텅스텐 사용의 역사

텅스텐 사용의 역사

텅스텐 활용에 관한 발견은 크게 화학, 강철 및 초합금, 필라멘트, 탄화물의 네 가지 분야와 연관될 수 있습니다.

 1847년: 텅스텐염은 색깔 있는 면직물을 만들고 연극 및 기타 용도로 사용되는 의류를 방염 처리하는 데 사용되었습니다.

 1855년: 베세머 공법이 발명되어 강철의 대량 생산이 가능해졌습니다. 같은 해 오스트리아에서는 최초의 텅스텐강이 생산되었습니다.

 1895년: 토머스 에디슨은 X선에 노출되었을 때 물질이 형광을 발하는 능력을 조사했고, 텅스텐산칼슘이 가장 효과적인 물질임을 발견했습니다.

 1900년: 특수 강철 및 텅스텐 합금인 고속강이 파리 만국 박람회에 전시되었습니다. 이 강재는 고온에서도 경도를 유지하여 공구 및 기계 가공에 매우 적합했습니다.

 1903년: 램프와 전구의 필라멘트는 텅스텐의 매우 높은 융점과 전기 전도성을 활용한 최초의 사례였습니다. 유일한 문제점은 초기 시도에서 텅스텐이 너무 부서지기 쉬워 널리 사용하기 어렵다는 것이었습니다.

 1909년: 미국의 제너럴 일렉트릭(GE)의 윌리엄 쿨리지와 그의 연구팀은 적절한 열처리 및 기계적 가공을 통해 연성이 뛰어난 텅스텐 필라멘트를 만드는 공정을 발견하는 데 성공했습니다.

 1911년: 쿨리지 공정이 상용화되었고, 연성이 뛰어난 텅스텐 선을 장착한 텅스텐 전구가 순식간에 전 세계에 보급되었습니다.

 1913년: 제2차 세계 대전 중 독일에서 산업용 다이아몬드가 부족해지자 연구원들은 전선을 뽑는 데 사용되는 다이아몬드 주형의 대안을 찾기 시작했습니다.

 1914년: "일부 연합군 군사 전문가들은 6개월 안에 독일의 탄약이 바닥날 것이라고 예상했습니다. 그러나 연합군은 독일이 탄약 생산량을 늘리고 있으며 한때 연합군의 생산량을 능가한다는 사실을 곧 알게 되었습니다. 이러한 변화는 부분적으로 독일이 고속도강인 텅스텐과 텅스텐 절삭 공구를 사용했기 때문이었습니다. 영국인들에게는 씁쓸한 놀라움으로 남았지만, 나중에 밝혀진 바에 따르면 독일이 사용한 텅스텐은 대부분 영국 콘월의 콘월 광산에서 채굴된 것이었습니다." - KC 리의 1947년 저서 "텅스텐" 중에서

 1923년: 독일의 한 전구 회사가 탄화텅스텐(경질금속)에 대한 특허를 출원했습니다. 이 소재는 매우 단단한 단탄화텅스텐(WC) 입자를 질긴 코발트 금속 결합재에 액상 소결법으로 "접착"시켜 만듭니다.

이 결과는 텅스텐의 역사를 바꿔놓았습니다. 텅스텐은 높은 강도, 인성, 그리고 경도를 모두 갖춘 소재입니다. 실제로 탄화텅스텐은 매우 단단해서 천연 물질 중에서 다이아몬드만이 긁을 수 있을 정도입니다. (탄화텅스텐은 오늘날 텅스텐의 가장 중요한 용도입니다.)

1930년대: 석유 산업에서 원유 수소처리 분야에 텅스텐 화합물을 활용하는 새로운 응용 분야가 등장했다.

 1940년: 제트 엔진의 엄청난 고온을 견딜 수 있는 소재에 대한 수요를 충족하기 위해 철, 니켈, 코발트 기반 초합금 개발이 시작되었다.

 1942년: 제2차 세계 대전 중 독일군은 최초로 고속 철갑탄에 탄화텅스텐 심을 사용했습니다. 영국 전차는 이 탄화텅스텐 포탄에 맞으면 사실상 "녹아내리는" 수준이었습니다.

 1945년: 미국의 백열등 연간 판매량은 7억 9500만 개였다.

 1950년대: 이 시기에 초합금의 성능 향상을 위해 텅스텐이 첨가되기 시작했습니다.

 1960년대: 석유 산업의 배기가스를 처리하기 위해 텅스텐 화합물을 함유한 새로운 촉매가 개발되었다.

 1964년: 백열등의 효율성과 생산량 향상으로 에디슨의 조명 시스템 도입 당시와 비교하여 동일한 양의 빛을 제공하는 비용이 30분의 1로 줄어들었습니다.

 2000년 당시, 매년 약 200억 미터의 전등선이 생산되었는데, 이는 지구와 달 사이 거리의 약 50배에 해당하는 길이였습니다. 조명용으로는 전체 텅스텐 생산량의 4~5%가 소비되었습니다.

오늘날의 텅스텐

오늘날 탄화텅스텐은 매우 널리 사용되고 있으며, 금속 절삭, 목재, 플라스틱, 복합재료 및 연질 세라믹 가공, 무절삭 성형(열간 및 냉간), 광업, 건설, 암석 시추, 구조 부품, 내마모성 부품 및 군사 부품 등 다양한 분야에 응용됩니다.

텅스텐강 합금은 내열성이 뛰어나야 하는 로켓 엔진 노즐 생산에도 사용됩니다. 텅스텐을 함유한 초합금은 터빈 블레이드, 내마모성 부품 및 코팅에 사용됩니다.

하지만 동시에, 미국과 캐나다에서 백열전구 사용이 단계적으로 중단됨에 따라 132년간 이어져 온 백열전구의 시대는 막을 내리고 있습니다.