タングステン: 弾丸やミサイルに最適な金属

Sep 15, 2023

テニスボールほどの大きさの鉄の塊を想像してください。 手に持って重さを量ります。 さあ、足の上に落としてみましょう。 それはどんな感じですか？ ここで、同じオブジェクトが 3 倍密度が高いと想像してください。 それを落としたらどんな感じになるでしょうか？ もう一度歩くことはありますか？

その金属はタングステンです。

信じられないほど密度が高いだけでなく、信じられないほど硬く、すべての元素の中で最も高い融点を持つ 3,422℃ を持っています。

1世紀ほど前、世界ではそれを利用することはできませんでした。それを形にしたり、加工したりすることはほとんど不可能でした。 しかし現在、私たちは爆薬を使わずにタングステンを使って文字を書いたり、氷河を横断したり、X線を発したり、建物を破壊したりしています。

これがどのように起こったのかを理解するには、私たちの世界のすべてを形作ってきた競争力を理解する必要があります。そして、生命の進化の中心にある謎より始めるのが最適な場所はあるでしょうか?

最初の 40 億年間、生命は実際にはあまり進化しませんでした。 生物は小さく、単純で、かなり珍しいものでした。 そして約5億年前、何か異常なことが起こりました。化石記録によると、信じられないほどの生命の爆発があったのです。

驚異的な数の素晴らしい新種の生物が出現しました。 下に触手、背中に劇的な弧を描いた棘を持つ皿のような目の生き物、カニのような腕を持つイカ、そして小さな手を振る指の縁が付いた浮遊エアマットレスのような奇妙なものもあります。

チャールズ・ダーウィンは、いわゆる「カンブリア爆発」が彼の自然選択理論に対する最も強力な反論であると考えました。 この種の突然の繁栄は、段階的な進化の考えに反しました。

では、何が原因だったのでしょうか?

現在、多くの科学者は、この新しい生命の大増殖は、カンブリア紀の基準からすればエキゾチックな新しい能力の発達によって引き起こされたと信じています。理論には目や肛門さえも含まれます。

それとも歯はどうでしょうか？ カンブリア紀に初めて出現した、腸の入り口の周りにスパイクを持つ虫のような生き物は、今でも恐ろしいように見えますが、これらの捕食性の顎が、柔らかく脆弱な生物の世界でどれほど効果的な殺人者を生み出すか考えてください。

それだけではありません。 カンブリア紀は、貝殻や外骨格が化石記録に初めて大量に出現した時期でもあります。 海底に生き物が掘った巣穴の最初の証拠もあります。

古生物学者のマーティン・ブレイジャー氏は、「それは、盾と剣、戦車と銃、防空壕と爆弾など、軍拡競争の不穏な遺跡を考古学的発掘現場で見つけるようなものだ」と書いている。

その理論は、残りの創造物は自らを守るために非常に急速に適応する必要があったため、多くの生物が炭酸カルシウムの鎧を脱ぎ捨て、一部の動物が安全な場所に身を掘るように進化したのはなぜかというものです。

生物学者はこのプロセスを共進化と呼んでいます。

では、これがタングステンと何の関係があるのか​​、おそらく疑問に思われるでしょう。

そうですね、製造の世界にはかなりの共進化が伴います。 新しい材料、たとえば超強力合金が開発されると、飛行機や発電タービンのようなものの弾力性が高まり、多くの場合、より軽量で安価になることもあります。

しかし、より強力なコンポーネントを加工するには、より強力な工具が必要です。そこでタングステンが登場します。周期表の元素 74 は、自然界で最も丈夫な物質の 1 つです。

ロンドン郊外の工具メーカーである SGS カーバイドでは、多くの材料を使用しています。 同社は、コバルトで固められたタングステンと炭素の超硬質化合物であるタングステンカーバイドから、航空宇宙、自動車、その他多くの産業で使用されるさまざまなドリルビットや切削工具を製造しています。

では、地球上で最も極端な素材の 1 つをどのように成形するのでしょうか?

唯一より丈夫なもの、ダイヤモンドを使用する必要があります。 ダイヤモンド切削工具を使用する場合でも、その作業には不浄な戦いが伴いますが、SGS カーバイドの工場内ではそれを知ることはできません。 煙も火花も出ません。 聞こえるのは旋盤やその他の機械からの静かな音だけです。