JPH055178A - 高純度タングステンの製造方法 - Google Patents

高純度タングステンの製造方法

Info

Publication number
JPH055178A
JPH055178A JP40989790A JP40989790A JPH055178A JP H055178 A JPH055178 A JP H055178A JP 40989790 A JP40989790 A JP 40989790A JP 40989790 A JP40989790 A JP 40989790A JP H055178 A JPH055178 A JP H055178A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tungsten
fluoride
gas
container
raw material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP40989790A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasushi Sasaki
康 佐々木
Shikitomo Kimoto
止喜知 木本
Shigetoshi Suzuki
成寿 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nisshin Steel Co Ltd filed Critical Nisshin Steel Co Ltd
Priority to JP40989790A priority Critical patent/JPH055178A/ja
Publication of JPH055178A publication Critical patent/JPH055178A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【目的】 酸素,窒素等の不純物を、原料ガスを冷却固
化させることにより、フッ化タングステンから分離し、
簡単な操作で気相成長法の反応がストして使用する高純
度のフッ化タングステンガスを得る。 【構成】 容器2に充填した原料ガスを、アルコール3
等の冷媒によって容器2ごと冷却し、フッ化タングステ
ンを冷却固化する。非凝縮性の窒素,酸素等の不純物
は、フッ化タングステンから分離し、排気ポンプ6によ
る真空排気によって除去される。得られたフッ化タング
ステンを気相成長法の反応ガスとして使用するとき、窒
素,酸素等が固溶していないタングステン析出物が得ら
れる。このタングステン析出物から作成されたタングス
テン部品は、タングステン本来の優れた耐熱性及び高温
強度を呈し、高温雰囲気に長時間曝されたときにも靭性
を劣化させることがない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、窒素N2 ,酸素O2
の不純物を除去した原料ガスWF6 を反応域に導入する
ことによって、気相成長法(CVD)で高純度のタング
ステンを製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】タングステン材料は、通常粉末冶金法に
よって得られたインゴットに鍛造,線引き等の加工を施
すことにより、所定の部品形状に製造されている。この
粉末冶金法によるとき、多数の工程が必要とされるた
め、生産性が劣る。また、切削工程を組み込んだ製造プ
ロセスでは、切削工具として特殊なものが使用されるた
め、製造コストが割高になる。しかも、得られたタング
ステン製品の純度が原料であるタングステン粉末の純度
によって定まるため、高純度の製品を得ようとすると、
効果な高純度タングステン粉末を使用することが必要に
なる。しかし、現在入手可能な最も高純度のタングステ
ン粉末を使用した場合でも、得られたタングステン製品
の純度は、99.99%程度に過ぎない。
【0003】ところで、タングステン部品は、大きな高
温強度を示すことから、高温用部品として使用されてい
る。しかし、不純物を含むタングステン部品が高温雰囲
気に曝されると、再結晶によって結晶粒が粗大化し、結
晶粒界に不純物が凝集し、靭性が著しく低下する。この
脆化を防止し、優れた機械的強度を確保するためには、
タングステン部品の純度を高くすることが必要である。
また、スパッタリング等に使用するターゲットとして
も、高純度のタングステン材料が求められている。
【0004】このような要求に応えるため、粉末冶金法
で得られたタングステン棒をゾーンメルティングし、不
純物を除去することが実験室段階で行われている(たと
えば、「金属とはなにか」講談社発行,E.M.サビシキ
ー著)。この方法においては、不純物とタングステンと
の凝固状態の差を利用し、不純物をタングステン棒の一
側に凝集させ、それ以外の部分のタングステン純度を向
上させる。
【0005】また、従来の粉末冶金法に代わる方法とし
て、気相成長法(CVD)によりタングステン部品を製
造することが一部で実用化されている(特開昭63−2
86574号公報参照)。この方法においては、W
6,WCl6等の原料ガスを水素還元し、析出用基板上
にタングステンを気相成長させ、目標とするタングステ
ン部品を製造している。この場合、原料ガスの純度がか
なり高いものが市販されているので、たとえば99.9
9%程度の高純度タングステン部品を比較的容易に製造
することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ゾーンメルティングに
より高純度タングステン部品を製造するとき、工数が増
えることは勿論、長時間をかけてタングステンの精製が
行われる。その結果、得られたタングステン部品は、製
造コストが付加されるため、極めて高価なものとなる。
この点で、ゾーンメルティング法は、実用化に程遠い状
態である。
【0007】他方、気相成長法で製造されるタングステ
ン部品の純度を上げようとすると、純度の高い原料ガス
WF6が必要になる。しかし、原料ガスWF6は、純度が
高くなると、極めて高価なものとなる。たとえば、純度
が99.999%クラスの原料ガスWF6 は、通常の9
9.99%クラスの原料ガスWF6 に比較して、コスト
が一桁以上高くなる。そのため、製造されるタングステ
ン部品は、極めて高価なものとなる。
【0008】本発明は、通常の99.99%クラスの原
料ガスWF6 を簡単な方法で精製することにより、気相
成長法における使用原料ガスWF6 に起因した製品価格
の上昇を抑制し、特性に優れた高純度のタングステン部
品を安価に製造することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は、そ
の目的を達成するため、フッ化タングステンWF6 を冷
却固化し、非凝縮性の不純物を前記フッ化タングステン
WF6 から除去した後、精製された前記フッ化タングス
テンWF6 をガス化して、水素ガスと共に気相成長反応
域に導入し、析出用基板上にタングステンを析出させる
ことを特徴とする。
【0010】ここで、非凝縮性の不純物の除去は、容器
に充填したフッ化タングステンを前記容器ごと0℃以下
に冷却した後、前記容器を真空排気することにより行う
ことができる。
【0011】
【作用】市販されている原料ガスWF6 には、酸素O2
や窒素N2 等の不純物が含まれている。これら不純物
は、気相成長法によって原料ガスWF6 から分解したタ
ングステンを析出させるとき、タングステン析出層に固
溶状態で取り込まれる。混入した不純物元素は、結晶粒
界に凝集し、タングステン部材の靭性を著しく低下させ
る。
【0012】本発明者等は、原料ガスWF6 の融点が1
9℃と比較的低く、しかも不純物である酸素O2 や窒素
2 等のガスが非凝縮性であることに着目し、原料ガス
WF6 を冷却固化することによって酸素O2 や窒素N2
等のガスを分離することができることを知見した。
【0013】すなわち、原料ガスWF6 を融点以下の温
度に冷却すると、フッ化タングステンWF6 は固化す
る。しかし、酸素O2 や窒素N2 等のガスは、気相状態
にあるので、フッ化タングステンWF6 から固気分離さ
れる。また、炭素も併せてフッ化タングステンWF6
ら除去される。したがって、固化したフッ化タングステ
ンWF6 を昇温して再び気相状態にすると、酸素O2
窒素N2 等の不純物が分離された高純度のフッ化タング
ステンWF6が得られる。
【0014】このとき、原料ガスを充填した容器を冷却
することによって原料ガスを固化させ、容器を真空排気
すると、固相状態のフッ化タングステンWF6 からの酸
素O2 や窒素N2等のガスの分離が効率よく行われ、極
めて純度が高いフッ化タングステンWF6 となる。
【0015】精製されたフッ化タングステンWF6
は、酸素O2 や窒素N2 等のガスが含まれていない。し
たがって、このフッ化タングステンWF6 から気相気相
成長法で析出したタングステン析出層に窒素,酸素等の
有害元素が固溶する虞れもない。その結果、得られたタ
ングステン部品は、タングステンが本来有する優れた耐
熱性,高温強度等を備えた製品となる。
【0016】
【実施例】以下、図面を参照しながら、実施例により本
発明を具体的に説明する。
【0017】本実施例においては、図1に示した設備構
成によって、原料ガスWF6 から酸素O2 や窒素N2
の不純物を除去した。
【0018】7kgの原料ガス1を、外径15cmの容
器2に充填した。容器2は、アルコール3を入れた外径
25cmのテフロン製外容器4に配置した。そして、適
宜の冷却器によりアルコール3を−60℃まで降温し
た。アルコール3の温度が−60℃に達したことを確認
した段階でバルブ5を開き、排気ポンプ6を起動させて
容器2内を真空排気した。排気ポンプ6としては、耐食
性に優れたターボポンプと油ポンプとを組み合わせて使
用した。また、容器2の内圧は、圧力計7により測定し
た。
【0019】真空排気を6時間継続した後でバルブ5を
閉じ、容器2を外容器4から取り出した。そして、容器
2を室温20℃に保持することによって、内部のフッ化
タングステンWF6 を液体に戻した。精製されたフッ化
タングステンWF6 を成分分析したところ、当初の原料
ガスに比較して窒素N2 ,酸素O2 ,炭素C等の不純物
が極めて少なくなっていた。
【0020】次いで、精製したフッ化タングステンWF
6 を原料ガスとして、図2に概略を示した反応装置によ
ってCVD法によるタングステンの析出反応を行った。
【0021】析出用基板として銅パイプ10を使用し、
加熱炉11に設置した。そして、水素ボンベ12から4
00cc/分の流量で供給しながら、銅パイプ10を7
00℃まで昇温した。このとき、水素ガスの流量は、ス
トップ弁13を開いた後、マスフローコントローラ14
で調節した。
【0022】銅パイプ10の温度が700℃に達した時
点で、ストップ弁15を開き、フッ化タングステンボン
ベ16に充填されているフッ化タングステンを、90c
c/分の流量で銅パイプ10に供給した。このとき、フ
ッ化タングステンの流量は、マスフローコントロータ1
7で調整した。
【0023】ボンベ12,16から送り出された水素ガ
ス及びフッ化タングステンガスは、原料ガス導入管18
で合流した後、銅パイプ10に送り込まれる。このと
き、銅パイプ10内での析出反応を円滑に行わせるた
め、原料ガス導入管18に巻き付けたリボンヒータ19
によって原料ガスを予熱した。また、銅パイプ10の内
圧は、原料ガス導入管18に設けた圧力センサー20及
び排気管21に設けたコントロール弁22によって自動
制御し、75トールの一定値に維持した。なお、反応に
使用されたガスは、排気ポンプ23で系外に排出した。
【0024】この条件下でタングステン析出反応を1時
間継続させた後、ストップ弁15を閉じてフッ化タング
ステンガスの供給を停止し、更に加熱炉11及びリボン
ヒータ19の電源を切った。そして、水素ボンベ12か
ら水素ガスを供給しながら、銅パイプ10を室温まで冷
却した。
【0025】冷却後、加熱炉11から銅パイプ10を取
り出し、所定の長さに切りだした。そして、硝酸で銅を
溶出し、タングステンパイプを得た。このタングステン
パイプから所定の長さの試験片を切り出し、その成分を
定量分析した。分析結果を、表1に示す。なお、表1に
は、真空排気による精製を行わず、原料ガスWF6 をそ
のまま気相成長反応に使用することにより得られたタン
グステンパイプの分析結果を比較法として併せ示してい
る。
【0026】
【表1】
【0027】表1から明らかなように、Cu,Al,F
e,Cr,Ni,Ca,Mg,Mn,Mo,Si,Nに
関しては、本発明例で得られたタングステンパイプの方
が若干減少しているものがみられるものの、本発明法と
比較法との間に大きな変化が生じていなかった。ただ
し、これら元素の含有量は、分析限界に近いものである
ため、両者間の差が明確でない面もある。これに対し、
O,N,Cの含有量に付いてみると、本発明例のもので
は、大幅に減少している。このことから、脱ガス処理に
よって精製したフッ化タングステンを使用する効果が判
る。
【0028】以上の実施例では、原料ガスを充填したボ
ンベをアルコール冷却した後、反応装置に移し変えるバ
ッチ式でタングステンの析出を行った。しかし、精製さ
れた原料ガスを連続的に銅パイプ10に送り込むとき、
気相成長法によるタングステン部品の製造を工業ベース
で行うことができる。そのための手段としては、たとえ
ば図1に示した精製設備を複数基用意し、それぞれの精
製ガス導出管8を、切換弁(図示せず)を介して図2の
原料ガス導入管18に接続し、切換弁の操作によって一
方の精製設備で原料ガスを精製しながら、他方の精製設
備の容器2から精製された原料ガスを銅パイプ10に送
り込む方式を採用することができる。また、銅パイプ1
0に代えて、他の形状や材質の析出用基板を使用するこ
とも勿論可能である。
【0029】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、原料ガスを冷却固化するだけの簡単な作業によっ
て、非凝縮性の有害不純物であるN及びOやC等の元素
を含まないフッ化タングステンを精製している。このフ
ッ化タングステンを原料ガスとした気相成長法によって
タングステンを析出させるとき、C,N,O等が固溶し
ていない高純度のタングステン部品が得られる。このよ
うにして得られたタングステン部品は、高温雰囲気に曝
されたとき結晶粒界に凝集する不純物が少なく、機械的
強度を劣化させることがない。また、スパッタリング等
のターゲット材料としても好適な材料である。
【0030】
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明実施例で使用した原料ガス精製
設備を示す。
【図2】図2は、析出用基板としての銅パイプの内面に
タングステンを気相成長させる反応装置を示す。
【符号の説明】
1 原料ガス 2 容器 3 アルコール 4 外容器 5 バルブ 6 排気ポンプ 7 圧力計 8 精製ガス導出管 10 銅パイプ(析出用基板) 11 加熱炉 12 水素ボンベ 13,15 ストップ弁 14,17 マスフローコントローラ 16 フッ化タングステンボンベ 18 原料ガス導入管 19 リボンヒータ 20 圧力センサー 21 排気管 22 コントロール弁 23 排気ポンプ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 フッ化タングステンWF6 を冷却固化
    し、非凝縮性の不純物を前記フッ化タングステンWF6
    から除去した後、精製された前記フッ化タングステンW
    6 をガス化して、水素ガスと共に気相成長反応域に導
    入し、析出用基板上にタングステンを析出させることを
    特徴とする高純度タングステンの製造方法。 【請求項2】 請求項1記載の非凝縮性の不純物の除去
    が、容器に充填したフッ化タングステンWF6 を前記容
    器ごと0℃以下に冷却した後、前記容器を真空排気する
    ことにより行われることを特徴とする高純度タングステ
    ンの製造方法。
JP40989790A 1990-12-12 1990-12-12 高純度タングステンの製造方法 Withdrawn JPH055178A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP40989790A JPH055178A (ja) 1990-12-12 1990-12-12 高純度タングステンの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP40989790A JPH055178A (ja) 1990-12-12 1990-12-12 高純度タングステンの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH055178A true JPH055178A (ja) 1993-01-14

Family

ID=18519155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP40989790A Withdrawn JPH055178A (ja) 1990-12-12 1990-12-12 高純度タングステンの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH055178A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009529605A (ja) * 2005-11-28 2009-08-20 マセソン トライ−ガス, インコーポレイテッド 化学蒸着法により形成されたガス貯蔵コンテナーライニング
JP2011051890A (ja) * 2010-10-18 2011-03-17 Hardide Ltd ダイアモンド用およびダイアモンド含有材料用の接着性複合被膜および前記被膜の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009529605A (ja) * 2005-11-28 2009-08-20 マセソン トライ−ガス, インコーポレイテッド 化学蒸着法により形成されたガス貯蔵コンテナーライニング
JP2011051890A (ja) * 2010-10-18 2011-03-17 Hardide Ltd ダイアモンド用およびダイアモンド含有材料用の接着性複合被膜および前記被膜の製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20090126529A1 (en) Highly Pure Hafnium Material, Target and Thin Film Comprising the Same and Method for Producing Highly Pure Hafnium
KR20010071334A (ko) 탄탈륨 스퍼터링 및 그의 제조 방법
KR102630435B1 (ko) 저질소 금속 크롬 및 크롬-함유 합금의 제조 방법 및 수득된 생성물
JP2005336617A5 (ja)
US5700519A (en) Method for producing ultra high purity titanium films
US10494698B1 (en) Methods for making zirconium based alloys and bulk metallic glasses
US3554739A (en) Alloys and processes for their manufacture
EP1686196B1 (en) Method of manufacturing high purity hafnium
CN105308196A (zh) 马氏体时效钢的生产方法和夹杂物的微细化方法
JP3119896B2 (ja) 耐火性金属の自立形状の形成方法
JP2003535969A (ja) 金属間アルミニド及びシリサイドスパッタリングターゲット、及びその製造方法
CN107322003A (zh) 一种制备低杂质含量钨粉的工业方法
JPH055178A (ja) 高純度タングステンの製造方法
JPH107491A (ja) 高純度銅単結晶及びその製造方法並びにその製造装置
JP2989060B2 (ja) 低酸素Ti−Al系合金およびその製造方法
JPH01108322A (ja) 蒸留精製方法
Suryanarayana et al. Light Metals Synthesis by Mechanical Alloying
JPH06264233A (ja) Tft製造用スパッタリングタ−ゲット
CN114438472A (zh) 集成电路芯片用大尺寸超高纯钒溅射靶材及其制备工艺
Lee et al. Impurity removal and microstructural analysis of inconel 718 refined by hydrogen plasma arc melting
RU2370558C1 (ru) Способ получения высокочистого кобальта для распыляемых мишеней
JPH0559466A (ja) 低酸素Ti−Al系合金の製造方法および低酸素Ti−Al系合金
US20220153606A1 (en) Tungsten hexafluoride manufacturing method, tungsten hexafluoride purification method, and tungsten hexafluoride
JPH10236815A (ja) 太陽電池用シリコンの製造方法
JPH09111361A (ja) 高純度チタン材の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19980312