bod topenia tantalu tiež vyšší a dosahuje 2996 stupňov, čo tiež zvyšuje jeho medziatómovú interakčnú silu, ale v porovnaní s volfrámom je interatomická interakčná sila tantalu relatívne slabšia, takže vykazuje lepšiu húževnatosť. Stručne povedané, rozdiely medzi volfrámom a tantalom, pokiaľ ide o húževnatosť a krehkosť, súvisia najmä s ich kryštálovými štruktúrami a medziatómovými interakčnými silami. Vďaka týmto rozdielom vo vnútorných vlastnostiach majú volfrám a tantal svoje jedinečné využitie v praktických aplikáciách. Napríklad volfrám je široko používaný pri výrobe vlákien a elektronických súčiastok kvôli jeho vysokej teplote topenia a tvrdosti, zatiaľ čo tantal sa široko používa pri výrobe kondenzátorov a elektród kvôli svojej dobrej odolnosti proti korózii a elektrickým vlastnostiam.