概要
純タングステン粉 は、多くの場合、商業および産業用途の様々な異なる材料に加工されている元素タングステンの微粉末の形態である。純粋なタングステン粉末の主な詳細は次のとおりです：
| 化学式 | W |
| CAS番号 | 7440-33-7 |
| 融点 | 3,422度C（6,192度F） |
| 密度 | 19.3 g/cm3 |
タングステン粉末は、すべての金属の中で最も高い融点だけでなく、高い密度、強度、耐食性を有するために評価されています。それは、一般的に硬度、耐摩耗性、耐久性、耐熱性を必要とするアプリケーションで使用されます。
純粋なタングステン粉末のいくつかの主要な用途は、炭化タングステン、タングステン重合金、タングステンミル製品、照明フィラメント、発熱体、放射線遮蔽および特殊合金の製造が含まれます。粉末は、さらに焼結、熱間静水圧プレス、溶射コーティングや添加剤製造を介して処理することができます。
純粋タングステン粉末の種類
純タングステン粉には、粒径、形態、見かけ密度、不純物レベルなどのパラメータによって定義されるいくつかの分類と等級があります：
| タイプ | 説明 |
| 超微粉 | 平均粒径0.5ミクロン以下の高表面積パウダー |
| ファインパウダー | 平均粒径0.5～10ミクロン |
| 粗粉 | 粒子径10ミクロン以上 |
| ナノパウダー | 少なくとも1つの寸法が0.1ミクロン未満 |
| 球状粉末 | 丸みを帯びた粒子形状と形態 |
これらのパウダーは、特定の製造プロセスや最終部品のユニークな材料特性を達成するために、サイズや形態が調整される。
純タングステン粉末の組成
高純度タングステン粉末は、重量で99.9%以上の元素タングステンを含んでいます。不純物として、低レベルの炭素、酸素、窒素、その他の微量元素が含まれる場合があります。
| 構成員 | 重量 % |
| タングステン（W） | 99.9%分 |
| カーボン（C） | 0.06%最大 |
| 酸素 (O) | 0.03 – 0.1% |
| 窒素（N） | 0.02%最大 |
| その他の微量元素 | 0.01%以下 |
タングステン製品の密度、強度、延性などの最終的な材料特性を達成するためには、出発粉末の高純度レベルを維持することが重要です。特定の不純物制限は、様々なタングステン粉末のグレードや仕様によって定義されている場合があります。
特性 純タングステン粉
タングステンは、その純粋な粉末の形で、いくつかのユニークな物理的および化学的特性を持っています：
| プロパティ | 価値 |
| 融点 | 3,422度C（6,192度F） |
| 沸点 | 5,930度C（10,706度F） |
| 密度 | 19.3 g/cm3 |
| 電気抵抗率 | 5.5 x 10-6 Ωcm |
| ヤング率 | 411 GPa (59,700 ksi) |
| ポアソン比 | 0.28 |
| 熱膨張係数 | 4.5 x 10-6/K |
| 耐酸化性 | 600～800℃までの空気中で耐酸化性 |
これらの固有の特性は、粉末が様々な粉末冶金技術を使用して、重合金、ミル製品、または複合材料のような他のタングステン材料に変換されても維持されます。
純タングステン粉末の特徴
組成と特性に加えて、純粋なタングステン粉末は、次のような物理的特性によって定義されます：
| 特徴 | 代表値 |
| 粒子形状 | 不規則、角張っている |
| 粒度分布 | 0.5～10ミクロン |
| 見かけ密度 | 2 - 5 g/cm3 |
| 比表面積 | 0.5 - 5 m2/g |
| フロー特性 | 適正な流動性と充填密度 |
純度とともにこれらの特性は、完成したタングステンミル製品の品質と一貫性に影響を与えます。粉末の形態と粒度分布は、アプリケーションの要件に応じてカスタマイズすることができます。
純タングステン粉末の用途と使用例
その特殊な特性のおかげで、純粋なタングステン粉末は、多くの分野にわたって多様な商業および工業用途があります：
| 申し込み | 用途 |
| 炭化タングステン（WC） | 切削工具、採掘/掘削装置、金型、研磨材 |
| タングステン重合金 | 放射線遮蔽、カウンターウェイト、ペネトレーター |
| フィラメント | 白熱灯、ハロゲンランプ、放電ランプ |
| 発熱体 | 高温炉、原子炉、医療機器 |
| ミル製品 | ロッド、ワイヤー、シート、ホイル |
| 特殊合金 | ロケットノズル、放射線遮蔽、熱電対 |
| 積層造形 | 3Dプリンターによるタングステン部品 |
これらの例は、主な用途の一部を取り上げていますが、決してこのユニークな金属粉末のすべての用途を網羅しているわけではありません。材料科学と製造技術の進歩に伴い、タングステン粉末の用途は過酷な条件下でも拡大し続けるでしょう。
純タングステン粉末の仕様とグレード
高純度タングステン粉末の等級と品質パラメータを定義するいくつかの業界標準仕様があります：
| スタンダード | グレード |
| ASTM B777 | 純度99.9%（D）、純度99.95%（XD）、純度99.99%（UHP） |
| ISO 18118 | Apt10、Apt20、Apt50 |
| GB/T 30111 | 99.9%、99.95%、99.99%純度グレード |
| JIS H 3201 | JP1、JP2、JP3、グレード |
これらは、要求される材料性能に応じて、不純物の許容レベル、粒度分布、見かけ密度の範囲、および各粉末グレードに適した典型的な用途を定義します。最終用途の要件に合わせたカスタム仕様も一般的です。
純粋なタングステン粉末の製造業者および供給業者
高純度タングステン粉末を製造・販売する主なグローバルサプライヤーには、以下のようなものがあります：
| 会社概要 | 所在地 |
| 厦門タングステン有限公司 | 中国 |
| 中西部タングステン・サービス | アメリカ |
| ウォルフラム社 | オーストリア |
| スタークHC | ドイツ |
| 洛陽同潤ナノテクノロジー有限公司Ltd. | 中国 |
さらに多くの地域企業が、タングステン粉の調達、製造、サプライチェーン・サービスをグローバルな顧客に提供している。標準グレードだけでなく、カスタマイズされた粉末の両方が用意されています。
純タングステン粉の価格
純粋なタングステン粉末の価格帯は、次のような要因によって異なります：
| タイプ | 価格帯 |
| 超微粉 | $150〜$500/kg |
| ファインパウダー | 1kgあたり$80～$150 |
| 粗粉 | $50〜$100/kg |
| 研究/カスタムグレード | $300+/kg |
価格は、純度レベル、生産量、地域市場、その他のカスタマイズ要件によって大きく異なる。高性能の超微粉末やナノ粉末は、プレミアム価格となる。
長所と短所 純タングステン粉
材料として純粋なタングステン粉末を使用することには、いくつかの利点といくつかの制限があります：
メリット
- 極めて高い融点
- 放射線遮断に優れた高密度
- 熱、腐食、摩耗、磨耗に耐える
- 生体適合性 - 医療機器に使用
- 環境に配慮した製造
デメリット
- 高価な基材
- 合金化しないと脆くなる
- 機械化への挑戦
- 成形に高度な加工が必要
耐熱性、耐放射線性、強度、環境安定性が重要な用途では、純タングステンは他の金属や合金を圧倒的に凌駕します。その限界は、粉末冶金技術を使用することで克服できる場合が多くあります。
タングステンパウダーの種類比較
様々なタングステン粉の分類の主な違いは以下の通りです：
| ウルトラファイン | ファイン | 粗目 | |
| 粒子径 | 0.5ミクロン以下 | 0.5～10ミクロン | 10ミクロン以上 |
| 表面積 | 高い | 中程度 | 低い |
| 密度 | 低い | 中程度 | より高い |
| 価格 | 最高 | ミッドレンジ | 低い |
超微粉はユニークなナノスケール特性を可能にするが、取り扱いが難しい場合がある。粗い粉末は、特殊性は劣るものの、加工が容易である。粒子工学は、カスタマイズされた性能を提供する。
よくあるご質問
Q:純粋なタングステン粉末は、用途に使用する前に追加加工が必要ですか？
A: はい、タングステン粉末は通常、最終用途に必要な最終的な材料特性を達成する前に、焼結、熱間静水圧プレス、高密度化、または付加製造が必要です。粉末冶金は機能部品の製造に不可欠です。
Q: タングステン粉末はどのように製造されるのですか？
A: 一般的には、高純度の元素粉末を生成するために、制御された条件下で酸化タングステンを水素還元することによって製造されます。粉砕、アニール、表面処理などの追加工程により、粉末の特性を調整することができます。
Q: 純粋なタングステン粉末に添加できる合金元素は何ですか？
A: タングステンに少量のニッケル、鉄、銅をブレンドすることで、さまざまな特性の向上を必要とするさまざまな用途向けの重合金を製造することができます。具体的な配合は用途に依存します。
Q: タングステンパウダーは、製造時や保管時に特別な取り扱いが必要ですか？
A: はい、高温処理中に空気に触れると酸化を引き起こす可能性があるため、不活性雰囲気を使用しています。真空または不活性ガス下で保管することで、性能を低下させるコンタミネーションを防ぐことができます。
Q: タングステンを使った積層造形に最適な粒度範囲は？
A: 10-45ミクロンサイズの微粉末は、均一な層印刷のために良好な流動性と充填密度を有しています。しかし、より優れた高密度化と特性を得るために、ナノパウダーが研究されています。
結論
要約すると、純粋なタングステン粉末は、高温、放射線に敏感で、多くの産業にまたがる頑丈なアプリケーション全体で卓越した性能を提供します。粉末冶金の進歩により、タングステンのユニークな素材の強みをより広く利用できるようになりました。製造インフラの拡張とコストの低下により、この重要な技術鉱物のより純度の高い形態が、非常に要求の厳しい使用例においても性能の壁を押し広げるための世界的な普及を見出すことが期待できる。その比類のない能力により、タングステンはほとんど不可欠なものとなっています。
