Kāpēc volframs ir trausls un tantals ir izturīgs?

Gan volframs, gan tantals ir ugunsizturīgi metāli, taču ir dažas atšķirības to īpašībās, galvenokārt stingrības un trausluma ziņā. Volframs parasti ir trausls, bet tantalam ir labāka izturība. Pirmkārt, mums ir jāsaprot stingrības un trausluma pamatjēdzieni. Stingrība attiecas uz materiāla spēju absorbēt enerģiju un pretoties lūzumam, kad tas tiek pakļauts ārējam spēkam, savukārt trauslums attiecas uz materiāla īpašību pēkšņi salūzt, kad tas tiek pakļauts spēkam. Volframs ir trausls, jo tā kristālu struktūra ir cieši sakrauta ar spēcīgiem starpatomu mijiedarbības spēkiem, kā rezultātā tas ir jutīgs pret trausliem lūzumiem, kad tas tiek pakļauts ārējiem spēkiem. Turklāt volframam ir ļoti augsta kušanas temperatūra 3410 grādi, kas nozīmē, ka ārkārtīgi augstās temperatūrās volframa starpatomiskie mijiedarbības spēki joprojām ir spēcīgi, vēl vairāk pastiprinot tā trauslumu. Tomēr tantals ir elastīgāks, pateicoties tā relatīvi atvērtajai kristāla struktūrai un vājākiem starpatomu mijiedarbības spēkiem. Tas ļauj tantalam pretoties lūzumam, kad tas tiek pakļauts ārējiem spēkiem, absorbējot enerģiju caur atomu relatīvo kustību. Turklāt tantala kušanas temperatūra ir arī augstāka, sasniedzot 2996 grādus, kas arī uzlabo tā starpatomu mijiedarbības spēku, bet, salīdzinot ar volframu, tantala starpatomu mijiedarbības spēks ir salīdzinoši vājāks, tāpēc tas uzrāda labāku izturību. Rezumējot, atšķirības starp volframu un tantalu stingrības un trausluma ziņā galvenokārt ir saistītas ar to kristāla struktūrām un starpatomu mijiedarbības spēkiem. Šo raksturīgo īpašību atšķirību dēļ volframam un tantalam ir unikāls pielietojums praktiskā pielietojumā. Piemēram, volframu plaši izmanto kvēldiegu un elektronisko komponentu ražošanā tā augstās kušanas temperatūras un cietības dēļ, bet tantalu plaši izmanto kondensatoru un elektrodu ražošanā, jo tam ir laba izturība pret koroziju un elektriskās īpašības.