トムスク工科大学、廃棄物ベースのタングステンカーバイド低コスト製造で新境地を開く

トムスク工科大学（TPU）の研究者たちが、真空チャンバーを必要とせず高グレードのタングステンカーバイド（WC）とその他の超硬材料を製造する新規プロセスを発表しました。この技術は、廃棄されたカーバイドドリルビット、工具、その他のWC廃棄物を原料原料として再利用し、従来法より安価で環境に優しい代替手段を提供します。研究成果は査読誌International Journal of Refractory Metals and Hard Materialsに掲載されました。

タングステンカーバイド（WC）の重要性

タングステンカーバイド（WC）は、超硬ドリルビット、切削工具、耐摩耗部品の基幹材料です。電気・熱伝導性、圧縮強度、耐食性でダイヤモンドに匹敵し、航空宇宙から情報技術まで幅広い産業で不可欠です。

工業界ではセメントカーバイドを「産業の歯」と呼び、現代防衛、航空宇宙、新興技術用途での重要な役割を反映しています。

1970年代に研究者たちがWC上で炭化水素が水素分解を起こすことを発見して以来、水からの水素製造における白金フリー触媒としてWCが研究されてきました。WCの表面電子構造が白金を模倣し、類似の触媒活性を提供しながら、優れた耐ポイズニング性と低コストを実現します。

TPUのブレイクスルー：常圧でのナノ粉末合成

TPUのブレイクスルーは、常圧条件下でタングステンカーバイドナノ粉末を合成した点にあります。特殊形状のグラファイト電極を用いてアークプラズマを生成し、真空チャンバーを必要とせず自発的に絶縁性ガス媒質を作り出します。この革新によりプロセスが劇的に簡素化され、エネルギー消費と設備コストが大幅に削減されます。

TPU「エコエネルギー4.0」研究センターの研究者アレクサンダー・パク氏は説明します：「我々のグラファイト電極設計により、大気中で絶縁性プラズマを生成でき、真空要件を排除し、エネルギー使用量を1桁削減できます。」

この方法は、摩耗したドリルビット、使用済み工具部品、その他のWC含有廃棄物を合成前駆体として受け入れ、循環型経済の原則に合致します。さらに、チタンカーバイド、シリコンカーバイド、ボロンカーバイドなど他の超硬難融材料の合成にも適応可能です。

TPUチームは商業展開に向け技術を洗練し、大規模廃棄物リサイクルへの応用拡大を計画しています。研究はロシア科学財団の資金援助を受けています。

結論

ご一読ありがとうございました。タングステンやその他の難融金属について更なる洞察を得るには、Advanced Refractory Metals（ARM）をご覧ください。

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、チタン、モリブデン、タンタル、レニウム、ジルコニウムを含む高品質難融金属と合金を競争力のある価格で供給するグローバルリーディングサプライヤーです。

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