[금속이야기]열에 강한 '무거운돌' 텅스텐

by하지나 기자
2024.03.16 13:00:00

[이데일리 하지나 기자] 금속 원소 중에서 녹는점이 가장 높은 것은 무엇일까요. 바로 텅스텐입니다. 녹는점이 자그마치 3422도(℃)입니다.

그러다보니 텅스텐은 높은 온도에서 사용하는 다양한 제품에 널리 사용되는데요. 전구나 조명장치에서 쓰이는 필라멘트, 항공기 및 우주선의 엔진 부품, 그리고 첨단 전자 제품에 사용되는 반도체 제조에 이르기까지 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.

특히 텅스텐은 높은 밀도와 강도를 갖고 있어 절삭 공구나 기계 재료는 물론 전차의 장갑이나 포탄 등 군사적 용도로도 널리 사용됩니다. 텅스텐은 탄소와 강철 등 합금 용도로도 많이 사용됩니다. 탄화텅스텐의 경우 다이아몬드, 탄화붕소, 탄화규소 다음으로 강해 절삭공구나 기계 재료로 쓰이고요. 강철에 텅스텐을 첨가한 텅스텐강 역시 강도와 경도가 크게 향상됩니다.

텅스텐은 원자번호 74번으로 원자기호는 W입니다. 원소 이름과 기호가 완전히 다른데요. 원소 이름은 ‘무거운(tung) 돌(sten)’을 뜻하는 스웨덴어에서 비롯됐습니다.

텅스텐은 1781년 스웨덴 화학자 칼 빌헬름 셸레(Karl Wilhelm Scheele)가 처음으로 발견했습니다. ‘무거운 돌’이라는 이름은 당시 그는 텅스텐이 산출되는 회중석에서 비롯됐습니다. 실제로 텅스텐은 일반 금속에 비해 상당히 무겁습니다. 철의 밀도가 7.874g/㎤인데 비해 텅스텐의 밀도는 19.25g/㎤입니다. 철보다 2배 더 무겁다는 얘기죠.

1783년에는 엘야르 형제(Jose Elhuyar, Fausto Elhuyar)가 철망간중석에서 같은 물질을 발견했고 이를 목탄으로 환원시켜 순수한 텅스텐을 분리해냈습니다.

원소기호 W는 독일어로 늑대를 뜻하는 볼프람(Wolfram)에 유래됐다는 얘기가 있습니다. 텅스텐 광석이 주석 광석에 섞이면 주석이 심하게 부서지는데요. 오래 전부터 주석을 사용했던 사람들 입장에서는 텅스텐이 아주 골칫거리였을 것 같습니다. 텅스텐금속을 볼프라마이트(wolframite)라고 부르고, 여기서 나온 원소를 볼프람(woflram)이라고 부르기 시작한 것이라고 하네요.