텅스텐 분말 은 텅스텐 금속으로 만든 미세한 회색 분말입니다. 텅스텐은 여러 산업 및 상업적 응용 분야에서 유용하게 사용할 수 있는 독특한 특성을 가지고 있습니다. 이 문서에서는 텅스텐 분말의 구성, 특성, 생산 방법, 응용 분야, 사양, 가격, 장단점, 주요 글로벌 공급업체를 포함한 텅스텐 분말에 대한 포괄적인 개요를 제공합니다.
개요 텅스텐 분말의
텅스텐 분말은 거의 전적으로 분말 형태의 텅스텐 원소 금속으로 구성되어 있습니다. 분말 입자의 크기는 0.5~10미크론으로 매우 미세합니다. 분말은 금속 텅스텐의 고유한 특성으로 인해 칙칙한 색을 띠고 밀도가 높습니다.
텅스텐 분말은 대부분의 다른 금속 및 합금에 비해 탁월한 경도, 내열성 및 밀도를 제공합니다. 텅스텐 분말을 다양한 기능에 적합하게 만드는 주요 특성은 다음과 같습니다:
- 금과 비슷하고 납의 거의 두 배에 달하는 고밀도
- 3410°C의 녹는점 - 모든 금속 중 가장 높음
- 일반 금속과 비슷한 낮은 전기 저항률
- 뛰어난 방사선 차폐 밀도
- 고온에서의 강도 유지
- 다양한 환경에서의 내식성
이러한 특성 덕분에 텅스텐 분말은 방사선 차폐, 전극, 발열체, 밸러스트 웨이트, 염료, 촉매 등과 같은 응용 분야에 사용할 수 있습니다. 분말은 특수한 특성을 가진 최종 사용 부품으로 압축하거나 소결하여 모양을 만들 수 있습니다.
텅스텐 분말의 종류
텅스텐 분말은 입자 크기 분포, 모양, 순도 수준 및 분말 표면 화학에 차이가 있는 여러 가지 형태로 제조됩니다. 텅스텐 분말의 주요 유형은 다음과 같습니다:
| 유형 | 설명 |
|---|---|
| 미세 분말 | 0.5~10미크론의 입자 크기로 모양에 압착하기에 적합함 |
| 굵은 분말 | 10미크론 이상의 더 큰 구형 입자로 흐름과 패킹을 개선합니다. |
| 분쇄 분말 | 잉곳을 분쇄할 때 발생하는 1~44미크론 크기의 불규칙한 들쭉날쭉한 입자 |
| 합금 분말 | 탄소, 코발트, 니켈, 구리, 은 등이 혼합된 복합 분말입니다. |
| 화학 분말 | 초미세 나노 구조 텅스텐 및 산화물 분말 |
입자 모양, 크기 분포, 유동 특성, 압축 밀도 및 미세 구조 요구 사항에 따라 응용 분야에 선택되는 텅스텐 분말의 유형이 결정됩니다.
구성 텅스텐 분말
산업용 텅스텐 분말은 일반적으로 99.95% 이상의 순수 텅스텐 금속을 함유하여 일관된 성능을 보장합니다. 원자재와 제조 과정에서 발생하는 미량의 불순물은 이 수준까지 존재할 수 있습니다:
| 요소 | 최대 콘텐츠 | 역할 |
|---|---|---|
| 탄소(C) | 100 ppm | 곡물 성장 억제제 |
| 산소(O) | 100 ppm | 표면 산화막 |
| 인(P) | 10 ppm | 잔류 불순물 |
| 유황(S) | 10 ppm | 잔류 불순물 |
| 칼륨(K) | 10 ppm | 잔류 불순물 |
| 실리카(Si) | 10 ppm | 잔류 불순물 |
순도가 높을수록 소결 시 오염 문제를 최소화하고 연성을 향상시킵니다. 조명 필라멘트, 전자 제품 및 실험실 용도에 적합한 특수 고순도 텅스텐은 불순물이 10~100ppb에 불과합니다.
합금 텅스텐 분말은 일반적으로 소결성, 기계 가공성 또는 고온 거동을 향상시키기 위해 1-5% 코발트, 니켈, 철, 은 또는 구리와 혼합됩니다. 소량의 무기 첨가제는 고유한 기능적 특성을 제공할 수 있습니다.
텅스텐 분말의 특성
텅스텐 금속 분말은 원소 구성과 결정 구조에서 비롯된 고유한 특성을 가지고 있습니다. 순수한 텅스텐이기 때문에 분말은 관련 열, 전기, 기계 및 화학적 특성을 나타냅니다.
물리적 속성
텅스텐 분말의 주요 물리적 특성:
| 속성 | 가치 |
|---|---|
| 밀도 | 19.3g/cm3 |
| 융점 | 3410°C |
| 열 전도성 | 170 W/m-K |
| 증기 압력 | 낮음, ~1700°C에서 ~10-6 bar |
| 비열 용량 | 130 J/kg-K |
| 열팽창 계수 | 4.5 μm/m-K |
| 색상 | 회색에서 검은색으로 |
텅스텐은 초고 융점, 고밀도, 우수한 전도성 및 열에 대한 우수한 치수 안정성으로 인해 극한 온도 응용 분야에 유용합니다.
기계적 특성
텅스텐 분말을 압축 및 소결하여 적당한 연성 수준에서 매우 높은 경도와 강도를 얻을 수 있습니다:
| 속성 | 소결 상태 |
|---|---|
| 경도 | 최대 550개 VPN |
| 0.2% 항복 강도 | ~800 MPa |
| 궁극의 인장 강도 | ~900 MPa |
| 골절 인성 | 30-35 MPa√m |
| 영의 계수 | ~400 GPa |
텅스텐은 내화성 특성 덕분에 불활성 대기나 진공 상태에서 2000°C에 육박하는 온도에서도 강도를 매우 잘 유지합니다.
전기적 속성
텅스텐 분말 및 소결 부품은 발열체에 이상적인 우수한 전기 및 열 전도성을 제공합니다:
| 속성 | 가치 |
|---|---|
| 전기 저항 | 5.5μΩ-cm |
| 온도 저항 계수 | ~4 x10-3 Ω/Ω/K |
안정성과 낮은 저항률, 포지티브 템코는 방전 가공 전극에서도 뛰어난 성능을 보장합니다.
텅스텐 분말 생산
텅스텐 금속 분말은 주로 산화텅스텐을 환원시킨 후 분쇄 및 분쇄 단계를 거쳐 생산됩니다. 제조 단계는 다음과 같습니다:
1. 광석의 농도: 광물 스켈라이트 또는 울프라마이트가 함유된 천연 텅스텐 광석은 분쇄 및 분쇄, 중력, 자기 또는 부양 공정을 통해 물리적으로 더 높은 수준의 텅스텐으로 업그레이드됩니다.
2. 산화물로 전환합니다: 농축된 광물은 고온에서 수소, 탄소 또는 일산화탄소 가스와 반응하여 조산화텅스텐 WO3을 생성합니다. 석회 또는 소다회 플럭싱제는 다공성이며 쉽게 환원 가능한 산화물을 생성하는 데 도움이 됩니다.
3. 수소 환원: 산화물은 푸셔 또는 회전로에서 약 800°C로 가열된 건조 수소 가스를 통과시키면서 환원됩니다. 이렇게 하면 청색 텅스텐 산화물 W3O가 생성되고, 이를 다시 환원하여 텅스텐 금속 분말을 얻을 수 있습니다.
4. 밀링 및 블렌딩: 환원된 텅스텐 분말은 분쇄 및 크기 분류를 거쳐 특정 입자 크기 분포를 얻습니다. 분말은 칼륨 또는 입자 성장 억제제와 같은 도펀트와 혼합할 수 있습니다. 열처리 및 어닐링은 적절한 분말 탭 밀도와 형태를 제공합니다.
5. 5. 포장: 텅스텐 분말은 습도가 조절된 상태에서 드럼이나 백에 포장되어 프레스 및 소결 시설로 운송됩니다.
이차 스크랩 회수, 텅스텐 경금속 재활용, 전자 폐기물 및 중고 초경합금 공구도 텅스텐 분말 원료의 공급원이 되고 있습니다.
텅스텐 분말의 응용
텅스텐 분말을 공급 재료로 사용하는 주요 응용 분야는 다음과 같습니다:
초경합금
60% 이상의 텅스텐 분말은 코발트 또는 니켈 바인더와 함께 경금속 복합재를 제조하는 데 사용됩니다. WC-Co와 같은 등급이 매우 널리 사용됩니다.
밀 제품
분말 야금으로 만든 막대, 와이어 및 시트와 같은 텅스텐 금속 형태에는 압축 및 소결된 텅스텐 분말이 포함되어 있습니다.
조명 필라멘트
가정용 백열전구용 텅스텐 전선은 매우 순수한 압착 및 소결 텅스텐으로 제작됩니다.
발열체
높은 온도 강도와 전기 저항률 덕분에 용광로, 히터 등에 올텅스텐 또는 도핑된 발열체를 사용할 수 있습니다.
전극
용접, 방전 가공 및 플라즈마 절단 응용 분야용 텅스텐 전극은 프레스 파우더 프리폼에서 파생됩니다.
전자 제품
소결 텅스텐 접점, 방열판 베이스 및 패키지는 텅스텐의 열전기적 특성을 활용합니다.
방사선 차폐
텅스텐 합금 또는 복합 혼합물은 핵, 의료 및 우주 분야에서 감마선 및 X-선으로부터 차폐 기능을 제공합니다.
밸러스트 무게추
텅스텐 금속은 로터의 경량화, 진동 감쇠 등에 이상적인 컴팩트한 폼 팩터에 매우 높은 밀도를 제공합니다.
촉매제
기질에 분산된 텅스텐 산화물 종은 화학 공정을 위한 특수 촉매를 제공합니다.
텅스텐 분말 사양
텅스텐 금속 분말은 입자 크기 분포, 모양, 순도, 표면적, 겉보기 밀도 및 유량과 같은 지표를 기반으로 표준화됩니다.
성적
일반적인 텅스텐 분말 종류는 다음과 같습니다:
| 등급 | 설명 | 입자 크기 | 겉보기 밀도 |
|---|---|---|---|
| 추가 벌금 | 고순도, 얇은 플레이크 형태 | 1-5 μm | 2.2-3.5g/cc |
| 괜찮아요 | 일반 사용, 둥근 입자 | 1-10 μm | 3-8 g/cc |
| Medium | 밀 모양으로 압착된 자유 유동성 | 5-25 μm | 7-9g/cc |
| 거친 | 최고의 유동성, 높은 그린 강도 | 15-45 μm | 8-10g/cc |
특수 텅스텐 분말 합금에는 코발트, 구리, 은, 니켈 또는 W-Ni-Fe, W-Ni-Cu 등과 같은 기타 합금 첨가물이 있습니다.
표준
텅스텐 분말 제조 및 테스트는 이러한 주요 국제 규격을 준수합니다:
- ASTM B776 - 텅스텐 분말 및 텅스텐 분말 제품 표준
- ISO 4492 - 금속 분말 - 탭 밀도 측정
- ISO 4497 - 금속 분말 - 보정된 깔때기(홀 유량계)를 통한 유량 측정
- IEC 60804 - 램프용 텅스텐 분말 및 텅스텐 금속 분말
- GB/T 33137-2016 - 텅스텐 분말 및 텅스텐 분말 제품
용도 및 지역적 요구에 따라 JIS, DIN, BS 및 기타 표준도 텅스텐 분말에 적용될 수 있습니다.
가격 책정
가격은 텅스텐 분말 등급, 순도, 입자 크기, 수량 및 지리적 시장에 따라 달라집니다. 텅스텐 분말의 일부 표시 비용(톤당 USD, 2023년):
| 지역 | 고급 등급 | 중간 등급 |
|---|---|---|
| 중국 | $35,000 | $32,000 |
| 유럽 | $52,000 | $47,000 |
| 미국 | $57,000 | $50,000 |
| 일본 | $62,000 | $55,000 |
더 높은 밀도, 더 균일한 입자 분포, 특수 도펀트, 더 미세한 크기, 가장 작은 포장 크기로 인해 초미세 및 나노 분말의 경우 $250/kg 이상의 프리미엄 가격이 책정됩니다.
장단점
텅스텐은 애플리케이션에 대한 장점과 특정 한계를 보여줍니다:
장점
- 최고 융점 금속
- 최고의 고온 강도
- 소결 시 높은 경도
- 뛰어난 방사선 차폐
- 열에 의한 치수 안정성
- 부식 및 산화 방지
단점
- 소결 및 단조 시 취성
- 까다로운 성형 및 가공
- 티타늄/알루미늄에 비해 무거운 무게
- 불결한 경우 표면 결함이 있을 수 있습니다.
- 은, 구리, 알루미늄보다 낮은 전기/열 전도성
- 강철, 납에 비해 비싸다
다음과 같은 강점과 약점을 이해함으로써 텅스텐 분말를 사용하면 적절한 애플리케이션에서 그 고유성을 최적으로 활용할 수 있습니다.
공급업체
텅스텐 금속 분말을 공급하는 주요 글로벌 생산업체는 다음과 같습니다:
| 회사 | 본사 위치 |
|---|---|
| Wolfram 회사 | 오스트리아 |
| 버팔로 텅스텐 | 미국 |
| 미드웨스트 텅스텐 | 미국 |
| 텅스텐 헤비 파우더 | 중국 |
| 샤먼 텅스텐 | 중국 |
| JX 일본 광업 | 일본 |
| H 크로스 컴퍼니 | 일본 |
| GTP 구델스키 테크니컬 파우더 | 독일 |
이 기업들은 다양한 상업 및 산업 요구 사항을 충족하는 안정적인 대용량 용량과 다양한 제품을 제공합니다.
자주 묻는 질문
| 질문 | 답변 |
|---|---|
| 텅스텐 파우더는 무엇으로 만들어지나요? | ≈99.95% 미세한 잔류 불순물과 함께 분말 형태의 순수 원소 텅스텐 금속 |
| 텅스텐 파우더는 어떤 용도로 사용되나요? | 초경합금, 발열체, 조명 필라멘트, 방사선 차폐, 전극, 금속 사출 성형 전구체 제조 |
| 텅스텐 분말에는 어떤 종류가 있나요? | 주로 입자 크기 분포에 따라 0.5~45미크론의 초미세, 미세, 중간 및 거친 등급을 기준으로 합니다. |
| 미세 텅스텐 분말을 사용하면 어떤 이점이 있나요? | 세밀하고 얇은 벽의 형상을 압착할 수 있고, 광범위한 소결을 통해 강도를 부여하며, 합금 매트릭스에 균일하게 분포할 수 있습니다. |
| 굵은 텅스텐 분말의 특징은 무엇인가요? | 자유롭게 흐르는 구형 입자가 다이 캐비티를 잘 채우고, 높은 녹색 강도로 균열을 방지하며, 합금 혼합을 지지하는 골격 구조를 형성합니다. |
| 텅스텐 파우더는 어떻게 만들어지나요? | 환원 텅스텐 금속의 밀링/연삭을 통한 입자 크기 감소와 결합된 산화텅스텐 환원 |
| 텅스텐 파우더는 독성이 있나요? | 원소 텅스텐은 비교적 불활성이며 무독성입니다. 하지만 미세한 분말을 흡입하면 폐 자극을 일으킬 수 있어 보호 장비가 필요합니다. |
| 텅스텐 분말은 인화성 또는 폭발성이 있나요? | 아니요, 텅스텐 금속 자체는 정상적인 상황에서 타거나 폭발하지 않습니다. 하지만 미세한 분말은 공기와 함께 폭발성 혼합물을 형성할 수 있습니다. |
| 텅스텐은 환경 친화적인 소재인가요? | 예, 텅스텐 채굴 및 금속 생산은 최신 지속 가능성 프로토콜을 따릅니다. 텅스텐의 특성을 창의적으로 활용할 수 있는 녹색 강도를 제공하는 파우더 |
결론
분말 형태의 텅스텐은 다른 소재와 차별화되는 탁월한 내화 특성을 통해 산업 전반에 걸쳐 고유한 고온 응용 분야를 구현합니다. 프레스 및 소결 형상은 까다로운 환경에서도 탁월한 경도, 전기/열 전도성, 방사선 차폐 밀도, 내식성 및 치수 안정성을 활용합니다.
분말 특성에 대한 이해와 함께 신중한 사양을 통해 신뢰할 수 있는 기능을 구현할 수 있습니다. 변형된 합금 품종을 혼합하면 가능성이 확대되고 2차 스크랩은 순환 경제에 도움이 됩니다. 고급 분무화를 통한 분말 품질의 미래 발전은 텅스텐 분말의 잠재력을 최대한 활용하는 흥미로운 재료 및 에너지 효율을 약속합니다.
