Miért rideg a volfrám és a tantál kemény?

A volfrám és a tantál egyaránt tűzálló fémek, de tulajdonságaikban van némi különbség, főleg a szívósság és a ridegség tekintetében. A volfrám általában törékeny, míg a tantál jobb szívóssággal rendelkezik. Először is meg kell értenünk a szívósság és a ridegség alapvető fogalmait. A szívósság az anyag azon képességére utal, hogy elnyeli az energiát és ellenáll a törésnek, amikor külső erőhatásnak van kitéve, míg a ridegség az anyag azon tulajdonságára utal, hogy hirtelen törik, ha erőhatásnak vannak kitéve. A volfrám azért mutat ridegséget, mert kristályainak szerkezete szorosan egymásra halmozódik az atomok közötti erős kölcsönhatási erőkkel, ami külső erők hatására törékeny törésre érzékeny. Ezenkívül a wolfram olvadáspontja nagyon magas, 3410 fok, ami azt jelenti, hogy rendkívül magas hőmérsékleten a volfrám atomközi kölcsönhatási erői továbbra is erősek, tovább fokozva a ridegségét. A tantál azonban rugalmasabb, mivel viszonylag nyitott kristályszerkezete és gyengébb az atomközi kölcsönhatási erői. Ez lehetővé teszi a tantál számára, hogy ellenálljon a törésnek, amikor külső erőknek van kitéve, mivel energiát nyel el az atomok relatív mozgása révén. Emellett a tantál olvadáspontja is magasabb, eléri a 2996 fokot, ami szintén fokozza az atomközi kölcsönhatási erejét, de a volfrámhoz képest a tantál atomközi kölcsönhatási ereje viszonylag gyengébb, így jobb szívósságot mutat. Összefoglalva, a wolfram és a tantál közötti különbségek a szívósság és a ridegség tekintetében főként kristályszerkezetükkel és interatomikus kölcsönhatási erőivel kapcsolatosak. Ezeknek a belső tulajdonságkülönbségeknek köszönhetően a wolfram és a tantál egyedi felhasználása a gyakorlati alkalmazásokban. Például a wolframot széles körben használják izzószálak és elektronikus alkatrészek gyártásában magas olvadáspontja és keménysége miatt, míg a tantál széles körben használatos kondenzátorok és elektródák gyártásában, jó korrózióállósága és elektromos tulajdonságai miatt.