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タングステンの粉体粉末冶金用語事典

    タングステンの単結晶、再結晶

タングステン単結晶 single crystal of tungsten

 タングステンは粒界強度が弱く、低温で粒界破壊を起こしやすい。粒界のない単結晶にすると低温脆性が改善される。一般に単結晶の延性-脆性遷移温度は室温以下となるが、表面に欠陥があると延性-脆性遷移温度は高くなる。単結晶の棒を常温で引っ張ると特定の結晶面で辷って変形し,くさび形のネッキングが観察される。通常、単結晶は高温に加熱しても再結晶することはないが、切断などの加工を施した物を加熱すると加工面に微細な再結晶粒ができるので注意を要する。タングステン単結晶は高温構造材や反応るつぼ、あるいは反射鏡などへの利用が検討されている。単結晶の製造方法には帯域加熱(ゾーンメルト)法と再結晶法がある。

タングステンの単結晶化 preparation of tungsten single crystal

 融液を凝固して単結晶を得る溶融法と、融点以下の温度で粗大結晶を得る再結晶法がある。帯域溶融法では電子ビームを熱源としてタングステン棒の一端を溶融し、熱源を移動して溶融域を順次凝固させ、全体を単結晶化する。この方法は単結晶化と同時に高純度化がはかれる利点がある。再結晶法には、タングステン棒の一端を再結晶温度以上に加熱しながら熱源を移動し、棒に急激な温度勾配を付けて再結晶粒を成長させる方法と、微量の酸化物を添加したタングステンに加工ひずみを与え、再結晶温度以上の高温に加熱して結晶粒の異常成長を起こす方法がある。再結晶法は比較的簡単に単結晶が得られる利点がある。

タングステンの再結晶挙動 recrystallization of tungsten

 冷間加工したタングステンを焼鈍すると、1,300K付近から繊維組織の中にサブグレインの形成が見られ、さらに高温でひずみのない再結晶粒を形成する。純タングステンは1,300〜1,500Kで一次再結晶し、引き続き1,500K〜1,800Kで二次再結晶による粒の粗大化が見られる。純タングステンの二次再結晶粒は比較的丸い石垣状となる。微量のカリウムを添加したドーブタングステンは1,300K〜2,000Kで一次再結晶し、2,000K〜2,500Kで二次再結晶する。ドーブタングステンの二次再結晶粒は加工方向に伸びた長大結晶となる。ドーブタングステンでは加工度の大きくなるほど再結晶温度は高く、また再結晶粒もより長大となる。再結晶により強度は著しく低下する。



                                                  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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