タングステン

タングステンはその自然状態では硬い鋼灰色の金属で、脆くて加工が難しいことがよくあります。非常に純粋にすると、タングステンはその硬さ（多くの鋼の硬さを超えます）を保ちながら、加工が容易になります。鍛造、引き抜き、押出しによって加工されることもありますが、より一般的には焼結によって形成されます。純粋な形での金属の中で、タングステンは最高の融点（3,422 °C, 6,192 °F）、最低の蒸気圧（1,650 °C, 3,000 °F以上の温度で）、最高の引張強度を持ちます。炭素はタングステンより高温で固体状態を保つものの、大気圧下では昇華するため融点がありません。タングステンは純粋な金属の中で最も低い熱膨張係数を持ちます。低熱膨張と高融点、高引張強度は、5d電子によるタングステン原子間の強力な金属結合に由来します。鋼に少量のタングステンを合金化することで、その靭性が大幅に向上します。タングステンにはα相とβ相の二つの主要な結晶形が存在します。前者は体心立方構造を持ち、より安定した形態です。β相の構造はA15立方と呼ばれ、メタステーブルですが、不均衡合成または不純物による安定化によりα相と共存することがあります。α相は等軸粒子で結晶化するのに対し、β相は柱状の習性を示します。α相は、β相に比べて電気抵抗率が3分の1で、超伝導転移温度TCがはるかに低いです：およそ0.015 K対1–4 K。二つの相を混ぜることで中間のTC値を得ることができます。また、タングステンと他の金属を合金化することでTC値を向上させることもできます（例えば、W-Tc合金では7.9 K）。このようなタングステン合金は、低温超伝導回路で使用されることがあります。

タングステンは主に鉱物のウルフラマイトとシェーライトに含まれています。ウルフラマイトは鉄-マンガンタングステン酸塩（Fe,Mn)WO4の固溶体で、次の二つの鉱物を含みます：フェルベライトFeWO4およびヒュブネライトMnWO4。シェーライトはカルシウムタングステン酸塩（CaWO4）です。他のタングステン鉱物はその存在量が中程度から非常にまれなものまでさまざまで、ほとんど経済的価値がありません。

金属のうちでは最も融点が高く、金属としては比較的大きな電気抵抗を持つので、電球のフィラメントとして利用されるが、LEDの普及によりこの分野の使用量は減少してきている。また、タングステン合金や炭化タングステンは非常に硬度が高いため、高級な切削用工具に用いられる。比重が大きく、高い硬度を持つため砲弾、特に対戦車、対艦船用の徹甲弾に用いられるが、この用途では後発の劣化ウランと競合する。比重が金に近いことから、金の延べ板の偽造に用いられることがある。野性動物への鉛害防止の観点から、狩猟用散弾銃の弾丸や釣りのおもりで使われる鉛の代替品としても注目されているが、コストや加工などの問題から普及は進んでいない。さらに、高温強度が強く、熱膨張係数は金属のうちでは最も小さいため、耐熱性の要求される分野でも用いられる。 ダーツのバレル（持つ部分）素材の一部 電子顕微鏡や電子線描画装置の電子線（電子ビーム）発生源として 反物質生成実験 陽子や電子を衝突させて、粒子（陽子や電子）と反粒子（反陽子や陽電子）を対生成させるための的の素材として ドリルなどの高速度鋼（タングステンと鉄の合金）。 切削工具などに用いられる超硬合金（炭化タングステン）として 生体試料の微細な解剖用具（タングステン針）の材料として X線遮蔽用の金属のひとつ 戦車等の装甲に純タングステンあるいはタングステン合金が使われる 対戦車用、対艦用として強硬な装甲を持つ攻撃目標を破壊するための徹甲弾（高速徹甲弾、APDS、APFSDSなど）の弾芯として 真空蒸着による薄膜形成の際、薄膜の素材となる金属の加熱・溶融・保持に使用される TIG溶接の非消耗電極の素材、またはプラズマアーク溶接、プラズマ切断の電極の材料として 指輪、腕時計等のアクセサリー素材として 電球のフィラメントとして 固体潤滑剤（二硫化タングステン）として 真空遮断器等のバルブ内の接触子材料、銀タングステンカーバイド (AgWC)、銅タングステン (CuW) として 印鑑、手袋

タングステンの産出量は、中華人民共和国が52,000トンで、世界の産出量の83.7%を占めており、次いでロシア連邦、カナダ、オーストリアなどで、多く産出される。 前記の様に産業上・軍事上非常に重要性が高い金属であるが地殻存在度が低い物質であり、産出地にも偏りがある。日本においても多くを他国からの輸入に頼っている状況であるため、万一の国際情勢の急変に対する安全保障策として国内消費量の最低60日分を国家備蓄すると定められている。