耐食性タンタル・タングステン・白金合金およびその製造方法が開示される。この合金は、質量パーセントで、タングステン2%～5%、白金0.08%～0.12%、残りがタンタルである。その製造方法は、タンタル粉末、タングステン粉末、および白金粉末をそれぞれの質量パーセントに従って計量および混合して混合粉末を得る工程と、この混合粉末を真空ホットプレス焼結および真空電子ビーム溶解に順次供してタンタル・タングステン・白金合金を得る工程とを含む。タンタル粉末に一定割合のタングステン粉末および白金粉末を添加することにより、タンタル合金の性能が向上する。粉末混合、真空ホットプレス焼結、真空電子ビーム溶解を組み合わせた製造方法により、均一な組成、安定した化学的性質、および高い耐食性を有するタンタル・タングステン・白金合金材料が得られる。
タンタル金属は、高融点、低熱膨張係数、良好な延性、極めて高い耐食性など、多くの優れた特性を有し、様々な産業で広く利用されています。しかし、技術の急速な発展に伴い、単一金属のタンタルでは産業発展のニーズを満たせなくなってきています。こうした背景から、様々なタンタル合金が登場しました。純タンタルに合金元素を添加することで、その性能を向上させることができます。
現在、最も一般的に使用されている強化合金元素はタングステンです。タンタル-タングステン合金は、高密度、高融点、高強度を有する希少金属合金材料です。高温強度が高く、延性、溶接性、耐食性に優れているため、高温、高圧、耐食性が求められる作業環境に適しています。タンタル-タングステン合金粉末とその製造方法が開示されています。この方法は、タンタル-タングステン合金インゴットを繰り返し溶融および鍛造するステップと、鍛造された製品を水素雰囲気中で水素化熱処理するステップと、水素化熱処理された製品を機械的に粉砕して粗粉末を得るステップと、粗粉末から粒径範囲がaμm～bμmの粉末をふるいにかけるステップ（a = 10～20、b = 50～60）と、ふるいにかけた粉末を真空下で脱水素熱処理するステップと、前のステップで得られた製品にマグネシウム粉末を添加して酸素還元熱処理するステップと、前のステップで得られた製品をプラズマ球状化処理して粉末の球形度を99%以上にするステップとを含みます。得られたタンタル-タングステン合金は、均一な組成、集中した粒度分布、高い球形度、および低い酸素含有量を示します。しかし、タングステン含有量が一定値を超えると、その性能が低下し始めます。
この問題を解決するため、研究者らは、各成分の利点を活用するために、多成分タングステン元素をタンタル金属マトリックスにドーピングし、タンタル金属の性能をさらに向上させ、総合的に優れた特性を持つ複合材料を得る研究を開始しました。本稿では、重量パーセントでタングステン0.5～10%、二ホウ化タングステン0.5～8%、残りがタンタルである新規タンタル-タングステン合金材料とその製造方法について説明します。製造方法は、タンタル粉末、タングステン粉末、および二ホウ化タングステン粉末を重量比に従って計量し、セラミックボールミル容器に入れ、1～6時間真空ボールミル処理を行うというものです。混合粉末をグラファイト型に充填する。充填前に、混合粉末とグラファイトとの反応を防ぎ、その後の脱型を容易にするため、型の内壁にHBN粉末を塗布する。次に、型を真空ホットプレス焼結炉に入れ、ホットプレス焼結を行う。焼結後、炉内で型を冷却し、新規タンタル・タングステン材料を得る。しかしながら、得られたタンタル・タングステン材料は酸素含有量が高く、耐食性が不十分である。
耐食性タンタル-タングステン-白金合金およびその製造方法が開示される。タンタル粉末に一定割合のタングステン粉末および白金粉末を添加することにより、タンタル合金の性能が向上する。この製造方法は、粉末混合、真空ホットプレス焼結、および真空電子ビーム溶解を組み合わせることにより、均一な組成、安定した化学的性質、および高い耐食性を有するタンタル-タングステン-白金合金材料を得る。
この製造方法は、以下の工程を含む：（１）粒径４μmのタンタル粉末、粒径５μmのタングステン粉末、および粒径２μmの白金粉末を質量百分率に従って秤量し、混合して混合粉末を得る。タンタル粉末、タングステン粉末、および白金粉末の純度は９９.99％である。 （２）工程（１）で得られた混合粉末を真空ホットプレス焼結する。真空ホットプレス焼結の真空度は１×１０⁻³Pa、温度は４℃/分の昇温速度で１８００℃まで上昇させ、保持時間は１８０分で合金ビレットを得る。（３）工程（２）で得られた合金ビレットを真空電子ビーム溶解する。真空電子ビーム溶解の真空度は１×１０⁻²Pa、温度は３５００℃、保持時間は３時間でタンタル－タングステン－白金合金を得る。耐食性タンタル－タングステン－白金合金およびその製造方法を提供する。タンタル・タングステン・プラチナ合金は、質量パーセントでタングステン5%、プラチナ0.08%、残りがタンタルで構成されています。
タンタル・タングステン・プラチナ合金中のタングステン含有量が一定値を超えると、合金の性能が低下します。逆に、タングステン含有量が低すぎると、合金の耐食性を向上させることができません。タンタル・タングステン合金に適切な量のプラチナ粉末を添加することで、その化学的性質と耐食性を向上させることができます。
