Ta10W タンタル-タングステン合金線(耐クリープ性)

Firmetal, 2026-2-27 09:18:00 PM

優れた高温性能:Ta10W合金の融点はおよそ3000°C(純粋なタンタルの融点は2996°C、タングステンの融点は3410°C)で、高温下でも優れた耐クリープ性と構造安定性を維持します。このワイヤーは1600°Cを超える酸化環境または不活性環境でも長期使用が可能で、航空宇宙エンジンノズルや高温センサーなどの用途に適しています。

優れた耐腐食性:タンタル基合金は、酸、アルカリ、溶融金属に対して極めて高い耐性を示します。 Ta10Wワイヤは、濃塩酸、硝酸、王水に対して安定しており、高温溶融塩(原子炉冷却媒体など)に対する耐食性はステンレス鋼やニッケル基合金よりもはるかに優れています。

優れた機械的特性:強度:タングステンの添加によりタンタルの強度が大幅に向上し、室温で800~1000MPaの引張強度を達成し、高温(例:1200℃)でも約200~300MPaを維持します。タンタルの可塑性により、塑性加工(伸線加工など)による結晶粒微細化が可能になり、ワイヤの伸びは15%~25%に増加します。これにより、高い強度と機械加工性を兼ね備えています。高密度(約16.6 g/cm³)であることから、優れたX線およびガンマ線遮蔽性能と生体不活性を備え、インプラント型医療機器(放射性粒子スキャフォールドなど)に適しています。

粉末冶金プロセスでは、タンタル粉末とタングステン粉末を特定の比率で混合→冷間静水圧プレス→真空焼結(2000~2200℃)→高密度ビレットの形成という工程を経ます。このプロセスでは組成を精密に制御できますが、コストがかかります。塑性加工では、ブランクを作成するために複数回の熱間圧延パス(1200~1500℃)→線材への伸線(加工硬化を除去するために中間焼鈍が必要)を経ます。最終的な線径は0.1~5 mmに達することもあり、耐酸化性を向上させるために表面に電解研磨またはコーティングを施す必要があります。酸素や炭素などの不純物は可塑性を著しく低下させるため、不純物含有量を50ppm未満に抑えるためには、電子ビーム溶融またはアーク溶融による精製が必要です。

タングステンは、高融点、高強度、良好な耐酸化性などの優れた特性を有し、生物学、エレクトロニクス、核融合などの分野で広く利用されています。さらに、熱やプラズマ流束に対する優れた放射線遮蔽特性から、将来の核融合装置におけるプラズマ指向性部品(PFC)の重要な戦略材料と考えられています。将来の製造業における材料成形の需要が高まるにつれ、様々な分野でタングステンとその合金に複雑な構造が求められるようになっています。現在、工業規模のタングステン部品は、一般的に粉末冶金法を用いて製造されています。しかし、タングステンは固有の硬さと脆さを持つため、粉末冶金法を用いて小型で複雑な形状の構造部品を加工することは困難であり、その用途は限られています。レーザー粉末床溶融(LPBF)、または選択的レーザー溶融(SLM)は、重要な金属積層造形(AM)技術です。これは、3次元モデルに基づく金属粉末のボトムアップ型ラピッドプロトタイピング技術です。レーザーを用いて金属粉末を完全に溶融・凝固させ、事前に定義された構造に従ってほぼ完全に緻密化された金属部品を形成します。これは、微小溶融プールを伴う非平衡連続凝固プロセスです。

炭化タンタルが亀裂に及ぼす影響をさらに分析するため、本稿では、成形性に優れ、気孔欠陥が少ないタングステン-炭化タンタル複合サンプルと、純タングステンサンプル(400 W、300 mm/s)を比較します。図4に、両者のメソスコピック亀裂形態の比較を示します。上面と側面から、炭化タンタルを添加したサンプルの亀裂密度は、純タングステンと比較してある程度減少していることがわかります。炭化タンタルの添加後、結晶粒径が大幅に微細化し、多数の小角界面が形成されていることが観察されます。タングステンおよびタングステン-タンタル炭化物の微細構造には、明らかなテクスチャは見られません。マイクロスケールにおける亀裂形態を正確に評価するために、高倍率電子顕微鏡を用いて、純タングステンとタングステン-タンタル炭化物のサブミクロンスケールにおけるマイクロクラック特性を比較しました。純タングステンのクラックは主に粒界に沿って伝播していることがわかります。サブミクロンスケールには多数のナノポアが観察され、これらのナノポアは粒界に沿って伝播し、マイクロクラックへと発展しました。

タグ: Ta10W 合金タンタル

お問い合わせ

Firmetal Co., Ltd.

所在地: オーシャンタワー、550 Yanan Road (East)、上海、中国 200001
電話: +86 21 36525738
Webサイト: www.firmetal.com
Eメール: info@firmetal.com
            tech@firmetal.com