タングステンレニウム合金ヒートシンク

製品説明

タングステン レニウム合金

タングステン元素とレニウム元素からなる固溶強化合金です。

タングステン-レニウム合金は、タングステン元素とレニウム元素からなる固溶強化合金です。 合金で一般的に使用されるレニウム含有量 (質量分率、パーセント) は、3、5、10、25、および 26 です。再 15 パーセント以上）。

図1

タングステン-レニウム合金は、タングステン元素とレニウム元素からなる固溶強化合金です。 合金で一般的に使用されるレニウム含有量 (質量分率、パーセント) は、3、5、10、25、および 26 です。再 15 パーセント以上）。 合金中の Re 含有量が 26% を超えると、W-Re 合金は脆い σ 相を析出します。

調製方法、強化方法、および選択されたタングステンベースの原材料に従って、タングステン - レニウム合金の分類を図1に示します。

タングステン - レニウム合金の主な加工材料は、ワイヤーとシートです。 シルクが大部分を占めています。 主に高温構造材料として使用されます。

タングステン-レニウム合金は、純粋なタングステンよりも機械的特性と延性が優れており、抵抗率が高いため、加工性と溶接性が優れています。 3% レニウムを含むタングステン-レニウム合金は、電子管フィラメント、グリッド ワイヤ、および直接加熱カソードのコア メタルとして使用できます。 トリウムを含むタングステンレニウム合金、すなわちトリエーテッドタングステンレニウム合金は、大型発射管の直接加熱陰極として使用され、その性能はトリエーテッドタングステン陰極よりも優れており、変形しにくい高温で。 の

タングステン レニウム合金スクラップは、主にタングステン レニウム合金であり、モリブデン レニウム合金も含まれます。 廃タングステン・レニウム合金からレニウムを回収する方法としては、酸化生合成法と硝石溶融分解・イオン交換法があります。

生産工程

図 2

タングステン - レニウム合金を製造するには、粉末冶金と製錬の 2 つの方法があります。 製造工程を図2に示します。実際の製造では、粉末冶金法が主流です。 静水圧プレスと中周波誘導加熱焼結により、最高の均一性と一貫性を備えた高品質の合金ブランクを得ることができます。

タングステンレニウム粉末の調製

図 3

タングステン レニウム プレアロイ粉末の製造方法は、合金組成の均一性の鍵となります。 さまざまなプレアロイ法の比較を図 3 に示します。

ビレットの準備

合金成形体は、鋼の金型成形または冷間静水圧プレスによって作成でき、成形体は、水素通過縦型溶解炉、水素通過中間周波炉で、相対密度 85% ～ 95% の緻密なインゴットに焼結されます。または水素通過抵抗炉。 熱間静水圧プレスによるインゴットもあります。

処理

図 4

焼結インゴットは、さまざまな加工方法 (旋回鍛造、圧延、絞りなど) によって、ロッド、ワイヤ、プレート、フォイル、ストリップなどのさまざまな種類の加工材料になります。 良好な加工性能を持つタングステン-レニウム合金の組成は、W-(18~26)Reです。 合金加工の推奨最適鍛造温度は1500度、焼鈍温度は1600～1800度です。 Re 含有量が 26% を超える合金の場合、シグマ相の許容含有量は制限されます。 この第 2 相の析出により材料が強化されますが、その加工性は依然として非常に良好です。 Re含有合金<18% can be processed smoothly, but require a higher initial processing temperature.

w-Re合金の主な加工素材はワイヤーです。 私の国のタングステン - レニウム線の等級は、さまざまな特性に従って分類されており、その化学組成を図 4 に示します。

図 5

複合強化法は、W-Re合金の高温機械的性質をさらに改善する有効な方法です。 合金へのHfc粒子の添加またはThO2粒子の添加が最も一般的な複合方法であり、調製された合金系にはW-He-Hf-C系およびW-He-ThOが含まれる₂システム。 合金中の粒子分布は、加工プロセスとともに連続的に変化します。 図 6 アトラス (a) は、W-24.5Re-2Hfc 合金ロッドの Hfc 粒子分布の変化の微細構造を示しています。 熱間静水圧プレス (ロッド ∅ 41mm) 後、合金の相対密度は 99% に達し、緻密な構造の粒子は粒界と粒子に分布し (図 6 (a) に示すように)、その後の熱間でスエージングプロセス Hfc では、変形率が 62% に達すると、組織内に σ 相が現れ、Hfc 粒子が粒界に集中します (図 6、アトラス (b))。 合金の高温機械的特性の改善を図 6 (c) に示します。 図 6 アトラス (d) と (e) は、W-Re 合金、W-Re-ThO の微細構造の比較です。₂ 2500K アニーリング後の合金と W-Re-Hf​​c 合金。 粒子を追加することによって提示される形態は同じではありません。

パフォーマンス

タングステン-レニウム合金は、高融点、高強度、高硬度、高可塑性、高再結晶温度、高抵抗率、高熱電ポテンシャル値、低蒸気圧、低電子仕事関数、低伸び脆性などの一連の優れた特性を備えています転移温度。 典型的なタングステン-レニウム合金の特性は、右側の図 7 (a) に示されています。 図 7 の右側の図から、ドープされたレニウムの再結晶温度が純粋なタングステン レニウムの再結晶温度よりもはるかに高いことがわかります。

図 7

いくつかのタングステン-レニウム合金の高温引張特性が、右側の図 7 (b) に示されています。 図 7 から、これらの合金の引張特性は、約 1500 度で純粋なタングステンの引張特性よりもはるかに高いことがわかります。 タングステン-レニウム合金の高温機械的特性を改善するために Hfc を添加した例は、上の微細構造セクションの図 7 (c) に示されています。

応用

タングステンとレニウムはどちらも、高温用途で広く使用されている高融点金属です。 しかし、欠点もあります。純粋なタングステンは脆く、再結晶温度は非常に低いです。 純レニウムは加工性が悪く、高価です。 そのため、その適用範囲は大幅に制限されます。 タングステンとレニウムは、さまざまな成分を含むタングステン - レニウム合金になります。 これらの合金は、純タングステンと純レニウムの欠点を克服し、高融点、高強度、高硬度、高可塑性、高抵抗率、高再結晶温度、高熱電ポテンシャル値、低蒸気圧など、多くの優れた特性を備えています。低い電子仕事関数と低い塑性脆性遷移温度など。同時に、「水循環」反応性能に対する優れた耐性も備えており、価格は純レニウム 95% よりも 75~ 低いです。

したがって、タングステン-レニウム合金は、電子技術、熱制御、最新の原子力技術および航空宇宙技術、温度測定、計装、電化製品、およびその他の最先端の科学技術部門で広く使用されています。 特に、タングステン-レニウム合金線は熱電対に適合し、熱電電位と感度が高く、温度測定範囲が広く、応答速度が速く、耐食性に優れています。 温度測定の分野で優れた感熱材料です。 タングステン - レニウム熱電対がプラチナ - ロジウム熱電対に取って代わるため、一般的な傾向です。

• 電気真空技術への応用

電子管、キネスコープ、電球フィラメントの主な性能要件は次のとおりです。

① 低温での延性が良い（つまり、1回巻きの成形性が良い）。 処理されたフィラメントは、さまざまな形状とサイズのフィラメントに巻き付けられ、折り畳まれ、またはねじられます。これらのフィラメントは、相互間の良好な絶縁性、低い塑性脆性遷移温度、良好な均一性および一貫性を備えている必要があります。

② 低温焼鈍は延性が良い（つまり、二次巻線成形性が良い）。 一次巻線後のフィラメント部品は、部品の形状とサイズを固定するためにアニールする必要があります。 通常、焼鈍は線材の一次再結晶温度域で行う。 二次巻線（二重らせんフィラメント）または複数の巻線と折り畳みの要件を満たすことができるのは、優れた低温焼鈍延性を備えたワイヤのみです。

⑧高温延性（二次再結晶後の延性）が良い。 芯線の取り外し、チューブの運搬、取り付けの過程で、振動や衝撃を受けなければならず、延性の悪いフィラメントは破壊されます。 完成したフィラメントは高温で使用する必要があり、使用中はフィラメントを必要な形状に保つ必要があります。

④高温垂れ防止性能が良好です。 フィラメントの大部分はらせん状に存在するため、フィラメントはより長く、一定の品質を持っています。 使用中にピ​​ッチを一定に保つには、高温へたりに強いことが重要です。

• 電気接点材料として使用

多くの接点材料は、自動車のクラクション接点やイグニッション接点、電圧レギュレータ接点、電話接点、さまざまな電気スイッチ接点など、電気スイッチで一般的に使用されています。動作中、接点の各ペアには、相互摩擦、火花腐食、および高周波接触。 したがって、接点材料は次の要件を満たす必要があります。①材料の接触抵抗が小さい、②アークの電圧-アンペア特性が小さい、⑧ディップ 侵食率が小さい。

接点材料として使用できる金属は、銅、銀、白金、ロジウム、イリジウム、タングステン、モリブデン、レニウム、タングステン銅合金、タングステン銀合金、タングステンチン合金、高比重合金です。 タングステン、モリブデン、レニウム、およびそれらの合金は、自動車のホーン コンタクトおよびイグニッション コンタクトに広く使用されています。 接点材料としてのタングステン-レニウム合金の使用は、まだ近年開発された製品です。 プラチナ、イリジウム、ロジウムなどの貴金属接点と比較できます。

• 熱電対材料として使用

さまざまな組成のタングステン - レニウム合金ワイヤを対にしてタングステン - レニウム熱電対にすることができます。 産業界で広く使用されているタングステン-レニウム熱電対には次のものがあります: W/W-26Re ドープ、W-3Re/W-25Re、W-5Re/W{{7 }}Re および W-5Re/W-26Re およびその他のタングステン - レニウム熱電対。 熱電ポテンシャル値が高く感度が高く、熱電ポテンシャル-温度対応関係が直線性が良く、測定温度が高く(2800度まで)、精度が高い(許容偏差±{{ 17}}.25 パーセント t、±0.5 パーセント t および ±0.5 パーセント t および ± 1 パーセント t および他の 3 つ)。

タングステン-レニウム熱電対は、主に真空、還元雰囲気、不活性雰囲気での温度測定や高温場での温度測定に使用されます。 酸化雰囲気で特別な酸化防止対策を講じることで、温度測定用の白金ロジウム熱電対を置き換えることができます。 タングステン - レニウム熱電対の価格は​​、単一のプラチナ - ゲルマニウム熱電対の 12 ～ 18 分の 1 です。 白金-ロジウム熱電対の代わりにタングステン-レニウム熱電対の温度測定には明らかな経済的利点があり、人々からますます注目されています。

• その他のアプリケーション

(1) 高温構造材料

航空宇宙機で使用されるタングステン-レニウム合金には、熱シールド、ロケット ノズルの周辺部品、コーン部品、エンジンまたはエンジン部品のコーティングが含まれます。 2000℃まで加熱したタングステンレニウム合金の容器や坩堝材を反応させずにウランを精錬します。 タングステン-レニウム合金は、高温炉の発熱体と熱シールド、高純度金属を蒸発させるための坩堝、および高温分野でのばね、ねじ、ナット、サポート ロッド、コネクティング ロッドに使用され、可塑性に優れています。

(2) 耐摩耗材料

タングステン-レニウム合金は高硬度、高強度、優れた耐摩耗性、耐食性を備えているため、プリンターの印刷針の製造に使用でき、その寿命は1億回に達する可能性があります。 さらに、ペン先、重心ハンマー、測量およびマッピング機器の耐摩耗部品も製造できます。

(3) 電極材料

酸化トリウム、ジルコニア、酸化セリウム分散粒子を含むタングステン-レニウム合金棒は、アルゴンアーク溶接機の電極や非消耗電気アーク炉の溶解電極に使用されています。 高温やアブレーションに強く、長寿命です。

金属射出成形プロセス

検出システム