JPH11152534A - タングステン板及びその製造方法 - Google Patents
タングステン板及びその製造方法Info
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- JPH11152534A JPH11152534A JP9315082A JP31508297A JPH11152534A JP H11152534 A JPH11152534 A JP H11152534A JP 9315082 A JP9315082 A JP 9315082A JP 31508297 A JP31508297 A JP 31508297A JP H11152534 A JPH11152534 A JP H11152534A
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- tungsten
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- oxide
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 技術的手法の難易および生産コストへの波及
など勘案し，酸化物分散効果による改善をＴｈＯ2 に代
わる物質によって行い，高温強度の優れたタングステン
板とその製造方法とを提供すること。 【解決手段】 ランタン酸化物を０．４〜１．２質量
％，残部がタングステン及び不可避不純分からなるタン
グステン板であって，１０００℃以上の加熱時におい
て，１９０ＭＰａを越える引張強度を有し，１５００℃
〜１７００℃の温度範囲において，１３０ＭＰａを越え
る引張強度を有する。
など勘案し，酸化物分散効果による改善をＴｈＯ2 に代
わる物質によって行い，高温強度の優れたタングステン
板とその製造方法とを提供すること。 【解決手段】 ランタン酸化物を０．４〜１．２質量
％，残部がタングステン及び不可避不純分からなるタン
グステン板であって，１０００℃以上の加熱時におい
て，１９０ＭＰａを越える引張強度を有し，１５００℃
〜１７００℃の温度範囲において，１３０ＭＰａを越え
る引張強度を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，タングステン板及
びその製造方法に関し，詳しくは，高温炉用反射板及び
炉用構造部材等に用いられるタングステン板及びその製
造方法に関する。
びその製造方法に関し，詳しくは，高温炉用反射板及び
炉用構造部材等に用いられるタングステン板及びその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高融点金属材料の特長は優れた耐熱性で
ある。高融点金属材料中でも，タングステン（Ｗ）は，
最高融点３３８０℃を有する金属であり，高温における
多用が期待されるものである。しかしながら，現行市販
されているタングステン板は純タングステンであり，次
の理由から使用の制限を受けている。その理由は，Ｗを
１１００℃以上の高温下で使用すると再結晶粒成長を起
こし，圧延加工により形成された伸長した積層の繊維組
織が等軸状の球状組織に変貌し高温強度が低下してしま
うことである。また，この組織の変貌は，元々延性に乏
しい性質を更に脆性な材料へと変質させてしまい実用性
に欠く原因となっている。
ある。高融点金属材料中でも，タングステン（Ｗ）は，
最高融点３３８０℃を有する金属であり，高温における
多用が期待されるものである。しかしながら，現行市販
されているタングステン板は純タングステンであり，次
の理由から使用の制限を受けている。その理由は，Ｗを
１１００℃以上の高温下で使用すると再結晶粒成長を起
こし，圧延加工により形成された伸長した積層の繊維組
織が等軸状の球状組織に変貌し高温強度が低下してしま
うことである。また，この組織の変貌は，元々延性に乏
しい性質を更に脆性な材料へと変質させてしまい実用性
に欠く原因となっている。
【０００３】そのような再結晶粒成長は，Ｗの本質的性
質であり，これを防止することは不可能であるが，粒成
長を少しでも抑制することによって高温強度が高く延性
を付与させたタングステン板の実現が可能となれば，Ｗ
の本来の特質が生かされた用途の展望が開かれると考え
る。
質であり，これを防止することは不可能であるが，粒成
長を少しでも抑制することによって高温強度が高く延性
を付与させたタングステン板の実現が可能となれば，Ｗ
の本来の特質が生かされた用途の展望が開かれると考え
る。
【０００４】次に，純タングステン板の欠点について述
べる。純タングステン板は，再結晶開始温度が１１００
℃である。保持時間との関連もあるが，１１００℃から
再結晶粒成長が始まる。
べる。純タングステン板は，再結晶開始温度が１１００
℃である。保持時間との関連もあるが，１１００℃から
再結晶粒成長が始まる。
【０００５】また，Ｗに期待される実用温度は１７００
℃以上である。Ｗに代用できる材料としては，モリブデ
ン（Ｍｏ）があるが，Ｍｏの融点は，２６３０℃とＷに
比べて低いため，強度の低下が大きい。したがって，要
求強度が高い部材用途には使用できない。また，１７０
０℃における蒸気圧は，Ｗ（１０-11 Ｔｏｒｒ）がＭｏ
（１０-7Ｔｏｒｒ）に比べ４桁以上小さく，消耗が少な
いため長寿命である。
℃以上である。Ｗに代用できる材料としては，モリブデ
ン（Ｍｏ）があるが，Ｍｏの融点は，２６３０℃とＷに
比べて低いため，強度の低下が大きい。したがって，要
求強度が高い部材用途には使用できない。また，１７０
０℃における蒸気圧は，Ｗ（１０-11 Ｔｏｒｒ）がＭｏ
（１０-7Ｔｏｒｒ）に比べ４桁以上小さく，消耗が少な
いため長寿命である。
【０００６】さらに，再結晶開始と同時に組織が変化す
る。高温強度が維持されている組織であれば問題ない
が，組織変化により高温強度が低下し，かつ脆性材料へ
と変質する。
る。高温強度が維持されている組織であれば問題ない
が，組織変化により高温強度が低下し，かつ脆性材料へ
と変質する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで，タングステン
板の高温特性の改善を進める方法が種々提案されてい
る。それらの改善方法は，次のように大別される。
板の高温特性の改善を進める方法が種々提案されてい
る。それらの改善方法は，次のように大別される。
【０００８】（１）ＴｈＯ2 などの酸化物分散効果によ
る改善； （２）ＨｆＣなどの炭化物析出効果による改善； （３）Ｎｂなどの異種金属の合金固溶効果による改善；
等。
る改善； （２）ＨｆＣなどの炭化物析出効果による改善； （３）Ｎｂなどの異種金属の合金固溶効果による改善；
等。
【０００９】上記（２）の改善方法は，大きさがｎｍオ
ーダーの微細な炭化物を析出物間距離を小さくし，析出
物とＷマトリックスの転位との相互作用によるものであ
る。炭化物を微細にドープ，析出させる方法としてメカ
ニカルアロイング（ＭＡ）法がある。
ーダーの微細な炭化物を析出物間距離を小さくし，析出
物とＷマトリックスの転位との相互作用によるものであ
る。炭化物を微細にドープ，析出させる方法としてメカ
ニカルアロイング（ＭＡ）法がある。
【００１０】しかしながら，この（２）の方法では，タ
ングステン粒子も非常に微細になることにより活性とな
り空気との反応により着火，爆発の恐れのため取り扱い
が困難であり，タングステンの工業的生産手法としては
難がある。
ングステン粒子も非常に微細になることにより活性とな
り空気との反応により着火，爆発の恐れのため取り扱い
が困難であり，タングステンの工業的生産手法としては
難がある。
【００１１】一方，上記（３）の改善方法は，高融点金
属同士の固溶による強化を狙うものであるが，Ｎｂは非
常に高価な金属であるため数％の添加を考えても，コス
トが高く商用規模の材料提供には非現実的であり，特殊
部材向けなどの限定的用途となる。
属同士の固溶による強化を狙うものであるが，Ｎｂは非
常に高価な金属であるため数％の添加を考えても，コス
トが高く商用規模の材料提供には非現実的であり，特殊
部材向けなどの限定的用途となる。
【００１２】そこで，上記（１）の酸化物分散効果は，
タングステンの組織を高温下においても安定化せしめ，
再結晶温度を上昇させる働きがあるためと考えられる。
タングステンの組織を高温下においても安定化せしめ，
再結晶温度を上昇させる働きがあるためと考えられる。
【００１３】しかしながら，上記（１）の改善方法にお
いて，ＴｈＯ2 は，放射性物質であるため，取扱いの法
規制や使用時の環境への飛散による汚染などの観点から
使用困難な物質である。
いて，ＴｈＯ2 は，放射性物質であるため，取扱いの法
規制や使用時の環境への飛散による汚染などの観点から
使用困難な物質である。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明者は，ＴｈＯ2 に
代わる代替剤として，希土類元素のうちランタン酸化物
（Ｌａ2 Ｏ3 ，融点２３００℃）を選定した。また，タ
ングステンの製法には粉末冶金法，溶解法の他，気相析
出法などがあるが，強度の高くなる製法は粉末冶金法と
言われており，粉末冶金法を基本技術に検討した。
代わる代替剤として，希土類元素のうちランタン酸化物
（Ｌａ2 Ｏ3 ，融点２３００℃）を選定した。また，タ
ングステンの製法には粉末冶金法，溶解法の他，気相析
出法などがあるが，強度の高くなる製法は粉末冶金法と
言われており，粉末冶金法を基本技術に検討した。
【００１５】一般的に，粉末冶金法による板作製は，タ
ングステン粉を成型焼結し平圧延による。この際，タン
グステン圧粉体は１８００℃以上の高温において焼結さ
れることにより，分散させる酸化物は１８００℃で分
解，解離などを起こさない安定な性質を要する。この点
Ｌａ2 Ｏ3 は焼結温度より５００℃高い融点であり安定
と考えられ又，取り扱いも安全である。以上の観点か
ら，本発明を為すに至った。
ングステン粉を成型焼結し平圧延による。この際，タン
グステン圧粉体は１８００℃以上の高温において焼結さ
れることにより，分散させる酸化物は１８００℃で分
解，解離などを起こさない安定な性質を要する。この点
Ｌａ2 Ｏ3 は焼結温度より５００℃高い融点であり安定
と考えられ又，取り扱いも安全である。以上の観点か
ら，本発明を為すに至った。
【００１６】即ち，本発明によれば，ランタン酸化物を
０．４〜１．２質量％，残部がタングステン及び不可避
不純分からなるタングステン板であって，１０００℃以
上の加熱時において，１９０ＭＰａを越える引張強度を
有し，１５００℃〜１７００℃の温度範囲において，１
３０ＭＰａを越える引張強度を有することを特徴とする
タングステン板が得られる。
０．４〜１．２質量％，残部がタングステン及び不可避
不純分からなるタングステン板であって，１０００℃以
上の加熱時において，１９０ＭＰａを越える引張強度を
有し，１５００℃〜１７００℃の温度範囲において，１
３０ＭＰａを越える引張強度を有することを特徴とする
タングステン板が得られる。
【００１７】また，本発明によれば，前記タングステン
板において，１５００℃〜２０００℃の温度範囲におけ
る加熱時におけるアスペクト比が３を越える結晶粒の割
合が，５５％以上であることを特徴とするタングステン
板が得られる。
板において，１５００℃〜２０００℃の温度範囲におけ
る加熱時におけるアスペクト比が３を越える結晶粒の割
合が，５５％以上であることを特徴とするタングステン
板が得られる。
【００１８】また，本発明によれば，前記いずれかに記
載のタングステン板において，製品加工前の素材段階に
おいて，予め，１５００℃〜２０００℃の温度範囲での
焼鈍処理を施されていることを特徴とするタングステン
板が得られる。
載のタングステン板において，製品加工前の素材段階に
おいて，予め，１５００℃〜２０００℃の温度範囲での
焼鈍処理を施されていることを特徴とするタングステン
板が得られる。
【００１９】さらに，本発明によれば，前記タングステ
ン板を製造する方法であって，タングステンの青色酸化
物にランタン酸化物を０．５〜１．５質量％添加した
後，還元，焼結し圧延率９３％以上で圧延することを特
徴とするタングステン板の製造方法が得られる。
ン板を製造する方法であって，タングステンの青色酸化
物にランタン酸化物を０．５〜１．５質量％添加した
後，還元，焼結し圧延率９３％以上で圧延することを特
徴とするタングステン板の製造方法が得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下，本発明の実施の形態につい
て説明する。
て説明する。
【００２１】本発明では，タングステン板の高温強度向
上を図るため，ランタン酸化物分散効果による改善を狙
った。
上を図るため，ランタン酸化物分散効果による改善を狙
った。
【００２２】粉末冶金法を基本技術にすえ，次の（ｉ）
〜（iv) の項目の最適条件の検討を行った。（ｉ）トリ
ア（ＴｈＯ2 ）を代替する分散酸化物の種類，（ii）ド
ープに適したタングステン酸化物の種類，（iii)高温強
度向上するランタン酸化物のドープ量の範囲，（iv）総
圧延率。
〜（iv) の項目の最適条件の検討を行った。（ｉ）トリ
ア（ＴｈＯ2 ）を代替する分散酸化物の種類，（ii）ド
ープに適したタングステン酸化物の種類，（iii)高温強
度向上するランタン酸化物のドープ量の範囲，（iv）総
圧延率。
【００２３】タングステン板中にドープ酸化物を均一微
細分散させるには，タングステン板製造工程の上流，即
ち，原料に近いほうが良い。安定なタングステン酸化物
として，三酸化タングステン（ＷＯ3 ），青色酸化物
（Ｗ4 Ｏ11）がある。
細分散させるには，タングステン板製造工程の上流，即
ち，原料に近いほうが良い。安定なタングステン酸化物
として，三酸化タングステン（ＷＯ3 ），青色酸化物
（Ｗ4 Ｏ11）がある。
【００２４】本発明では，酸化物粒子表面に微細なクラ
ックが存在する青色酸化物がドープ元素量のコントロー
ルの点で優位であることが判った。
ックが存在する青色酸化物がドープ元素量のコントロー
ルの点で優位であることが判った。
【００２５】ドープ元素は高温強度向上に不可欠である
が，少なくてもその効果は発揮できず，多すぎると圧粉
体の焼結密度が不足し，後工程の熱間圧延が不可能とな
る欠点がある。
が，少なくてもその効果は発揮できず，多すぎると圧粉
体の焼結密度が不足し，後工程の熱間圧延が不可能とな
る欠点がある。
【００２６】そこで，本発明においては，圧延用の焼結
素材を提供でき，強度向上させることが出来る範囲を選
定した。最少ドープ量はＬａ2 Ｏ3 ０．５質量％，最多
ドープ量はＬａ2 Ｏ3 １．５質量％となった。その理由
は，Ｌａ2 Ｏ3 が１．５質量％を越えると，焼結密度が
低くなり，圧延できないからである。また，焼結素材の
厚さを基本とし，圧延により徐々に薄く延伸されたタン
グステン板に至る圧延量を下記数１式で示される総圧延
率としてとらえた。
素材を提供でき，強度向上させることが出来る範囲を選
定した。最少ドープ量はＬａ2 Ｏ3 ０．５質量％，最多
ドープ量はＬａ2 Ｏ3 １．５質量％となった。その理由
は，Ｌａ2 Ｏ3 が１．５質量％を越えると，焼結密度が
低くなり，圧延できないからである。また，焼結素材の
厚さを基本とし，圧延により徐々に薄く延伸されたタン
グステン板に至る圧延量を下記数１式で示される総圧延
率としてとらえた。
【００２７】
【数１】
【００２８】高温強度の高い板材とするには，総圧延率
を大きくとり大きな加工歪を付与させることが必要であ
る。圧延により等軸状の焼結組織が伸長し，積層の繊維
組織に変貌するとともに強度などの特性が向上する。高
温におかれた場合，再結晶により，この繊維組織が再び
等軸状の球状組織に戻り，強度低下とともに脆弱となる
ため，圧延上りの素材板にいかに微細な繊維組織を形成
させるかは，重要な要因である。
を大きくとり大きな加工歪を付与させることが必要であ
る。圧延により等軸状の焼結組織が伸長し，積層の繊維
組織に変貌するとともに強度などの特性が向上する。高
温におかれた場合，再結晶により，この繊維組織が再び
等軸状の球状組織に戻り，強度低下とともに脆弱となる
ため，圧延上りの素材板にいかに微細な繊維組織を形成
させるかは，重要な要因である。
【００２９】本発明においては，９３％以上の総圧延率
が適切と判った。
が適切と判った。
【００３０】次に，本発明の実施の形態によるタングス
テン材料の作製方法と，材料評価方法の具体例を純タン
グステン材料と比較して述べる。
テン材料の作製方法と，材料評価方法の具体例を純タン
グステン材料と比較して述べる。
【００３１】＜材料作製方法＞本発明の実施の形態によ
るタングステン材料は，粉末冶金法に拠り作製される。
平均粒径１５μｍ，高純度の青色タングステン酸化物粉
（通称，代表的組成式Ｗ4 Ｏ11，タングステン純度９
９．９８％）を原料とし，これに所定量のランタン酸化
物（Ｌａ2 Ｏ3 ）を分散含有させた。酸化物を数十質量
ｐｐｍから数質量％の範囲で微量均一分散させるために
温式法を用いた。まず，ランタン酸化物を試薬特級の硝
酸にて溶解後，エチルアルコールにて希釈し，Ｌａ2 Ｏ
3 濃度１０ｇ／ｌのドープ用原液を作製する。磁器製蒸
発皿に，１ｌのエチルアルコールを計量注入し，さらに
目的ドープ量に見合うドープ用原液をメスビュレットに
て計量注入した蒸発皿の中に，予め秤量した青色酸化物
（酸素量１９．４％）５，０００ｇを投入し，スラリー
状になるまで十分撹拌する。この蒸発皿を乾燥器の上に
乗せ，約１００℃に加熱しながら撹拌を続け，アルコー
ル臭が無くなるまで乾燥した後冷却する。元の状態に戻
った青色酸化物は，ランタン酸化物を微量分散させたタ
ングステン酸化物となる。タングステン酸化物５，００
０ｇに対するドープ原液の投入量によりドープタングス
テン酸化物中のランタン酸化物の濃度は下記表１に示す
ように調整できる。
るタングステン材料は，粉末冶金法に拠り作製される。
平均粒径１５μｍ，高純度の青色タングステン酸化物粉
（通称，代表的組成式Ｗ4 Ｏ11，タングステン純度９
９．９８％）を原料とし，これに所定量のランタン酸化
物（Ｌａ2 Ｏ3 ）を分散含有させた。酸化物を数十質量
ｐｐｍから数質量％の範囲で微量均一分散させるために
温式法を用いた。まず，ランタン酸化物を試薬特級の硝
酸にて溶解後，エチルアルコールにて希釈し，Ｌａ2 Ｏ
3 濃度１０ｇ／ｌのドープ用原液を作製する。磁器製蒸
発皿に，１ｌのエチルアルコールを計量注入し，さらに
目的ドープ量に見合うドープ用原液をメスビュレットに
て計量注入した蒸発皿の中に，予め秤量した青色酸化物
（酸素量１９．４％）５，０００ｇを投入し，スラリー
状になるまで十分撹拌する。この蒸発皿を乾燥器の上に
乗せ，約１００℃に加熱しながら撹拌を続け，アルコー
ル臭が無くなるまで乾燥した後冷却する。元の状態に戻
った青色酸化物は，ランタン酸化物を微量分散させたタ
ングステン酸化物となる。タングステン酸化物５，００
０ｇに対するドープ原液の投入量によりドープタングス
テン酸化物中のランタン酸化物の濃度は下記表１に示す
ように調整できる。
【００３２】
【表１】
【００３３】ドープタングステン酸化物を８５０℃の水
素還元炉中にて還元し，ドープタングステン粉を得る。
このドープタングステン粉の平均粒径は２．５０μｍ，
タングステン純度９９．９５％であり，ランタン酸化物
濃度はドープタングステン酸化物状態と同一濃度であ
る。
素還元炉中にて還元し，ドープタングステン粉を得る。
このドープタングステン粉の平均粒径は２．５０μｍ，
タングステン純度９９．９５％であり，ランタン酸化物
濃度はドープタングステン酸化物状態と同一濃度であ
る。
【００３４】得られたドープタングステン粉をラバーバ
ッグに充填，密閉後真空引きし，静水圧プレス機により
成型した。成型圧力は３ｔｏｎ／ｃｍ2 とした。この成
型体を１８００℃の水素焼結炉中で３０時間焼結し，１
質量％ドープタングステンで理論密度比９３％の高密焼
結体を得た。下記表２にドープ量による焼結密度差を示
す。
ッグに充填，密閉後真空引きし，静水圧プレス機により
成型した。成型圧力は３ｔｏｎ／ｃｍ2 とした。この成
型体を１８００℃の水素焼結炉中で３０時間焼結し，１
質量％ドープタングステンで理論密度比９３％の高密焼
結体を得た。下記表２にドープ量による焼結密度差を示
す。
【００３５】
【表２】
【００３６】焼結体の寸法は厚さ１５ｍｍ，幅６０ｍ
ｍ，長さ１００ｍｍである。焼結体中のランタン酸化物
濃度は，ドープタングステン酸化物濃度比約８０％に減
少していた。焼結体中のランタン酸化物は，タングステ
ン焼結粒の粒界および粒内に平均粒径サブミクロンない
し１μｍの粒状に分布，存在していた。
ｍ，長さ１００ｍｍである。焼結体中のランタン酸化物
濃度は，ドープタングステン酸化物濃度比約８０％に減
少していた。焼結体中のランタン酸化物は，タングステ
ン焼結粒の粒界および粒内に平均粒径サブミクロンない
し１μｍの粒状に分布，存在していた。
【００３７】この焼結体を次の手順で熱間圧延し，最終
板厚１ｍｍ（総圧延率９３％）に仕上げた。熱間圧延の
初期段階では加熱温度１３００℃〜１５００℃，圧延パ
ス当りの圧延率を１５〜３０％とした。圧延終期では加
熱温度８００℃〜１０００℃，圧延率を１０〜２５％と
し板厚１ｍｍ×幅７０ｍｍ×長さ６００ｍｍ（圧延作業
に支障のため中間で長手方向半分に切断）の表面が酸化
物で覆われた圧延板を得た。この圧延板を水素中，１２
００℃，３０分の歪取焼鈍処理の後，酸洗化学処理によ
り洗浄し金属光択面の板となし，引っ張り試験用素材に
使用した。
板厚１ｍｍ（総圧延率９３％）に仕上げた。熱間圧延の
初期段階では加熱温度１３００℃〜１５００℃，圧延パ
ス当りの圧延率を１５〜３０％とした。圧延終期では加
熱温度８００℃〜１０００℃，圧延率を１０〜２５％と
し板厚１ｍｍ×幅７０ｍｍ×長さ６００ｍｍ（圧延作業
に支障のため中間で長手方向半分に切断）の表面が酸化
物で覆われた圧延板を得た。この圧延板を水素中，１２
００℃，３０分の歪取焼鈍処理の後，酸洗化学処理によ
り洗浄し金属光択面の板となし，引っ張り試験用素材に
使用した。
【００３８】引張試験片の作製には，放電ワイヤ加工機
を用いた。その試験片は全長６０ｍｍ，平行部長さ３０
ｍｍ，幅４ｍｍとし，平行部は１５００番のエメリー紙
で最終研摩し切断時の変質層を除去した。
を用いた。その試験片は全長６０ｍｍ，平行部長さ３０
ｍｍ，幅４ｍｍとし，平行部は１５００番のエメリー紙
で最終研摩し切断時の変質層を除去した。
【００３９】一方，比較材の純Ｗ材料の作製はドープ工
程を除き同じプロセスを踏襲して実施した。
程を除き同じプロセスを踏襲して実施した。
【００４０】本発明材と比較材との両試験片に，真空中
１５００℃，１時間の焼鈍処理を行った後，引張試験に
供した。高温引張試験は，窒素雰囲気中，ひずみ速度５
×１０-4Ｓ-1で行った。
１５００℃，１時間の焼鈍処理を行った後，引張試験に
供した。高温引張試験は，窒素雰囲気中，ひずみ速度５
×１０-4Ｓ-1で行った。
【００４１】図１は１０００℃から１７００℃の高温域
における本発明材（１質量％ドープ材）と比較材の引張
強度と温度の関係を示す図である。図１に示すように，
試験を行った全ての温度域において，本発明材の高温強
度が，比較材の２倍以上の高温強度を示した。尚，１質
量％の他のドープ量の板材の強度の例を下記表３に示
す。
における本発明材（１質量％ドープ材）と比較材の引張
強度と温度の関係を示す図である。図１に示すように，
試験を行った全ての温度域において，本発明材の高温強
度が，比較材の２倍以上の高温強度を示した。尚，１質
量％の他のドープ量の板材の強度の例を下記表３に示
す。
【００４２】
【表３】
【００４３】ランタン酸化物ドープ量が０．５〜１．５
質量であった圧延板において，純タングステン材を上回
る高温強度を有する。このような強度向上と高温再結晶
粒の関係を調べるため，再結晶粒のアスペクト比分布に
着目し，本発明材と比較材とについて夫々調べた。その
結果，図２に示すように，１５００℃，１時間焼鈍した
本発明材の再結晶粒のアスペクト比が３を越える割合が
６０％以上であるのに対し，比較材は，１〜３％であ
り，ほぼ球形に近いことがうかがえる。
質量であった圧延板において，純タングステン材を上回
る高温強度を有する。このような強度向上と高温再結晶
粒の関係を調べるため，再結晶粒のアスペクト比分布に
着目し，本発明材と比較材とについて夫々調べた。その
結果，図２に示すように，１５００℃，１時間焼鈍した
本発明材の再結晶粒のアスペクト比が３を越える割合が
６０％以上であるのに対し，比較材は，１〜３％であ
り，ほぼ球形に近いことがうかがえる。
【００４４】また，総圧延率が及ぼすアスペクト比分布
への影響について，調べた結果，総圧延率が８８％の圧
延板（板厚１．８ｍｍ）の再結晶粒のアスペクト比が３
を越える割合は，４０％と少なく，高温強度向上への寄
与が小さかった。総圧延率が９３％以上の再結晶圧延板
に，高温強度向上に影響を及ぼすアスペクト比の大きな
積層構造組織の出現が認められた。
への影響について，調べた結果，総圧延率が８８％の圧
延板（板厚１．８ｍｍ）の再結晶粒のアスペクト比が３
を越える割合は，４０％と少なく，高温強度向上への寄
与が小さかった。総圧延率が９３％以上の再結晶圧延板
に，高温強度向上に影響を及ぼすアスペクト比の大きな
積層構造組織の出現が認められた。
【００４５】このように，本発明材は高温下で熱処理後
も積層構造が維持され高温強度向上に寄与していること
が判る。さらに，図３に示すように，２０００℃，３０
時間の焼鈍材料についても，引張強度を調べたところ，
本発明材は純Ｗよりも１．５倍以上の高温強度を示し
た。この焼鈍材の再結晶粒のアスペクト比を測定した結
果，純Ｗが殆んどアスペクト比１に対し，発明材は１０
のアスペクト比を越す粒の割合が５５％以上であり，依
然積層構造が存在していた。
も積層構造が維持され高温強度向上に寄与していること
が判る。さらに，図３に示すように，２０００℃，３０
時間の焼鈍材料についても，引張強度を調べたところ，
本発明材は純Ｗよりも１．５倍以上の高温強度を示し
た。この焼鈍材の再結晶粒のアスペクト比を測定した結
果，純Ｗが殆んどアスペクト比１に対し，発明材は１０
のアスペクト比を越す粒の割合が５５％以上であり，依
然積層構造が存在していた。
【００４６】また，再結晶粒のアスペクト分布形成の焼
鈍温度の影響について調べた結果，総圧延率９３％の再
結晶圧延板の３を越えるアスペクト比の割合が５５％以
上であるのに対し，総圧延率９１％（板厚１．３ｍｍ）
の再結晶圧延板の３を越えるアスペクト比の割合は，４
５％と低く，高温強度向上への寄与は小さかった。再結
晶圧延板にアスペクト比３を越える積層構造を形成させ
るには，純タングステンの再結晶温度（１１００℃）を
越える１５００℃以上２０００℃以下の焼鈍温度が好ま
しく，総圧延率は９３％以上が必要である。
鈍温度の影響について調べた結果，総圧延率９３％の再
結晶圧延板の３を越えるアスペクト比の割合が５５％以
上であるのに対し，総圧延率９１％（板厚１．３ｍｍ）
の再結晶圧延板の３を越えるアスペクト比の割合は，４
５％と低く，高温強度向上への寄与は小さかった。再結
晶圧延板にアスペクト比３を越える積層構造を形成させ
るには，純タングステンの再結晶温度（１１００℃）を
越える１５００℃以上２０００℃以下の焼鈍温度が好ま
しく，総圧延率は９３％以上が必要である。
【００４７】
【発明の効果】以上，説明したように，本発明によれ
ば，ランタン酸化物を均一分散させることによって，純
Ｗに比べ，例えば，１．５倍以上の高温強度を有する新
規なタングステン板及びその製造方法を提供することが
できる。
ば，ランタン酸化物を均一分散させることによって，純
Ｗに比べ，例えば，１．５倍以上の高温強度を有する新
規なタングステン板及びその製造方法を提供することが
できる。
【００４８】また，本発明によれば，ＴｈＯ2 に代わる
ランタン酸化物により，ＴｈＯ2 のもつ酸化物分散効果
をより具体的に発現するタングステン板及びその製造方
法を提供することができる。
ランタン酸化物により，ＴｈＯ2 のもつ酸化物分散効果
をより具体的に発現するタングステン板及びその製造方
法を提供することができる。
【００４９】更に，本発明に用いたランタン酸化物は，
ＴｈＯ2 に比べ取り扱いが容易で放射能汚染も全く無
く，無公害の品質改良材である。従って，本発明によれ
ば，Ｌａ2 Ｏ3 のドープ技術，当該ドープ焼結体の圧延
技術は，量産指向の高いものであり，工業化も容易であ
るタングステン板及びその製造方法を提供することがで
きる。
ＴｈＯ2 に比べ取り扱いが容易で放射能汚染も全く無
く，無公害の品質改良材である。従って，本発明によれ
ば，Ｌａ2 Ｏ3 のドープ技術，当該ドープ焼結体の圧延
技術は，量産指向の高いものであり，工業化も容易であ
るタングステン板及びその製造方法を提供することがで
きる。
【００５０】また，本発明によるタングステン板は，優
れた高温強度を生かし，高温加熱炉用反射板，炉用構造
部材等の耐高温脆性，耐高温変形性が要求される用途に
最適である。
れた高温強度を生かし，高温加熱炉用反射板，炉用構造
部材等の耐高温脆性，耐高温変形性が要求される用途に
最適である。
【００５１】さらに，本発明のタングステン板は，優れ
た高温強度を有するので，高熱負荷や，高エネルギーが
入力される高輝度電極の耐垂下性，耐消耗性，耐熱変形
性も改善することができる。
た高温強度を有するので，高熱負荷や，高エネルギーが
入力される高輝度電極の耐垂下性，耐消耗性，耐熱変形
性も改善することができる。
【図１】本発明の実施の形態による焼鈍材における引張
強度と温度との関係を示す図であり，併せて比較材とし
て純Ｗの焼鈍材も示している。
強度と温度との関係を示す図であり，併せて比較材とし
て純Ｗの焼鈍材も示している。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は１７７３Ｋ／１時間焼鈍材
の結晶粒のアスペクト比の分布を示す図であり，（ａ）
は比較材，（ｂ）は本発明材を夫々示している。
の結晶粒のアスペクト比の分布を示す図であり，（ａ）
は比較材，（ｂ）は本発明材を夫々示している。
【図３】本発明の実施の形態による焼鈍材における引張
強度と温度との関係を示す図であり，併せて比較材とし
て純Ｗの焼鈍材も示している。
強度と温度との関係を示す図であり，併せて比較材とし
て純Ｗの焼鈍材も示している。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６２８ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６２８ ６５０ ６５０ ６８２ ６８２ ６８３ ６８３ ６８７ ６８７ ６９１ ６９１Ｂ ６９４ ６９４Ａ
Claims (4)
- 【請求項１】 ランタン酸化物を０．４〜１．２質量
％，残部がタングステン及び不可避不純分からなるタン
グステン板であって，１０００℃以上の加熱時におい
て，１９０ＭＰａを越える引張強度を有し，１５００℃
〜１７００℃の温度範囲において，１３０ＭＰａを越え
る引張強度を有することを特徴とするタングステン板。 - 【請求項２】 請求項１記載のタングステン板におい
て，１５００℃〜２０００℃の温度範囲における加熱時
におけるアスペクト比が３を越える結晶粒の割合が，５
５％以上であることを特徴とするタングステン板。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載のタングステン板に
おいて，製品加工前の素材段階において，予め，１５０
０℃〜２０００℃の温度範囲での焼鈍処理を施されてい
ることを特徴とするタングステン板。 - 【請求項４】 請求項１記載のタングステン板を製造す
る方法であって，タングステンの青色酸化物にランタン
酸化物を０．５〜１．５質量％添加した後，還元，焼結
し圧延率９３％以上で圧延することを特徴とするタング
ステン板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9315082A JPH11152534A (ja) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | タングステン板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9315082A JPH11152534A (ja) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | タングステン板及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11152534A true JPH11152534A (ja) | 1999-06-08 |
Family
ID=18061206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9315082A Pending JPH11152534A (ja) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | タングステン板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11152534A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002371301A (ja) * | 2001-06-18 | 2002-12-26 | Allied Material Corp | タングステン焼結体およびその製造方法 |
| US9502201B2 (en) | 2008-12-08 | 2016-11-22 | A.L.M.T. Corp. | Tungsten electrode material and thermionic emission current measuring device |
| CN107190195A (zh) * | 2017-05-04 | 2017-09-22 | 鹤山市沃得钨钼实业有限公司 | 一种稀土钨合金坩埚及其制造方法 |
| JP2019513667A (ja) * | 2016-03-25 | 2019-05-30 | プランゼー エスエー | ガラス溶融部材 |
-
1997
- 1997-11-17 JP JP9315082A patent/JPH11152534A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002371301A (ja) * | 2001-06-18 | 2002-12-26 | Allied Material Corp | タングステン焼結体およびその製造方法 |
| JP4659278B2 (ja) * | 2001-06-18 | 2011-03-30 | 株式会社アライドマテリアル | タングステン焼結体およびその製造方法並びにタングステン板材およびその製造方法 |
| US9502201B2 (en) | 2008-12-08 | 2016-11-22 | A.L.M.T. Corp. | Tungsten electrode material and thermionic emission current measuring device |
| JP2019513667A (ja) * | 2016-03-25 | 2019-05-30 | プランゼー エスエー | ガラス溶融部材 |
| US11072553B2 (en) | 2016-03-25 | 2021-07-27 | Plansee Se | Glass-melting component |
| CN107190195A (zh) * | 2017-05-04 | 2017-09-22 | 鹤山市沃得钨钼实业有限公司 | 一种稀土钨合金坩埚及其制造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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