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タングステンの粉体粉末冶金用語事典

    ドープタングステン

ドープタングステン doped tungsten

 微量の不純物を添加したタングステンの総称であるが、耐垂下(サグ)性改善のため微量のカリウムを添加したノンサグタングステンと同じ意味で用いられることが多い。カリウム・ケイ素およびアルミニウムの化合物の水溶液を酸化タングステン粉末に添加したのち還元し、得られるドープタングステン粉をフッ酸で洗浄し、以下、通常の粉末冶金の手法により加工してドープタングステン線とする。添加されたドープ剤の大部分はフッ酸洗浄で除かれ、さらに焼結時飛散し、ごく微量のカリウムがタングステン中に残留する。カリウムの量は用途により異なり、フィラメントなどの高温用材料では50〜80ppm、比較的低温で用いる材料ではそれ以下とする。線の中に残留したカリウムは微細なバブル列を形成して再結晶を抑制し、線の耐垂下性を向上する。カリウムが多くなると再結晶温度は高く、引張強度も大きくなるが、低温での延性が低下して加工性が悪くなる。少量の酸化トリウムを添加したトリエイテドタングステンも同様に再結晶を抑制して高温強度を改善する。

ドーピング doping

 材料中に微量の不純物を添加して諸特性を制御することをいう。半導体では微量のリン(P)やヒ素(As)を添加してそれぞれp型、n型に制御する。粉末冶金による高融点金属の製造では、数十ppmのAl,Si,Kや少量の希土類金属やその酸化物を加えて再結晶温度を高くしたり、再結晶後の結晶粒を長大化してクリープ強度を向上するなどが行われている。

ドープ孔 potassium bubble , bubble of dopant

 ドープタングステンを高温に加熱したとき形成される0.1μmあるいはそれ以下の微細なバブルをドープ孔と称する。フィラメントなどに用いられるドープタングステン線には50〜80ppmのカリウムが含まれる。ドープ剤として添加されたカリウムはスエージングならびに線引き加工によって線の軸方向に長く伸び、さらに分断され、高温で微細なバブルの列を形成する。再結晶に際し、バブルは粒界移動を抑制して軸方向に伸びたノンサグ組織をつくる。また分散強化効果によって線の強度を向上する。ドープ孔の中には金属カリウムが存在するといわれている。


                                                  粉体粉末冶金用語辞典 より
                                                  編者:(社)粉体粉末冶金協会
                                                  発行所:  日刊工業新聞

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