KR101752687B1 - 고강도 저방사화 텅스텐 합금 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 대향부품인 디버터에 적용하기에 적합한 고강도 저방사화 텅스텐 합금에 관한 것으로, 텅스텐을 기초로 하여 저방사화 전이원소 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Y, Zr, Ta 중 선택된 1 종 이상을 5% 이상 포함하여 구성하며, 합금화 원소의 종류와 양을 조절하여 합금시스템의 엔트로피 제어에 의해 저 엔트로피 합금에서 고 엔트로피 합금까지 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 텅스텐 합금은 방사화 제어가 가능한 저방사화 전이원소만을 포함하면서도 제 2 석출상이 제어된 고용체 기지 상태를 유지하여 고용강화를 통해 고강도를 구현하여 디버터용 재료로서 적합하다.
또한, 본 발명의 텅스텐 합금은 고용체 기지를 유지하여 DBTT를 낮추면서도 불변반응 (Invariant reaction) 형성으로 인한 급격한 융점 저하 문제를 방지하여 W의 고융점 특성을 유지할 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명의 고 엔트로피 상태의 고용체 기지 텅스텐 합금은 심한 격자변형과 느린 확산속도 그리고 다성분 구성원소의 칵테일 효과에 의해서 경도와 파괴 인성과 같은 물리적 특성이 향상된 텅스텐 합금을 제공함으로써, 핵융합장치용 디버터의 수명을 크게 늘릴 수 있는 효과가 있다.

Description

고강도 저방사화 텅스텐 합금 및 그 제조방법{HIGH STRENGTH TUNGSTEN ALLOY WITH LOW ACTIVATION AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 텅스텐 합금에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 차세대 에너지원으로 개발이 진행 중인 핵융합 장치의 디버터에 적합한 고강도 저방사화 텅스텐 합금에 관한 것이다.

핵융합 장치가 구동될 때 플라스마 입자가 핵융합로 1차 내벽에 충돌하여 스패터 현상 등에 의하여 불순물을 발생시키고, 이러한 불순물은 에너지 효율을 감소시키는 플라스마 순도에 열화를 가져온다. 이러한 반응이 일어나는 핵융합로 1차 내벽 플라즈마 대향부품(PFC, Plasma Facing Component) 중에서 디버터(divertor)는 노심 내 불순물을 제거하여 플라즈마의 오염을 최소화하며, 플라즈마의 고온으로부터 진공용기 및 진단장치 등을 보호하는 주요한 장치로서, 플라스마 주변에 외계와 접속하는 자력선을 설정하여 누출된 플라스마 이온이나 전자ㅇ불순물 이온을 외계로 유출시켜 플라스마에서 떨어진 곳으로 유도한다.

이와 같은 중요성으로 인해 현재까지 고성능 플라즈마 대향부품에 대한 많은 연구가 국내외에서 진행되어 오고 있다. 플라즈마로부터의 높은 열부하와 고속 중성자 조사를 받게 되는 극한환경의 운전조건에서 PFC가 제대로 역할을 수행하기 위해서는 플라즈마와 벽면과의 상호 작용이 고려된 적합한 대면재료의 선정과 구조적 안전성을 가지는 설계, 고성능 열제거를 위한 대면재료와 구조재의 접합 방법에 대한 연구가 필수적이다.

그동안 대면재료로서 연구된 물질은 베릴륨(Be), 탄소섬유복합재(CFC) 및 텅스텐(W) 등이 있으며, 이들을 구조재인 구리합금(CuCrZr)이나 그래파이트 또는 스테인리스 스틸과 접합하여 사용하고 있다.

이 가운데 베릴륨과 CFC는 융해 온도와 열충격에 대한 내구성이 높은 장점이 있지만, 높은 삼중수소 감금 효과로 인해 효율이 저하되어 장시간의 운전에 불리하고 플라즈마에 의한 침식율도 높다는 단점이 있다. 이에 반해 순(Pure) 텅스텐은 융해 온도가 높고 플라즈마 침식율과 삼중수소 감금 효과가 낮은 장점이 있지만, 소량의 침식만으로도 플라즈마에 대한 안정성이 저하되며 연성-소성 천이 온도가 너무 높은 단점이 있다.

국제열핵융합실험로(ITER)에서 디버터 대면재료를 순 텅스텐으로 잠정 결정하면서, 소재 관련 연구 대부분이 비합금 상태의 텅스텐을 다양한 후방 구조재와 접합하는 방법을 연구하는 것에 치우치고 있으나, 향후 실험로 단계에서 실증로 단계로의 상용 핵융합로 개발을 위해선 텅스텐 대면재료의 특성을 향상시키기 위한 신합금 소재 개발 노력이 필수적이다.

"텅스텐 다이버터를 위한 이종재료 접합 기술개발", 김경민, 국가핵융합연구소, 2014

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 플라즈마 대향부품인 디버터에 적용하기에 적합하도록 물리적 특성이 향상된 고강도 저방사화 텅스텐 합금을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 텅스텐 합금은 저방사화 특성을 가지는 전이금속인 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Y, Zr, Ta 중 선택된 1 종 이상의 원소를 텅스텐과 합금화시키되, 합금의 물리적 특성 변화를 유발하도록 5% 이상 포함하여 구성하며, 텅스텐과 고용체를 형성할 수 있도록 합금화 원소의 종류와 양을 조절하여 합금시스템의 엔트로피 제어에 의해 저 엔트로피(low entropy) 합금에서 고 엔트로피(high entropy) 합금까지 구성하되, 텅스텐 모원소의 특성을 고용체 내에서 칵테일 효과로라도 반영하기 위해서 적어도 10at% 이상의 텅스텐이 포함되는 것을 특징으로 한다. 일반적으로 고체 고용체(Solid Solution)을 형성하는 경우, 순 원소의 결정 격자구조(Crystal structure) 내에서 합금화 원소가 불규칙적으로 무질서하게 포함되어 소량 첨가시에도 모원소의 특성이 반영되어 나타나게 된다. 본 발명의 텅스텐 계 고용체 합금의 경우, 텅스텐의 체심입방 구조 내에 첨가원소들이 무질서한 배열을 하게 되며 이를 통해 고용체 기지를 유지하는 경우, 모원소인 텅스텐 합금의 특성을 기저에 반영하게 된다.

또한, 본 발명의 텅스텐 합금은 첨가원소 수에 의한 엔트로피 제어를 위해 저방사화 전이원소 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Y, Zr, Ta 중에서 선택된 2 이상의 원소 또는 3 이상의 원소를 10at% 이상의 텅스텐과 각각 5~35at% 범위로 포함하여 중간 엔트로피(medium entropy) 상태의 고용체 기지를 구성할 수 있으며, 이 경우 텅스텐과 전 조성범위에서 전율고용체를 형성하는 Ta와 V의 2개 원소를 포함하거나 Ta와 V 및 Ti의 3개 원소를 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 텅스텐 합금은 첨가원소 수에 의한 엔트로피 제어를 위해 저방사화 전이원소 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Y, Zr, Ta 중에서 선택된 4 이상의 원소를 10at% 이상의 텅스텐과 각각 5~35at% 범위로 포함하여 고 엔트로피(high entropy) 상태의 고용체를 구성할 수 있으며, 이 경우 텅스텐과 전 조성범위에서 전율고용체를 형성하는 Ti, V, Cr 및 Ta의 4개 원소를 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

고 엔트로피 상태의 고용체 기지 합금을 제조하는 다른 방법은 첨가원소의 양을 제어하여 엔트로피를 제어하는 것으로, 상기 본 발명의 합금시스템에 모든 구성원소를 10at% 오차 허용 범위 내에서 동일원자분율(equiatomic ratio)로 구성하는 것이다.

부연하면, 2성분계는 A:B의 원자분율이 50±10:50±10 가 되도록 혼합하고, 3성분계는 A:B:C의 원자분율이 33.3±10:33.3±10:33.3±10 가 되도록 혼합하되 텅스텐을 제외한 원소는 35at%이하로 구성하며, 4성분계는 A:B:C:D의 원자분율이 25±10:25±10:25±10:25±10의 비율이 되도록 혼합되어 고용체를 형성할 때 각 성분계 합금에서 구성 엔트로피가 최대가 되어 형성된 고용체의 안정도가 향상된다. 이와 유사하게 5성분계는 A:B:C:D:E의 원자분율이 20±10:20±10:20±10:20±10:20±10 인 경우에 엔트로피가 최대가 되며, 나아가 6성분계 이상의 경우도 구성할 수 있으나, 텅스텐 모원소의 특성을 칵테일 효과로라도 반영하기 위해선 적어도 10at% 이상의 텅스텐이 포함되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 본 발명의 텅스텐 합금은 저방사화 전이원소만을 포함하면서도 합금 구성원소의 수와 양을 제어하여 내부의 엔트로피 상태를 조절하여 큰 격자변형(lattice distortion)이 유발된채 제 2 석출상이 제어된 고용체 기지를 유지하여 고용강화로 인한 강도 증가와 느린 확산 속도(sluggish diffusion)로 고온에서 석출상 형성에 의한 재료의 특성 변화를 억제하여 고온 재료로 적합하다. 이와 함께, 고 엔트로피 고용체 합금의 경우, 다성분 구성원소의 특성이 내제되어 존재하는 칵테일 효과(cocktail effect)에 의해서 경도와 파괴 인성과 같은 물리적 특성 뿐 아니라 부식, 침식 등의 화학적 특성이 향상된다.

또한 제 2 석출상의 형성이 제어된 고용체 기지 상태의 합금을 제조함으로써, 고용체에 의해서 DBTT를 낮추면서도 불변반응 (Invariant reaction) 형성으로 인한 급격한 융점 저하 문제를 방지하여 순 텅스텐의 고융점 특성을 유지할 수 있는 효과가 있다. 이러한 텅스텐 합금은 저방사화 전이원소를 포함함으로써 방사화를 제어하며 고강도를 구현하여 최근 차세대 에너지원 중 하나로 개발이 진행 중인 핵융합로 디버터용 재료로서 적합하다.

본 발명의 텅스텐 합금을 제조하는 방법은, 원료물질을 플라즈마 아크 용해로 합금화한 뒤에 냉각하는 아크 멜팅법을 적용하는 것이 가능하다. 아크 멜팅법은 균질한 고용체를 형성하기에 용이하고 소결 공정에 비하여 산화물, 기공 등의 불순원소를 최소화할 수 있으며, 동일한 조성에 대해서 소결 공정에 비해서 상대적으로 낮은 연성-소성 천이 온도(DBTT)를 유지할 수 있기 때문에 파단시간(rupture time)이 증가하는 장점이 있다.

또한, 원료 금속의 용해가 가능한 상용 주조법 뿐 아니라, 원료를 분말 등으로 제조하여 스파크 플라즈마 소결(Spark Plasma Sintering) 혹은 열간 정수압 소결(Hot Isostatic Pressing)을 이용하여 고온/고압으로 소결하여 제조할 수 있으며, 소결법에 의한 경우에는 미세 조직제어 및 원하는 형상의 부품 제조가 용이한 장점이 있다.

본 발명의 다른 형태에 의한 핵융합장치용 디버터는 상기한 본 발명의 텅스텐 합금을 플라즈마 대향부에 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 텅스텐 합금을 플라즈마 대향부에 구비함으로써, 종래에 순 텅스텐을 사용한 경우에 비하여 사용 수명이 증가하는 효과가 있다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 저방사화 원소만을 포함함으로써 방사화를 제어하며, 고용체를 유지하여 격자변형에 의한 고용강화로 인한 고강도 특성을 나타내 디버터용 재료로서 적합하다.

또한, 본 발명의 텅스텐 합금은 제 2 석출상의 형성이 제어된 고용체 기지 상태의 합금을 제조함으로써, 고용체에 의해서 DBTT를 낮추면서도 불변반응 (Invariant reaction) 형성으로 인한 급격한 융점 저하 문제를 방지하여 순 텅스텐의 고융점 특성을 유지할 수 있는 효과가 있다.

나아가, 중간 내지 고엔트로피 합금으로 재료 내부 엔트로피가 제어된 텅스텐 합금은 심한 격자변형, 느린 확산 속도로 고온에서 금속간화합물 등 석출상 형성에 의한 재료의 취성파괴를 억제하여 향상된 고온 안정성을 나타내며, 다성분 구성원소의 칵테일 효과에 의해서 경도와 파괴 인성과 같은 물리적 특성이 향상된 텅스텐 합금을 제공함으로써, 핵융합장치용 디버터의 수명을 크게 늘릴 수 있는 효과가 있다.

도 1은 주기율표 상에서 저방사화 합금을 제조하기 위해 (a) ppm 단위로 첨가량이 제한되는 원소군, (b) 합금설계에 따라 포함이 가능한 원소군, (c) 첨가량에 제한이 없는 원소군으로 크게 3가지로 분류한 결과이다.
도 2는 주기율표 상에서 텅스텐과 전이원소간 이원계 상태도를 간략히 나타내어 첨가원소에 따른 고용도 변화를 나타낸 도식이다.
도 3은 비교예와 본 발명에 의한 실시예의 합금에 대한 XRD 분석 결과이다.
도 4는 도 3의 주 피크에 대한 반가폭(FWHM) 값을 나타낸다.
도 5는 고 엔트로피 상태인 비교예와 실시예의 합금에 대한 XRD 분석 결과이다.
도 6은 본 발명의 W-Ta-V, W-Ta-V-Ti, W-Ta-V-Ti-Cr 합금을 광학현미경으로 관찰한 미세구조와 중간 엔트로피 고용체 4성분계 합금의 EBSD 분석 결과이다.
도 7은 비교예와 본 발명의 실시예 합금에 대한 경도측정 결과이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 고강도 저방사화 텅스텐 합금을 개발하기 위하여 가장 중요한 합금 설계 포인트 중의 하나는 저방사화 특성을 나타내는 원소들로 합금을 구성하는 것으로, 도 1은 주기율표 상에서 저방사화 합금을 제조하기 위해 (a) ppm 단위로 첨가량이 제한되는 원소군, (b) 합금설계에 따라 포함이 가능한 원소군, (c) 첨가량에 제한이 없는 원소군으로 크게 3가지로 분류한 결과를 나타낸다. 본 발명에서는 저방사화 합금 개발을 위하여 우선적으로 ppm 단위로 첨가량이 제한되는 원소군을 합금 설계에서 배제하였다.

이와 더불어 고용 강화를 통한 고강도 특성 부여를 위하여 도 2에 표시한 바와 같이 텅스텐 합금과 첨가원소간 고용도를 고찰하여, 저방사화 원소이면서도 고용체 형성이 용이한 저방사화 전이원소 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Y, Zr, Ta 중 선택된 1 종 이상을 5% 이상 포함하도록 합금설계를 행하였다. 본 발명은 이종 원소의 합금화를 통해 물리적 특성 변화를 유발하도록 첨가원소를 5% 이상 포함하여 구성하며, 합금화 원소의 종류와 양을 조절하여 합금시스템의 엔트로피 제어에 의해 저 엔트로피 고용체에서 고 엔트로피 고용체까지 구성하는 것을 특징으로 한다. 이러한 텅스텐 합금은 방사화 제어가 가능한 저방사화 전이원소만을 포함하면서도 제 2 석출상이 제어된 고용체 기지 상태를 유지하여 고용강화를 통해 고강도를 나타내어 디버터용 재료로서 적합하다.

표 1은 본 발명의 고강도 저방사화 텅스텐 합금특성을 확인하기 위하여 순 텅스텐 및 고엔트로피 합금(비교예)와 본 발명의 대표적인 조성들(실시예)을 기재한 것이다.

시편	조성
비교예 1	W
비교예 2	Zr-20Nb-20V-20Ti-20Cr
실시예 1	W-20Ta
실시예 2	W-20Ta-20V
실시예 3	W-20Ta-20V-20Ti
실시예 4	W-20Ta-20V-20Ti-20Cr

상기한 합금 제조 방법으로는 아크 멜팅법을 적용하였으며, 합금 원료들을 아크 플라즈마를 통해 고온으로 용해한 뒤에 냉각시켜 합금을 제조하였다. 이러한 실시예와 비교예에서 아크 멜팅법을 적용한 것은 벌크 형태의 균질한 고용체를 형성하기에 용이하고 소결 공정에 비하여 산화물, 기공 등의 불순원소를 최소화할 수 있기 때문이다. 또한 아크 멜팅법은 상기한 장점과 함께, 동일한 조성에 대해서 소결 공정에 비해서 상대적으로 낮은 연성-소성 천이 온도(DBTT)를 유지할 수 있기 때문에 파단시간(rupture time)이 증가하는 장점도 있다. 하지만, 본 발명의 합금을 제조하는 방법이 아크 멜팅법에 한정되는 것은 아니며, 원료 고융점 금속의 용해가 가능한 상용 주조법 뿐 아니라, 원료를 분말 등으로 제조하여 스파크 플라즈마 소결(Spark Plasma Sintering) 혹은 열간 정수압 소결(Hot Isostatic Pressing)을 이용하여 고온/고압으로 소결하여 제조할 수 있으며, 소결법에 의한 경우에는 미세 조직제어 및 원하는 형상의 부품 제조가 용이한 장점이 있다.

본 발명은 텅스텐을 기초로 하는 합금을 제조하되, 고강도 저방사화 특성을 가지도록 디버터에 요구되는 특성에 맞추어 합금을 구성하였다. 특히, 실시예의 합금 원소로서 선정한 Ta, V, Ti 및 Cr은 저방사화 특성을 가지면서도, 텅스텐과 전율 고용체 영역을 가진 원소들로 아크용해로 합금화시 고용체를 형성하기에 용이한 전이금속들이다. 본 발명의 고용체 합금을 구성하는 경우에는 급격한 온도변화에도 재료 신뢰성 확보가 용이하도록 하는 DBTT가 감소하는 효과와 함께, 불변반응 형성으로 인한 급격한 융점 저하 문제를 방지하여 텅스텐의 고융점 특성을 유지할 수 있는 장점이 있다.

도 3은 비교예와 본 발명에 의한 실시예의 합금에 대한 XRD 분석 결과이고, 도 4는 도 3의 X-선 회절분석 결과 주 피크에 대한 반가폭(FWHM) 값을 나타낸다.

도시된 것과 같이, 순 텅스텐에 본 발명의 합금원소를 첨가하는 경우, 첨가원소 수가 늘어나도 체심입방(BCC) 구조의 고용체를 유지하는 것을 확인 할 수 있었으며, 고용체 내의 엔트로피가 증가(Low → medium → high entropy 상태로 증가)되면서 반가폭(FWHM)에 의해서 확인 가능한 격자변형(격자 뒤틀림, lattice distortion)이 증가하는 것을 알 수 있다.

특히 W-20Ta-20V-20Ti-20Cr 합금은 격자변형이 크게 증가하였고, 이러한 결과는 합금 원자 수와 양이 증가하면서, 고 엔트로피(high-entrophy) 고용체를 형성하기 때문이다. 일반적으로 고 엔트로피 합금은 5개 이상의 합금 원소가 5~35 at% 범위(동일 원자분율(equiatomic)에 가까운 양일수록 증가)로 혼합되어 높은 혼합 엔트로피를 유발함으로써, 단원소 중심 다원계 합금에서 일반적으로 석출되는 금속간 화합물을 형성하기 보다는 고용체를 형성한다. 이와 더불어 중간 엔트로피(medium entropy) 상태의 W-20Ta-20V 합금과 W-20Ta-20V-20Ti 합금에서도 금속간 화합물 형성 없이 고용체가 형성되었다.

도 5는 고 엔트로피 상태인 비교예와 실시예의 합금에 대한 XRD 분석 결과이다. (a)는 본 발명에 의한 W-20Ta-20V-20Ti-20Cr 합금에 대한 결과이고, (b)는 비교예인 Zr-20Nb-20V-20Ti-20Cr 합금에 대한 결과이다. 본 발명 (a)의 경우 BCC 구조를 가진 고용체가 형성된데 반하여, 비교예 (b)의 경우 BCC 상과 함께 취성파괴를 유발하는 라베즈 상(Laves phase)이 동시에 석출된 것으로 확인할 수 있다. 이러한 결과에서, 5개 이상의 합금 원소가 5~35 at% 범위(동일 원자분율에 가까운 양일수록 증가)로 혼합되어 고 엔트로피를 유발하는 경우라도 반드시 본 발명과 같은 고용체 기지 미세조직을 형성하는 것이 아님을 확인 할 수 있으며, 다성분계의 경우 특정한 조성범위에 한정하여 이러한 고용체 기지 영역이 형성되는 것을 확인할 수 있다.

도 6은 본 발명의 텅스텐계 합금 중에서 중간 엔트로피 내지 고 엔트로피 상태의 합금들(W-Ta-V, W-Ta-V-Ti, W-Ta-V-Ti-Cr 합금)을 광학현미경으로 관찰한 미세구조와 4성분계 합금의 EBSD 분석 결과를 보여준다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 모든 조성에서 제 2 상의 석출 없이 단순한 수지상 구조의 미세구조를 나타내는 것을 확인 할 수 있다. 이와 함께, 본 발명의 4성분계에 의한 중간 엔트로피 고용체의 EBSD 분석 결과에서, 이러한 수지상의 성장이 결정립 내에서 다상 핵 생성을 통해 다양한 방위로 성장한 결과임을 확인할 수 있다.

도 7은 비교예와 실시예의 합금에 대한 경도측정 결과이다.

도 7의 경도 측정 결과를 표로 나타내면 다음의 표 2와 같다.

조성	hardness(HV)
W (pure)	369
W-20Ta	444
W-20Ta-20V	518
W-20Ta-20V-20Ti	547
W-20Ta-20V-20Ti-20Cr	594

도 7과 표 2에 나타난 것과 같이, 구성 합금 원소들 중에서 가장 경도가 높은 텅스텐의 함량이 감소함에도 불구하고 합금 원소의 종류가 증가할수록 경도가 증가하였다. 이는 재료 내부의 엔트로피가 증가함에 따라 조성적 과냉이 커져서 수지상형성이 촉진되어 수지상 거리(dendrite arm spacing)가 줄어드는 현상과 고용체 상태의 합금을 형성함으로써 고용강화 효과가 동시에 수반되기 때문으로 판단된다. 특히 W-20Ta-20V-20Ti-20Cr 합금은 약 100 ㎛의 결정립 크기와 10 ㎛ 이하의 2차 수지상 간격 및 커다란 격자변형으로 인한 고용 강화 효과로 인하여 약 600 HV 까지 경도가 크게 증가한 고경도 특성을 나타낸다.

이상에서 텅스텐을 기초로 하여 고강도 저방사화 특성을 나타내도록 저방사화 전이원소 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Y, Zr, Ta 를 합금화한 본 발명에 의한 합금의 특성을 확인하였다. 본 발명의 합금들은 저방사화 원소를 포함함으로써 방사화를 제어하면서도 텅스텐과 고용체 상태를 유지하여 고용강화로 고강도 특성을 가져 디버터용 재료로서 적합하다. 또한 제 2 상 석출이 제어된 고용체 상태의 합금을 제조함으로써, 고용체에 의해서 DBTT를 낮추면서도 불변반응 형성에 의한 급격한 융점 저하 문제를 방지하여 텅스텐의 고융점 특성을 유지할 수 있는 효과가 있다. 특히, 저방사화 전이원소 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Y, Zr, Ta 중에서 선택된 2 이상을 포함하는 중간 엔트로피 합금과 4 이상 포함하는 고 엔트로피 합금으로 엔트로피가 증가함에 따라 커다란 격자변형(lattice distortion), 상대적으로 느린 확산속도 (Sluggish diffusion), 그리고 다성분 구성원소의 칵테일 효과(cocktail effect)에 의해서 경도와 파괴 인성과 같은 물리적 특성이 향상된 텅스텐 합금을 제공한다.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

1. 삭제
2. Ti, V, Cr, Mn, Fe, Y, Zr, Ta로 구성된 저방사화 전이원소군에서 선택된 2 개의 합금화 원소; 및
   잔부의 텅스텐으로 구성되며,
   상기 저방사화 전이원소군에 선택된 각 합금화 원소의 함량이 5~35at%이고,
   상기 텅스텐의 함량이 적어도 10at% 이상을 포함하도록 상기 합금화 원소의 최대량이 조절되어, 중간 엔트로피 상태의 고용체 기지를 구성하는 것을 특징으로 하는 텅스텐 합금.
   
3. Ti, V, Cr, Mn, Fe, Y, Zr, Ta로 구성된 저방사화 전이원소군에서 선택된 3 개의 합금화 원소; 및
   잔부의 텅스텐으로 구성되며,
   상기 저방사화 전이원소군에 선택된 각 합금화 원소의 함량이 5~35at%이고,
   상기 텅스텐의 함량이 적어도 10at% 이상을 포함하도록 상기 합금화 원소의 최대량이 조절되어, 중간 엔트로피 상태의 고용체 기지를 구성하는 것을 특징으로 하는 텅스텐 합금.
   
4. 삭제
5. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 저방사화 전이원소군에서 선택된 합금화 원소를 10at% 오차 허용 범위 내에서 동일원자분율(equiatomic ratio)로 구성하여 고 엔트로피 상태의 고용체 기지를 구성하는 것을 특징으로 하는 텅스텐 합금.
   
6. 삭제
7. 플라즈마 대향부에 청구항 2 또는 청구항 3의 텅스텐 합금을 구비하는 것을 특징으로 하는 핵융합장치용 디버터.
   

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