NbTiTa合金中のTa元素の融点は3017℃と高く、密度は16.60g/cm3と非常に高い。Nb元素の融点は2469℃と高く、密度は8.57g/cm3と非常に高い。しかし、活性金属であるチタンの融点はわずか1668℃、密度はわずか4.50g/cm3である。3元素の融点と密度には大きな差がある。真空消耗アーク溶解では、タンタルやニオブの不溶融塊が発生しやすく、インゴット製造技術が極めて難しい。高融点元素を含むチタン合金を製造する場合、粉末冶金や溶解により母合金を製造し、その後高融点元素を含むチタン合金を製造するのが一般的である。しかし、粉末冶金で母合金を製造する場合、不純物元素の管理が難しい、材料の純度が低い、完成品の品質が高いなどの問題があった。従来の製錬法で中間合金削りくずを作製する場合、Ta元素の融点はTi元素の融点よりもはるかに高いため、母合金中にタンタルの不融塊が発生するリスクが比較的高くなります。一方、合金中のTa元素とNb元素の含有量が高いため、中間合金削りくずの添加量が多すぎると、製錬工程中に凝集しやすくなり、大きな冶金リスクが生じます。
粉末冶金法と真空電子ビーム製錬法を組み合わせることで、NbとTaの予備合金化と精製を実現し、融点が低下し、不純物元素含有量が低減したNb25Taインゴットが得られました。 NbTiTa合金の原料は、Nb25Ta棒の組成測定値に基づいて決定されます。NbTiTa合金の原料には、少なくともNb25Ta棒、スポンジチタン、TiTa混合粉末、またはTiNb混合粉末が含まれます。
具体的には、TiTa混合粉末中のTi粉末はTa粉末の1.5倍であり、TiNb混合粉末中のTi粉末はNb粉末の1.5倍です。Ti粉末とTa粉末を混合して得られたTiTa混合粉末は、V型ミキサーで2時間混合し、Ti粉末とNb粉末を混合して得られたTiNb混合粉末は、V型ミキサーで2時間混合しました。本用途では、真空電子ビーム炉の高真空度と大電力のため、Nb25Ta棒の組成の精密制御が困難であることを理解する必要があります。 Nb25Ta棒の測定組成に基づき、少量のTiTa混合粉末またはTiNb混合粉末を添加することで、組成の精密制御が保証されるだけでなく、不純物元素の含有量が低いことが保証されます。スポンジチタンの中央に混合粉末生地を配置することで、粉末の漏れによるNbおよびTaの未溶融塊の形成を防止します。スポンジチタンをTiTa粉末またはTiNb粉末と混合し、プレスしてチタン電極ブロックを形成した後、チタン電極ブロックの上面の中心線に溝が形成され、両側の反対側の端まで貫通します。
