目次
第 1 章 タングステン‐ニッケル‐銅合金の概要
1.1 タングステン‐ニッケル‐銅合金の定義と分類
1.1.1 三元系の組成範囲
1.1.2 密度による分類と応用の関連性
1.2 タングステン‐ニッケル‐銅合金の発展史
1.2.1 起源と初期の研究
1.2.2 軍事応用が主導した時期
1.2.3 現代電子産業における大規模な応用
第 2 章 タングステン‐ニッケル‐銅合金の微細組織
2.1 タングステン‐ニッケル‐銅合金の微細組織特性
2.1.1 タングステン粒子の分布
2.1.2 Ni‐Cu 結合相の分布
2.1.3 焼結ネックの形成メカニズム
2.2 タングステン‐ニッケル‐銅合金の微細組織と界面特性
2.2.1 タングステン‐結合相界面の結合強度
2.2.2 微量元素の界面に対する影響
2.3 W‐Ni‐Cu 合金の微細組織の進化
2.3.1 焼結中の結晶粒成長則
2.3.2 熱処理による微細組織の制御
第 3 章 タングステン‐ニッケル‐銅合金の物理的化学的特性
3.1 タングステン‐ニッケル‐銅合金の機械的特性
3.1.1 常温引張強さ
3.1.2 伸び率
3.1.3 耐高温性
3.1.4 衝撃靭性
3.2 タングステン‐ニッケル‐銅合金の熱的電気的特性
3.2.1 熱伝導率
3.2.2 導電率
3.2.3 熱膨張係数
3.2.4 放熱性能
3.3 タングステン‐ニッケル‐銅合金の化学的安定性
3.3.1 耐食性
3.3.2 抗氧化特性
3.4 CTIA GROUP LTD のタングステン‐ニッケル‐銅合金 MSDS
第 4 章 タングステン‐ニッケル‐銅合金の性能試験と規格
4.1 タングステン‐ニッケル‐銅合金の成分分析方法
4.1.1 分光分析技術
4.1.2 不純物元素の検出
4.2 タングステン‐ニッケル‐銅合金の性能試験方法
4.2.1 密度と緻密性試験
4.2.2 引張強さと降伏強さ試験
4.2.3 延性試験
4.2.4 靭性試験
4.2.5 熱的性能試験
4.2.6 電気的性能試験
4.2.7 化学的性能試験
4.3 タングステン‐ニッケル‐銅合金の規格体系
4.3.1 タングステン‐ニッケル‐銅合金の中国国家标准
4.3.2 タングステン‐ニッケル‐銅合金の国際規格
4.3.3 欧米日本韓国など世界各国のタングステン‐ニッケル‐銅合金規格
第 5 章 タングステン‐ニッケル‐銅合金の製造技術
5.1 原材料の前処理
5.1.1 タングステン粉末の球状化と粒径制御
5.1.2 ニッケル‐銅粉末の表面処理
5.2 粉末冶金プロセス
5.2.1 粉末混合プロセスパラメータ
5.2.2 加圧技術
5.2.3 液相焼結プロセス
5.3 先進的な製造技術
5.3.1 金属射出成形
5.3.2 熱間等方圧加圧技術
5.4 後処理と加工
5.4.1 精密加工
5.4.2 表面処理プロセス
第 6 章 電子情報分野におけるタングステン‐ニッケル‐銅合金の応用
6.1 チップパッケージングと放熱
6.1.1 高電力デバイス放熱基板
6.1.2 5G RF モジュールのカウンターウェイトヒートシンク
6.2 マイクロ波レーダ機器
6.2.1 アンテナウェイトアセンブリ
6.2.2 レーダ遮蔽部品
6.3 微小電気機械システム
6.3.1 慣性センサのカウンターウェイト
6.3.2 微小バランス部品
第 7 章 エネルギー産業分野におけるタングステン‐ニッケル‐銅合金の応用
7.1 新エネルギー自動車分野
7.1.1 モーターローターウェイト
7.1.2 バッテリーパック放熱基板
7.2 産業用冷却ソリューション
7.2.1 サーバー冷却ベース
7.2.2 電力半導体パッケージング基板
第 8 章 国防軍事産業分野におけるタングステン‐ニッケル‐銅合金の応用
8.1 電子対抗機器
8.1.1 対抗ウェイトアセンブリ
8.1.2 レーダデコイ部品
8.2 弾薬システム
8.2.1 発射体弾頭のカウンターウェイト
8.2.2 ミサイル弾頭のバランス部品
8.3 装甲防護機器
8.3.1 軽量装甲板補強材
8.3.2 装甲車防護ライニング
8.4 宇宙兵器
8.4.1 ロケットエンジンノズル部品
8.4.2 宇宙船姿勢制御カウンターウェイト
第 9 章 医療分野におけるタングステン‐ニッケル‐銅合金の応用
9.1 放射線治療機器
9.1.1 放射線治療遮蔽アセンブリ
9.1.2 放射線コリメータ部品
9.2 診断画像機器
9.2.1 CT 検出器保護部品
9.2.2 MRI 機器のカウンターウェイト
9.3 手術器具
9.3.1 高精度手術ナビゲーション位置決め部品
9.3.2 低侵襲介入デバイスガイド部品
9.4 リハビリテーション補助機器
9.4.1 義足関節ウェイト部品
9.4.2 リハビリ機器のバランス調整部品
第 10 章 タングステン‐ニッケル‐銅合金と他の材料の比較
10.1 タングステン‐ニッケル‐銅合金の競合材料分析
10.1.1 タングステン‐ニッケル‐鉄合金との比較
10.1.2 銅‐タングステン合金との比較
10.2 タングステン‐ニッケル‐銅合金の先端技術研究開発
10.2.1 ナノ構造合金
10.2.2 機能性傾斜材料
10.3 タングステン‐ニッケル‐銅合金のグリーン製造技術
10.3.1 環境にやさしい製造プロセス
10.3.2 廃棄物リサイクル技術
第 11 章 タングステン‐ニッケル‐銅合金の一般的な問題と解決策
11.1 タングステン‐ニッケル‐銅合金の製造プロセス
11.1.1 焼結欠陥の解決策
11.1.2 成分均一性の制御
11.2 タングステン‐ニッケル‐銅合金の応用失敗分析
11.2.1 熱サイクル失敗の解決策
11.2.2 環境腐食防護
付録：
タングステン‐ニッケル‐銅合金用語集
参考文献
第1章 タングステンニッケル銅合金の概要
タングステン-ニッケル-銅合金は、タングステンを主成分とし、ニッケルと銅を結合相とする高密度合金です。高密度（16.5～18.5 g/cm³）、優れた機械的特性（引張強度700～900 MPa、伸び率5～15%）、非磁性、耐食性などから、航空宇宙、医療、精密機器、軍事産業などで広く使用されています。タングステン-ニッケル-鉄合金と比較すると、タングステン-ニッケル-銅合金は銅の添加により非磁性特性を有しており、高密度と加工性を維持しながら、電磁波に敏感な環境でも優れた性能を発揮します。
1.1 タングステン-ニッケル-銅合金の定義と分類
タングステン – ニッケル – 銅合金は、粉末冶金法で製造される高密度タングステン基合金です。タングステンを主成分とし（通常、質量比85％～97％）、ニッケルと銅を結合相として含むため、高密度、高強度、優れた加工性を備えています。主な特徴は、非磁性、優れた熱伝導率（120～150 W/ m· K ） 、低熱膨張係数（4.5～6.0×10⁻⁶/°C）で、高密度のカウンターウェイトや放射線遮蔽が必要な用途で優れた性能を発揮します。タングステン – ニッケル – 銅合金は、タングステン含有量、ニッケル銅比、性能要件に応じてさまざまなタイプに分けられ、通常は密度または応用分野によって分類されます。以下では、その三元系の組成範囲と、密度の分類と用途の相関関係を詳細に分析します。
1.1.1 三成分系の構成範囲
タングステン- ニッケル – 銅合金は、主にタングステン（W）、ニッケル（Ni）、銅（Cu ）で構成されています。この3つの比率は、合金の密度、機械的性質、および応用特性に直接影響します。タングステンは高密度元素（19.25 g / cm³）として合金の主成分であり、通常、質量分率の85％〜97％を占めます。ニッケルと銅は結合相として、タングステン粒子間の隙間を埋め、合金の靭性と加工性を向上させ、硬度を低下させます（ビッカース硬度250〜350 HV）。これにより、純粋なタングステン（硬度> 400 HV）よりも加工が容易になります。タングステン – ニッケル – 銅合金の典型的な成分範囲は、タングステン85％〜97％、ニッケル2％〜10％、銅1％〜8％です。具体的な比率は、アプリケーションの要件に応じて調整されます。
実際の生産においては、タングステン含有量が合金の密度と強度を決定します。例えば、90W-7Ni-3Cu（タングステン90%、ニッケル7%、銅3%）は一般的な配合で、密度は約17.0 g/cm³、引張強度は約750～850 MPaであり、航空宇宙用カウンターウェイトに適しています。タングステン含有量を95W-3.5Ni-1.5Cuに増やすと、密度は18.0 g/cm³、強度は800～900 MPaに達し、医療用放射線遮蔽に適しています。ニッケルの役割は、靭性と耐食性を高めることです。また、耐酸化性（ NiO保護層を形成）により、合金は湿気の多い環境や化学環境でも良好な性能を発揮します。銅を添加することで、靭性がさらに向上するだけでなく、合金は非磁性となり（銅は常磁性体）、電磁波に敏感な環境（MRI装置など）において、タングステン-ニッケル-鉄合金よりも優れた特性を発揮します。銅の熱伝導率（約400 W/ m· K ）も合金の熱伝導率を向上させ、急速な放熱が求められる用途（フォトリソグラフィー装置のバランスブロックなど）において優位性を発揮します。
組成比の選択は、性能とコストのバランスをとる必要があります。タングステンの含有量が多いほど、密度と強度が高くなりますが、加工の難しさが増し、タングステン資源の希少性がコストを押し上げます。ニッケルと銅の比率は正確に制御する必要があります。ニッケル含有量が高すぎると感作のリスクが高まる可能性があり（医療用途ではISO 10993生体適合性試験に合格する必要があります）、銅含有量が高すぎると強度が低下する可能性があります。製造では、合金は粉末冶金によって製造されます。焼結プロセス中にニッケルと銅が液相を形成し、タングステン粒子の結合が促進され、密度は99.5％以上に達することがあります。品質管理では、X線蛍光分光法（XRF）または誘導結合プラズマ発光分光法（ICP-AES）を使用して組成を分析し、タングステン±0.5％、ニッケル±0.2％、銅±0.2％の精度を確保しています。微細構造分析（SEM-EDS）により、タングステン粒子の均一な分布と結合相の完全性をさらに検証し、性能に影響を与える気孔や介在物を回避します。組成範囲を調整することで（例えば、靭性を向上させるためにニッケルを8%に増やすなど）、精密機器のカウンターウェイトや軍事用シールド部品などの特定の用途要件を満たすことができます。
READ MORE:タングステンニッケル銅合金とは
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