ディレクトリ
第1章 はじめに
1.1 タングステンロッドの定義と概要
1.2 産業におけるタングステンロッドの重要性
1.3 歴史的背景と発展
第2章 タングステンロッドの種類
2.1 タングステンロッドは組成によって分類されます
2.1.1 純粋なタングステンロッド
2.1.2 高純度タングステンロッド(≥99.95%)
2.1.3 ドープタングステンロッド(希土類ドーピング、酸化物ドーピング)
2.2 タングステンロッドは製造工程によって分類されます
2.2.1 焼結タングステンロッド
2.2.2 鍛造タングステンロッド
2.2.3 圧延タングステンロッド
2.2.4 タングステンロッドを引く
2.2.5 タングステンロッドを押し出す
2.3 タングステンロッドは、その用途によって分類されます
2.3.1 工業用タングステンロッド
2.3.2 電子機器用タングステンロッド
2.3.3 軍事用タングステンロッド
2.3.4 その他の特殊用途タングステンロッド
2.4 タングステンロッドは仕様によって分類されます
2.4.1 小径タングステンロッド(<5mm)
2.4.2 中径タングステンロッド(5〜20mm)
2.4.3 大口径タングステンロッド(>20mm)
2.5 タングステンロッドは、表面状態によって分類されます
2.5.1 ブラックレザースティック
2.5.2 カートライトスティック
2.5.3 研磨ロッド
2.6 特殊タングステンロッド
2.6.1 カリウムタングステンロッド
2.6.2 トリウムドープタングステンロッド
2.6.3 セリウムドープタングステンロッド
2.6.4 ランタンドープタングステンロッド
2.6.5 ジルコニウムドープタングステンロッド
2.6.6 イットリウムドープタングステンロッド
2.6.7 複合希土類タングステンロッド
2.7 国際モデルとグレードの比較
2.7.1 純粋なタングステンロッドグレード
2.7.2 ドープタングステンロッドグレード
2.7.4 国内および海外グレード(GB / T、ASTM、ISO)
第3章 タングステンロッドの特性
3.1 タングステンロッドの物性
3.1.1 タングステンロッドの高融点
3.1.2 高密度のタングステンロッド
3.1.3 タングステンロッドの低熱膨張係数
3.1.4 タングステンロッドの熱伝導率と電気伝導率
3.1.5 タングステンロッドの低蒸気圧
3.2 タングステンロッドの化学的性質
3.2.1 タングステンロッドの耐食性
3.2.2 タングステンロッドの化学的安定性
3.2.3 タングステンロッドと他の元素との反応性
3.3 タングステンロッドの機械的性質
3.3.1 タングステンロッドの高強度と硬度
3.3.2 タングステンロッドの耐クリープ性
3.3.3 タングステンロッドの靭性と被削性
3.4 タングステンロッドの異なるタイプの特性の比較
3.4.1 純粋なタングステンロッドと高純度のタングステンロッド
3.4.2 ドープタングステンロッドの特殊特性
3.5 CTIA GROUP LTD の タングステンロッド MSDS
第4章 タングステンロッドの製造と製造技術
4.1 タングステンロッドの原料の調製
4.1.1 タングステン鉱石の採掘と精製
4.1.2 タングステン粉末の調製
4.1.3 合金元素とドーパントの添加
4.2 タングステンロッドの粉末冶金技術
4.2.1 粉末の混合とプレス
4.2.2 高温焼結
4.2.3 焼結タングステンロッドの性能最適化
4.3 タングステンロッド変形加工技術
4.3.1 熱間鍛造(ハンマー鍛造、ロータリー鍛造)
4.3.2 熱間押出
4.3.3 ローリング
4.3.4 引っ張り
4.4 大規模タングステンロッドの調製
4.4.1 技術的な困難と課題
4.4.2 高密度タングステンロッドの調製方法
4.4.3 プロセスの最適化とイノベーション
4.5 タングステンロッドの後処理技術
4.5.1 熱処理
4.5.2 表面処理(研磨、洗浄)
4.5.3 精密加工と切削
4.6 タングステンロッドの異なるタイプのプロセス特性
4.6.1 純タングステンロッドプロセス
4.6.2 高純度タングステンロッドプロセス
4.6.3 ドープタングステンロッドプロセス
第5章タングステンロッドの使用
5.1 タングステンロッドの工業用途
5.1.1 石英炉用タングステンコアロッド
5.1.2 単結晶シリコンウェーハの調製
5.1.3 希土類元素の精製
5.1.4 サファイアクリスタル炉用タングステンるつぼ
5.2 タングステンロッドは軍事および国防に使用されています
5.2.1 徹甲弾
5.2.2 高爆発性タングステンロッド
5.3 タングステンロッドは電子機器や照明に使用されています
5.3.1 タングステンフィラメント(フィラメント、サポートワイヤー)
5.3.2 電極(タングステン電極、希土類タングステン電極)
5.3.3 スパッタリングターゲット
5.4 タングステンロッドは自動車や航空宇宙で使用されています
5.4.1 自動車自動化コンポーネント
5.4.2 航空宇宙用高温部品
5.5 タングステンロッドは、医学および科学研究で使用されています
5.5.1 医療機器(放射線遮蔽)
5.5.2 実験装置(高温実験)
5.6 タングステンロッドは他の分野で使用されています
5.6.1 スポーツ用品(タングステンカーバイドダーツ)
5.6.2 ジュエリー(タングステンカーバイドジュエリー)
5.6.3 特別なツールと金型
第6章 タングステンロッド製造設備
6.1タングステンロッド用の粉末冶金装置
6.1.1 ミキサー
6.1.2 プレス
6.1.3 高温焼結炉
6.2 タングステンロッド変形処理装置
6.2.1 エアハンマーと電気油圧ハンマー
6.2.2 ロータリースウェージングマシン
6.2.3 ホットエクストルーダー
6.2.4 圧延機と製図機
6.3 タングステンロッドの後処理装置
6.3.1 熱処理炉
6.3.2 研磨および洗浄装置
6.3.3 精密加工設備(旋盤、研削盤)
6.4 タングステンロッドの高度な生産設備
6.4.1 プラズマ焼結装置
6.4.2 真空溶解炉
6.4.3 自動制御および監視システム
6.5 タングステンロッドの機器の選択とメンテナンス
6.5.1 さまざまな種類のタングステンロッドの機器要件
6.5.2 機器のメンテナンスとライフマネジメント
第7章タングステンロッドの国内外の規格
7.1 タングステンロッドの国際規格
7.1.1 ISO規格(ISO 24370:タングステンおよびタングステン合金)
7.1.2 ASTM規格(ASTM B777:高密度タングステン合金)
7.1.3 RWMAクラス13
7.1.4 その他の国際規格
7.2 タングステンロッドの中国規格
7.2.1 GB / T 4187-2017(タングステンバーの国家規格)
7.2.2 GB / T 3459-2017(タングステンおよびタングステン合金製品)
7.2.3 業界標準(YS / T 695-2009:タングステン電極)
7.3 タングステンロッドの標準比較と適用性
7.3.1 国内規格と外国規格の違い
7.3.2 タングステンロッドの異なるタイプの標準要件
7.3.3 生産およびテストのための標準の指針となる重要性
第8章 タングステンロッドの検出
8.1 タングステンロッド試験の物理的性質
8.1.1 タングステンロッドの密度試験
8.1.2 タングステンロッド(ビッカース、ブリネル)の硬さ試験
8.1.3 タングステンロッドの引張強度と靭性試験
8.1.4 タングステンロッドの熱膨張と熱伝導率試験
8.2 タングステンロッドの化学組成分析
8.2.1 分光分析(ICP-MS、XRF)
8.2.2 微量元素および不純物の検出
8.3 タングステンロッドの組織解析
8.3.1 顕微鏡観察(SEM、TEM)
8.3.2 粒径と微細構造の均一性
8.4 タングステンロッドの非破壊検査
8.4.1 超音波検査
8.4.2 X線検査
8.4.3 磁性粒子試験
8.5 タングステンロッドの性能検証
8.5.1 高温性能試験
8.5.2 耐食性試験
8.5.3 導電率とクリープ試験
8.6 さまざまな種類のタングステンロッドの検出の要点
8.6.1 純タングステンロッドの検出
8.6.2 高純度タングステンロッド検出
8.6.3 ドープタングステンロッドの検出
第9章 タングステンロッド業界の現状と開発動向
9.1 中国のタングステンロッド市場の概要
9.1.1 市場の需要と供給の分析
9.2 国際タングステンロッド市場の概要
9.2.1 主要な輸出国と地域
9.2.2 輸入依存性とサプライチェーンの状況
9.3 タングステンロッドの技術開発動向
9.3.1 新素材・新合金化技術
9.3.2 グリーン製造と省エネルギー技術
9.3.3 インテリジェントで自動化された生産
9.4 タングステンロッドの課題と機会
9.4.1 技術的なボトルネックとブレークスルー
9.4.2 市場競争とグローバリゼーション
9.4.3 環境保護と持続可能な開発のための要件
第10章 結論
10.1タングステンロッドのコアバリューとアプリケーションの見通し
10.2 タングステンロッドの将来の開発方向
10.3 産業開発のための推奨事項
虫垂
- 用語集
- 参考文献
第1章 はじめに
1.1 タングステンロッドの定義と概要
タングステンロッド は、タングステン(化学元素記号W、原子番号74)またはその合金を主成分として、粉末冶金、鍛造、描画または押出プロセスを通じて作られた棒状の金属材料です。タングステンロッドは、非常に高い融点(3410°C)、高密度(19.25g /cm³)、優れた耐食性、優れた機械的強度など、優れた物理的、化学的、機械的特性で知られています。これらの特性により、タングステンロッドは、航空宇宙、電子機器、軍事、医療、高温製造など、多くの要求の厳しい産業分野で不可欠です。
タングステンロッドの基本組成
タングステンロッドは、その組成に応じて、純粋なタングステンロッド、高純度タングステンロッド、ドープタングステンロッドの3つのカテゴリに分類できます。
純粋なタングステン棒: 主成分として高純度のタングステン(純度≥99.9%)を使用して、それは真空管の陰極、X線管のターゲットおよび電子工業の高温炉の炉の炉の棒のような高温、高力および腐食抵抗力のある環境のために、適しています。
高純度タングステンロッド(≥99.95%): 純度99.95%以上、不純物含有量が非常に少ない(<50ppm)タングステンは、イオン注入デバイス部品やスパッタリングターゲットなど、高い清浄度と精度が求められる半導体、医療、ハイエンド電子機器向けに設計されています。
ドープタングステンロッド(希土類ドーピング、酸化物ドーピング): 希土類元素(セリウム、ランタン、イットリウムなど)または酸化物(酸化トリウム、ジルコニアなど)をタングステンマトリックスに添加して、アーク安定性、耐クリープ性、加工性能を向上させ、溶接電極(アルゴンアーク溶接電極など)および高温炉要素に広く使用されています。
タングステンロッドの形状と仕様
タングステンロッドにはさまざまな形態があり、直径はミクロン(フィラメント用の延伸タングステンロッドなど)から数十ミリメートル(大規模な工業用タングステンロッドなど)までさまざまです。その長さは、多くの場合、数センチメートルから数メートルの範囲で、アプリケーションのニーズに合わせてカスタマイズされます。また、黒色ロッド(酸化皮膜が未仕上げ)、研磨ロッド(加工後表面が平滑)、研磨ロッド(精密加工に適した表面仕上げが極めて高い)など、加工工程によっても表面状態は異なります。
タングステンロッドの調製プロセス
タングステンロッドは通常、粉末冶金技術を使用して調製され、基本的なプロセスには次のものが含まれます。
タングステン粉末の調製:高純度のタングステン粉末は、タングステン鉱石(鉄マンガン重石やシェーライトなど)から精製されます。
粉末プレスと焼結:タングステン粉末をブランクにプレスし、高温(2000-3000°C)で焼結して、緻密な焼結タングステンロッドを形成します。
変形加工:熱間鍛造、回転スウェージング、圧延、または絞りによるさらなる加工により、材料の密度と機械的特性を改善します。
後処理:特定のアプリケーションのニーズを満たすための熱処理、表面研磨、またはクリーニングが含まれます。
タングステンロッドのユニークな特性
タングステンロッドは、特性のユニークな組み合わせのために好まれます。
高融点:タングステンはあらゆる金属の中で最も融点が高く、石英炉やサファイアクリスタル炉などの非常に高温の環境に適しています。
高密度:金密度に近いため、航空宇宙用天びんなど、高品質のカウンターウェイトが必要な分野で有利になります。
耐食性:タングステンは、室温でほとんどの酸や塩基に対して優れた耐食性を持ち、高温で強い酸化性環境(硝酸など)でのみゆっくりと反応します。
機械的強度:タングステンロッドは、高温でも高い強度と耐クリープ性を維持し、長期間のストレスを受ける部品に適しています。
電気伝導率と熱伝導率:銅などの金属よりも導電性は劣りますが、高温での安定性により、電極やフィラメントに優れています。
タングステンロッドの分類と命名法
タングステンロッドは、多くの場合、その組成、用途、または国際規格に基づいて名前が付けられています。例えば：
国際規格:ASTM B760(純タングステンロッド)など。
ドープタングステンロッドグレード:WT20(2%トリウムドープタングステンロッド)、WL15(1.5%ランタンドープタングステンロッド)など、AWS A5.12規格に準拠しています。
GB / T 4187-2017などの国内規格は、タングステンロッドの化学組成、寸法公差、および性能要件を指定しています。これらの命名法システムは、グローバルな取引と適用を促進し、材料仕様の均一性とトレーサビリティを確保します。
世界のタングステンロッド市場の概要
高性能材料として、タングステンロッドは、世界の産業システムで広く使用されています。中国は世界最大のタングステン資源およびタングステン製品生産国であり、主に米国、ヨーロッパ、日本に輸出されている世界のタングステン生産の80%以上を占めています。タングステンロッドの生産は、専門企業の少数の中に集中しており、市場の需要は、主に半導体製造、新エネルギー、航空宇宙、防衛産業によって推進されています。
タングステンロッドは環境に優しく、持続可能です
タングステンロッドの製造には、タングステン鉱石の採掘と高温処理が含まれますが、これはエネルギー集約的であり、排気ガスや残留物を生成する可能性があります。近年、環境負荷を低減するために、グリーン製造技術(低エネルギー焼結、廃棄物リサイクルなど)が採用されています。さらに、タングステンロッドの高い耐久性とリサイクル性により、タングステンロッドはライフサイクル全体を通じて持続可能になります。
1.2 産業におけるタングステンロッドの重要性
タングステンロッドは、その優れた性能により、世界の産業で重要な役割を果たしており、半導体製造、航空宇宙、防衛、エネルギー、医療、照明産業などのハイテクで要求の厳しい分野で広く使用されています。その重要性は、極限環境の材料ニーズを満たす独自の特性に反映されており、技術の進歩と産業効率を促進します。産業におけるタングステンロッドの重要性は、複数の視点から詳細に議論されています。
高温環境でのコアアプリケーション
タングステンロッドの高融点(3410°C)は、高温環境でかけがえのない材料になります。石英連続溶解炉では、タングステンロッドは、光ファイバーおよび半導体産業で広く使用されている高純度石英ガラスの製造のために、2000°C以上の極端な温度に耐えるコアロッドとして使用されます。同様に、サファイアクリスタル炉では、タングステンロッドをるつぼまたは支持体に加工して、LED基板や光学窓に使用される人工サファイアクリスタルを製造します。タングステンロッドの耐クリープ性は、ニッケルやモリブデンなどの他の金属材料とは比較にならない長期の高温応力下でも構造安定性を確保します。
半導体・エレクトロニクス産業のバックボーン
半導体製造には極めて高い材料純度と性能が求められますが、その中で重要な役割を担っているのがタングステンロッドです。例えば、単結晶シリコンの製造では、タングステンロッドは、結晶成長の安定性と均一性を確保するために、高温炉の発熱体または支持構造として使用されます。また、ドープタングステンロッド(セリウムドープまたはランタンドープタングステンロッドなど)は、半導体装置の精密溶接用のアルゴンアーク溶接電極として広く使用されており、その優れたアーク安定性と耐摩耗性により、溶接品質と効率が向上します。タングステンロッドは、集積回路やディスプレイ用の薄膜層を製造するための物理蒸着(PVD)プロセスで使用するためのスパッタリングターゲットにも加工されます。
防衛および軍事の分野における戦略資料
タングステンロッドの高密度と硬度は、軍事産業のための戦略的な材料になります。タングステン合金ロッド(例えば、タングステンニッケル-鉄合金、最大18.5g/cm³の密度)は、対戦車および装甲目標を攻撃するための徹甲弾に加工され、高い運動エネルギーと従来の鋼をはるかに超える貫通力を備えています。また、タングステンロッドは高密度のキネティック弾頭として「キネティックウェポン」という概念で構想され、まだ実際に配備されてはいませんが、そのポテンシャルは将来の軍事技術におけるタングステンロッドの重要性を示しています。タングステンロッドの高温性と耐食性は、ミサイルノズルや装甲部品にも適しています。
航空宇宙産業向けの信頼性の高い選択肢
タングステンロッドは、重量、強度、高温耐性の点で材料が非常に厳しい航空宇宙産業で広く使用されています。タングステン合金ロッドは、高密度であるため、航空機や衛星のカウンターウェイトとして使用され、正確な重量配分と飛行安定性を確保します。たとえば、ヘリコプターのローターや宇宙船の姿勢制御システムでは、タングステンロッドのカウンターウェイトにより、必要な体積が大幅に削減されます。さらに、タングステンロッドは、ロケットエンジンのノズルライニングや再突入機の熱保護部品などの高温部品に機械加工され、そのアンチアブレーション特性により部品の寿命が延びます。
照明およびエネルギー業界の重要なコンポーネント
照明業界では、タングステンロッドは従来の白熱灯やハロゲンランプのコア材料です。タングステンロッドは、フィラメント(直径数ミクロンの小さなものもあり得る)に引き込まれ、融点が高く蒸気圧が低いため、高温で長時間発光するフィラメントとして使用されます。LED技術は徐々に従来の照明に取って代わりつつありますが、タングステンフィラメントは依然として写真照明や舞台照明などの特殊照明に不可欠です。新エネルギーの分野では、安全性と実験精度を確保するために、原子炉の制御棒や高温実験装置にタングステンロッドが使用されています。
医療および科学分野への独自の貢献
タングステンロッドの高密度と放射線遮蔽能力は、医療分野でそれらを輝かせます。タングステン合金ロッドは、X線やガンマ線を正確に照射して患者や医療スタッフを不要な放射線から保護するために使用される放射線治療装置のコリメータやシールドに加工されます。科学研究の分野では、タングステンロッドは高温実験炉の発熱体または電極として使用され、材料科学、物理学、化学の最先端研究を支えています。例えば、高温超伝導実験では、タングステンロッドの安定性が実験環境の信頼性を確保します。
産業の効率とイノベーションを推進
タングステンロッドの多様な用途は、既存の産業ニーズを満たすだけでなく、技術革新を促進します。たとえば、自動車業界では、タングステンロッドを使用して、自動生産ライン用の耐摩耗性工具や金型を製造し、生産効率と製品の一貫性を向上させています。スポーツ用品(ゴルフクラブ、ダーツなど)や宝飾品業界では、タングステン合金ロッドは、その高密度性と耐摩耗性により、高性能製品に対する消費者の要求を満たすために精密部品に機械加工されています。これらの新しいアプリケーションは、伝統的な産業と現代の産業の両方でタングステンロッドの幅広い適応性を示しています。
経済とサプライチェーンの重要性
レアメタル製品として、タングステンロッドは世界経済において重要な位置を占めています。中国は世界最大のタングステン生産国であり、タングステン資源および製品市場の約80%を支配しており、タングステンロッドの輸出は国際的なサプライチェーンにとって重要です。タングステンロッドの高い付加価値とかけがえのないものは、それを多くの国の産業システムのための戦略的な予備材料にします。たとえば、米国と欧州連合は、タングステンを重要鉱物に分類し、防衛とハイエンド製造をサポートするためのサプライチェーンのセキュリティを確保しています。
課題と継続的な重要性
タングステンロッドは産業に不可欠ですが、その生産は高エネルギー消費、環境汚染、資源不足などの課題に直面しています。グリーン製造技術とタングステン廃棄物リサイクル技術の開発は、業界の焦点となっています。しかし、これらの課題はタングステンロッドの重要性を減少させているのではなく、それが将来の業界で中心的な役割を果たし続けることを可能にする技術の進歩につながっています。
1.3 歴史的背景と発展
現代産業の重要な材料として、タングステンロッドの開発プロセスは、タングステンの発見、精製技術、および工業的応用に密接に関連しています。18世紀後半のタングステンの発見から21世紀のタングステンロッドの広範な使用まで、タングステンロッドの歴史は、材料科学、冶金技術、および産業ニーズの進化を反映しています。以下は、タングステンロッドの歴史的背景とその技術と応用の発展の軌跡の詳細なトレースです。
タングステンの発見と初期の研究
タングステンの発見は、スウェーデンの化学者カール・ヴィルヘルム・シェーレが鉄マンガン重石を分析してタングステン酸の存在を発見した1781年にさかのぼります。1783年、スペインの兄弟フアン・ホセとファウスト・エルフヤルは、最初にタングステン酸からタングステンを分離し、その高密度にちなんで「タングステン」(スウェーデン語で「重い石」)と名付けました。初期のタングステン研究は、実験室規模に限定され、主に化学的性質に焦点を当てており、タングステンの工業的応用は、その高融点と加工が困難であるため、まだ行われていません。
19世紀半ばには、冶金技術の進歩に伴い、タングステンの潜在的な工業的価値が徐々に浮かび上がりました。1850年代には、鋼の硬度と耐摩耗性を高めるために、合金鋼の製造にタングステンが試みられ始めました。しかし、純粋なタングステンの精製および成形技術はまだ未熟であり、その幅広い用途は限られています。
タングステンロッドの初期工業化
タングステンロッドの工業化は20世紀初頭に始まり、照明業界のニーズと密接に関連しています。1904年、ハンガリーのエンジニア、サンダー・ユストとフランツ・ハナマンは、非効率なカーボンフィラメントランプに代わるタングステン白熱灯を開発しました。タングステンは融点が高く、蒸気圧が低いため、理想的なフィラメント材料ですが、初期のタングステンフィラメントは脆化しやすく、ロッドやフィラメントへの加工が困難です。
1909年、ゼネラル・エレクトリックのウィリアム・D・クーリッジは、粉末冶金と高温鍛造技術により、タングステンロッドとタングステンワイヤーをより靭性に優れたタングステンを製造するための延性タングステンの調製プロセスを発明しました。このブレークスルーにより、タングステンロッドの大量生産が可能になり、白熱灯のコストが大幅に削減され、照明業界に革命がもたらされました。Kulichのプロセスは、粉末プレス、焼結、テクスチャリング加工のコアステップを含む、現代のタングステンロッド生産の基礎を形成しています。
20世紀にタングステンロッドの用途が拡大
20世紀前半には、タングステンロッドの用途は照明からいくつかの産業分野に拡大しました。
エレクトロニクス:1920年代には、タングステンロッドは真空管やX線管のカソードや電極に使用され、融点や電気伝導性が高いため、高温の電子機器で優れた性能を発揮しました。
軍事産業:第一次世界大戦中、タングステンは、戦車の装甲と砲弾の性能を向上させるために高強度の合金鋼の製造に使用されました。第二次世界大戦中、タングステン合金ロッドは徹甲弾に機械加工され始め、対戦車兵器の有効性が大幅に向上しました。
溶接技術:1940年代にアルゴンアーク溶接(TIG溶接)電極としてタングステンロッドが開発され、その優れたアーク安定性からトリウムドープタングステンロッド(酸化トリウムを2%含む)が溶接業界の標準材料になりました。
この期間中、タングステンロッドの製造技術は向上し続けました。粉末冶金プロセスの最適化は、タングステンロッドの密度と機械的特性を改善し、ロータリー鍛造や絞りなどの変形加工技術の導入は、タングステンロッドの寸法精度と表面品質を大幅に向上させます。
冷戦とタングステンロッドの戦略的な位置
冷戦時代、タングステンロッドは、防衛および航空宇宙分野での用途の戦略的な材料となりました。1950年代から1970年代にかけて、タングステン合金ロッドはジェットエンジンのタービンブレード、ミサイル部品、宇宙船のカウンターウェイトに広く使用されていました。米国とソビエト連邦は、タングステンを重要な資源としてリストアップし、サプライチェーンのセキュリティを確保するための備蓄を構築しました。中国のタングステン産業もこの期間中に急速に発展し、豊富なタングステン鉱石資源に依存し、世界の主要なタングステンロッドサプライヤーになりました。
1960年代には、ドープタングステンロッドの研究開発にブレークスルーが見られました。カリウムドープタングステンロッド(WK)は、微量のカリウムを添加することにより高温での耐クリープ性を向上させ、高温炉要素に適しています。希土類タングステンロッド(例えば、セリウムドープ、ランタンドープ)は、電極の耐久性とアーク安定性を向上させ、わずかに放射性であるトリウムドープタングステンロッドを徐々に置き換えます。
現代のタングステンロッド技術とグローバリゼーション
21世紀には、タングステンロッドの応用と生産技術は新たな段階に入っています。
半導体と新エネルギー:単結晶シリコン、サファイア結晶、薄膜太陽電池の製造におけるタングステンロッドの使用が急増しています。例えば、タングステンロッドは、高温炉のコアロッドやスパッタリングターゲットとして使用され、半導体および太陽光発電産業の急速な発展を支えています。
グリーン製造:環境保護要件の改善に伴い、タングステンロッドの生産は、低エネルギー焼結技術と廃棄物リサイクルプロセスを採用し始めました。例えば、廃タングステンロッドを化学的に精製してタングステン粉末に作り直すことができ、資源消費を削減します。
新しい合金とドーピング:タングステン-ニッケル-銅合金ロッドは、非磁性で高密度であるため、医療機器に使用されており、ランタンドープタングステンロッド(WL20)は、その環境への配慮から溶接電極の主流の選択肢となっています。
世界のタングステンロッド市場は中国を中心としており、世界生産の80%以上を占めています。一部の国際企業は、高精度で特殊なタングステンロッドの生産に焦点を当て、ハイエンドのタングステンロッド市場で存在感を示しています。国際規格(ASTM B777、ISO 24370など)および国内規格(GB/T 4187-2017など)の策定により、タングステンロッドの標準化された取引が容易になりました。
タングステンロッド開発の課題と将来
タングステンロッドの開発は、資源不足、環境圧力、高コストなどの課題に直面しています。タングステン採掘による環境破壊により、各国は規制を強化するようになり、タングステンの高融点と高硬度は、処理の困難さとエネルギー消費を増大させています。将来的には、タングステンロッド産業の発展の方向性は次のとおりです。
プラズマ焼結や積層造形(3Dプリンティング)などの新しいプロセスにより、複雑な形状のタングステンロッド部品を製造できます。
新素材:トリウムドープタングステンロッドを完全に置き換える低毒性ドープタングステンロッドを開発します。
循環型経済:タングステンの回収率を高め、原石への依存を減らします。
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