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材料

タングステン-銅の特性

タングステンは、すべての金属の中で最も高い融点を持ち、熱膨張係数が低く、高い密度を誇ります。

また、電気伝導率がよく、熱伝導率にも優れていることも特筆すべき点です。これらの特性はすべて、モリブデンよりもタングステンの方がより顕著に表れています。 

タングステン材料に関するすべての情報

物理的特性

タングステンの物理的特性は?

タングステンの物理的性質は温度によって変化します。以下の図は、比較のために最も重要なスケールの曲線を示しています。

  • リフラクトリーメタルの蒸気圧
  • タングステンとモリブデンの線熱膨張係数
  • タングステンとモリブデンの熱容量
  • タングステンとモリブデンの比電気抵抗
  • タングステンとモリブデンの熱伝導率
  • Wの放射率の温度依存値

文献にあるタングステンの放射率の温度依存性をまとめたグラフ(右上)(青色の散布帯で表示)。典型的な納入状態のプランゼーのサンプルの放射率の値の実験的測定値は、散乱帯の上限に見られます。

機械的特性

タングステンの機械的特性は?

タングステンの機械的特性はモリブデンと似ています。モリブデンと同様に、これらの特性はテスト温度に依存します。タングステンは、3420℃
という全金属中で最も高い融点を持ち、
高い弾性率、優れた耐熱性と耐クリープ性を備えています。

弊社は、材料の純度を最適化し、合金コンポーネントの種類と量を決定し、ターゲット熱機械処理、変形と熱処理の組み合わせによって、材料の微細構造を変更します。これにより、さまざまな用途に合わせた機械的特性を実現しています。. 

  • タングステンの弾性係数をテスト温度に対してプロットし、当社の他のリフラクトリーメタルと比較したもの。

タングステンの延性最適化

タングステンは、モリブデンと同様に体心立方格子を持ち、そのため脆性から延性への遷移が特徴的です。脆性から延性への転移温度は、成形や合金化によって低下させることができます。また、変形の度合いが大きくなると強度が増します。しかし、他の金属とは異なり、これによりタングステンの延性も向上します。タングステンの全体的な延性を向上させるために使用される主な合金元素はレニウムです。

ドーピング:

「ドーピング」という言葉は、ラテン語の「dotare」から来ており、「備える」という意味を持っています。冶金の世界では、ドーピングとはマイクログラムの範囲で1つまたは複数の合金化元素を導入することを指します。また、「マイクロアロイ化」という言葉もよく使われます。ドーピングで導入される合金成分は数百マイクログラム [mg]/g に達することもあります。ドーピング量はppm(重量ppm)で示されることが多いです。なお、ppmは「パーツパーミリオン」の略で、10-6です。

タングステンを高温で使用する場合には、材料の再結晶温度を考慮する必要があります。タングステン材料の場合は、延性は、特に、材料の強度と一緒に、上昇再結晶レベルで減少します。小さな酸化物粒子(ランタン酸化物や酸化セリウムなど)をドーピングすることで、タングステンの再結晶温度や耐クリープ性を高めることができます。 変形度が高いほど、熱機械処理によって酸化物がより微細化され、 その効果が強く現れます。

表は、当社のタングステン系材料の変形量別の再結晶温度を示しています。

 

材料 100%再結晶のための温度[℃](アニーリング時間:1時間)
  変形のレベル=90% 変形のレベル=99.99%
W(純) 1350 -
WVM - 2000
WL10 1500 2500
WL15 1550 2600
WRe05 1700 -
WRe26 1750 -
WC20 1550 2600

 

  • 応力除去および/または再結晶状態での W および Mo 板材の 0.2% 降伏強度の代表値(シート厚さ:W = 1 mm / Mo = 2 mm)
  • 応力除去および/または再結晶状態での W および Mo シート材料の代表的な引っ張り強度値(シート厚さ:W = 1 mm / Mo = 2 mm)
  • 応力除去および/または再結晶状態での W および Mo 棒材の 0.2% 降伏強度の代表値(直径:25 mm)
  • 応力除去および/または再結晶状態での W および Mo 棒材の代表的な引っ張り強度値(直径:25 mm)

タングステンの加工性

タングステンの加工には、材料に対する実感が必要です。曲げや折り曲げなどのチップレス成形加工は、一般的に脆性から延性への転移温度以上で行わなければなりません。タングステンの場合、この温度はモリブデンよりも高くなります。厚い板を加工するほど、予熱温度は高くなります。また、折り曲げ加工よりも切断や打ち抜き加工の方が、より高い予熱温度が必要です。タングステンで機械加工を行うことは非常に困難です。ランタン酸化物を使用した弊社のタングステン合金は、多少加工しやすくなっています。ただし、工具の摩耗が激しく、タングステンではチッピングが発生する場合があります。

リフラクトリーメタルの加工に関する具体的なご質問があれば、長年の経験を生かして喜んでお手伝いさせていただきます。

化学反応

タングステンの化学的挙動は?

タングステンは60%以下の相対湿度であれば腐食しません。湿度の高い空気中では変色が始まりますが、その程度はモリブデンよりも軽度です。非常に高温の環境でも、ガラス溶融物、水素、窒素、希ガス、金属溶融物、酸化物セラミック溶融物は、酸化剤を含まない限り、タングステンに対してほとんど侵食性を示しません。

以下の表は、タングステンの腐食挙動を示しています。特に明記しない限り、仕様は空気や窒素と混合しない純粋な溶液に関するものです。外来の化学活性物質がわずかな濃度であっても、腐食挙動に大きな影響を与えます。複雑な腐食関連のトピックについて質問がありますか?弊社の経験を用いて社内の腐食研究所が喜んでお手伝いさせていただきます。

  • タングステンの腐食挙動

    タングステンは60%以下の相対湿度であれば腐食しません。より湿った空気中では、変色が始まります。しかし、これはモリブデンに比べて顕著ではありません。彼らはまた、酸化剤が含まれていないことを提供しても、非常に高温で、ガラス融液、水素、窒素、希ガス、金属溶融、および酸化物セラミック溶融は、主にタングステンに攻撃的ではありません。

    以下の表は、タングステンの腐食挙動を示しています。特に明記しない限り、仕様は空気や窒素と混合しない純粋な溶液に関するものです。外来の化学活性物質がわずかな濃度であっても、腐食挙動に大きな影響を与えます。複雑な腐食関連のトピックについて質問がありますか?弊社の経験を用いて社内の腐食研究所が喜んでお手伝いさせていただきます。

    耐性 (+)、非耐性(-) 注意
       
    冷たい水と温かい水< 80 °Cd> +  
    熱水 > 80 °C、脱気済み +  
    酸類    
    フッ化水素酸、HF +
    < 100 °Cd>
    塩酸、HCI +  
    リン酸、H3PO4 + < 250 °Cd>
    硫酸、H2SO4 + < 70%, < 190 °Cd>
    硝酸、HNO3 +  
    王水、HNO3 + 3 HCl + < 30 °Cd>
    有機酸 +  
    ライズ    
    アンモニア溶液、NH4OH +  
    水酸化カリウム、KOH + < 50%, < 100 °Cd>
    水酸化ナトリウム、NaOH + < 50%, < 100 °Cd>
    ハロゲン    
    フッ素、F2 -  
    塩素、Cl2 + < 250 °Cd>
    臭素、Br2 + < 450 °Cd>
    ヨウ素、I2 + < 450 °Cd>
    非金属    
    ボリン、B + < 1200 °Cd>
    カーボン、C + < 1200 °Cd>
    シリコン、Si + < 900 °Cd>
    リン酸塩、P + < 800 °Cd>
    硫黄、S + < 500 °Cd>
    ガス*    
    アンモニア、 NH3 + < 950 °Cd>
    一酸化炭素、CO + < 1400 °Cd>
    二酸化炭素、CO2 + < 1200 °Cd>
    炭化水素 + < 1200 °Cd>
    空気と酸素、O2 + < 500 °Cd>
    不活性ガス(He、Ar、N2 +  
    水素、H2 +  
    *気体の露点には特に注意が必要です。水分は酸化の原因となります。
    融液    
    ガラス融液* + < 1700 °Cd>
    アルミニウム、Al +
    < 700 °Cd>
    ベリリウム、Be -  
    ビスマス、Bi + < 1400 °Cd>
    セル、Ce + < 800 °Cd>
    銅、Cu + < 1300 °Cd>
    ガリウム、Ga + < 1000 °Cd>
    金、Au + < 1100 °Cd>
    鉄、Fe -  
    鉛、Pb + < 1100 °Cd>
    リチウム、Li + < 700 °Cd>
    マグネシウム、Mg + < 1000 °Cd>
    水銀、Hg + < 600 °Cd>
    ニッケル、Ni -  
    プルトニウム、Pu + < 700 °Cd>
    カリウム、K + < 1200 °Cd>
    ルビジウム、Rb + < 1200 °Cd>
    サマリウム、Sm + < 800 °Cd>
    スカンジウム、Sc + < 1400 °Cd>
    銀、Ag +  
    ナトリウム、Na + < 600 °Cd>
    錫、Sn + < 980 °Cd>
    ウラン、U + < 900 °Cd>
    亜鉛、Zn + < 700 °Cd>
    炉の構造材料    
    アルミナ、Al2O3 + < 1900 °Cd>
    酸化ベリリウム、BeO + < 2000 °Cd>
    グラファイト、C + < 1200 °Cd>
    酸化マグネシウム、MgO + < 1600 °Cd>
    カーバイドケイ素、SiC + < 1300 °Cd>
    酸化ジルコニウム、ZrO2 + < 1900 °Cd>

    タングステンの腐食挙動

連絡先

ご質問がある場合、または用途に適した材料組成をお探しの場合は、弊社までご連絡ください!

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タングステン材料のカタログとデータシート

タングステンとその合金について、もっと知りたいと思いませんか?それでは、弊社の材料のカタログとデータシートをご覧ください。

材料のカタログ:タングステン
製品データシート:タングステン
製品データシート:タングステン-レニウム
その他の資料

プランゼー社のリフラクトリーメタルの詳細

4295.94
Mo
モリブデン
73180.95
Ta
タンタル
W-MMC
タングステン系金属基コンポジット