球状タングステン粉末の製造技術：手法、利点、産業応用
球状タングステン粉末は優れた流動性と高見掛け密度を備え、溶射、多孔質媒質、ろ過、ロケット推進、粉末冶金に不可欠です。以下に主要製造法、長所、典型用途をまとめます。
- アーク溶射ガン法：通常のDCアーク溶接機でS(3)P-3アーク溶射ガンを駆動し、2本のタングステンワイヤを交差させてアークを発生。圧縮空気で溶融流を微粒化し、冷却固化させて球状粒子を得ます。装置は安価ですが、品質が不安定で大量生産には不向きです。
- プラズマ法：タングステン粉末を高温プラズマジェットに供給し、粒子表面を溶融させて液滴化。表面張力で準球状化し、急冷固化します。高純度、優れた球形度、単位体積あたり低コストが特長です。
- 気相堆積法：1963年開発。WF₆を転換し、40μm〜650μmの球状タングステン粉末を製造。大粒子化の可能性がありますが、商業ベースには至っていません。
- 重酸化還元法：制御された温度・時間・雰囲気でタングステン粉末を部分酸化し、微細粒子・大表面積の複合酸化物を生成。後続還元で酸化物の角を除去し球状化。従来設備で低コストですが、粒度分布が狭いです。
- パラタングステート酸アンモニウム循環酸化還元法：超高純度APTをアルゴン雰囲気で焼成し紫色タングステンを得て、水素還元で99.99%純度にし、WO₃に酸化。再度水素還元でサブミクロンスフェアを得ます。工程が長くパラメータ感度が高く、工業スケールアップは未達です。
- 超音波撹拌・乾燥・還元法：飽和タングステン酸アンモニウム溶液を分散剤と超音波混合、酸沈殿。濾過・乾燥・破砕後、水素還元。こちらも長工程、パラメータ制御難、多量の液体廃棄物が課題です。
結論
これらの製造ルートを理解することで、メーカーは用途に最適な手法を選択できます。タングステンやその他難融金属の更なる知見は、Advanced Refractory Metals (ARM)をご参照ください。
米国カリフォルニア州レイクフォレストに本社を置くARMは、タングステン、モリブデン、タンタル、レニウム、チタン、ジルコニウムを含む高品質難融金属・合金の製造・供給で世界をリードし、競争力ある価格で提供しています。
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