KR20170131402A

KR20170131402A - 다결정 텅스텐 소결체 및 다결정 텅스텐 합금 소결체 그리고 그것들의 제조 방법

Info

Publication number: KR20170131402A
Application number: KR1020177025626A
Authority: KR
Inventors: 에코 와르도요 아크마디; 도시히코 마츠오; 지히로 사쿠라자와; 쇼타로 마츠모토
Original assignee: 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤
Priority date: 2015-03-23
Filing date: 2016-03-18
Publication date: 2017-11-29
Anticipated expiration: 2036-03-18
Also published as: KR102373916B1; WO2016152780A1

Abstract

W 입자로 이루어지는 원료 분말, 혹은, W 입자 분말과 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo 및 Mn 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 합금 성분 입자 분말을 배합한 원료 분말 혹은 그 압분 성형체를, 가압 소결 장치에 장입하고, 2.55 ㎬ 이상 13 ㎬ 이하의 가압력을 부가한 상태에서, 1200 ℃ 이상 융점 이하의 온도 범위에서 소결함으로써, 상대 밀도가 99 ％ 이상이고, 소결체의 임의의 단면에서 측정한 포어율이 0.2 면적％ 이하, 평균 결정 입경이 50 ㎛ 이하, 결정립의 평균 애스펙트비가 1 ∼ 2.5 인 고밀도이고 또한 미립 조직이며 이방성이 없는 다결정 W 소결체, 다결정 W 합금 소결체를 얻는다.

Description

다결정 텅스텐 및 텅스텐 합금 소결체 그리고 그 제조 방법{POLYCRYSTALLINE TUNGSTEN, TUNGSTEN ALLOY SINTERED COMPACT, AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}

본 발명은, 고밀도이고 게다가 등방성이 높은 다결정 텅스텐 소결체, 다결정 텅스텐 합금 소결체, 그리고 그 제조 방법에 관한 것이다.

본원은, 2015년 3월 23일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2015-60039호 및 2016년 3월 15일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2016-051244호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

다결정 텅스텐 및 다결정 텅스텐 합금은 많은 분야에서 이용되고 있고, 예를 들어, 용접용 비소모 전극, 타깃 재료, X 선 차폐재, 내식 재료 등에 이용되고 있다. 그리고, 다결정 텅스텐 및 다결정 텅스텐 합금에는, 일반적으로, 높은 강도, 경도, 고비중이 요구되고 있다.

종래부터 알려져 있는 다결정 텅스텐 및 다결정 텅스텐 합금의 용도, 제법으로는, 예를 들어, 이하의 특허문헌 1 ∼ 4 에 나타내는 것을 들 수 있다.

특허문헌 1 에는, 가열·가압이 반복되어 가해지는 퓨징 용접용의 전극으로서, 선단부에서의 탈립 손모 (脫粒損耗), 결손을 억제하고, 내구성을 안정적으로 높이기 위해서, Cu 또는 Cu 합금으로 이루어지는 전극 본체의 선단부에, W 또는 Mo 혹은 그것들을 기재로 하는 합금을 기재로 하는 전극 심재를 장착한 이중 구조 전극의 상기 전극 심재로서, 소결과 스웨이징 가공, 그리고 어닐링의 열처리가 실시되어, 횡단면 평균 입자경이 50 ㎛ 이상이고, 또한 애스펙트비가 1.5 이상이 되도록 축 방향으로 신장된 섬유상 조직을 갖는 W 또는 Mo 혹은 그것들을 기재로 하는 합금을 퓨징 용접용 전극 재료로서 사용하는 것이 제안되어 있다.

특허문헌 2 에는, 몰리브덴, 텅스텐 또는 이것들을 주성분으로 하는 고순도고융점 금속 또는 합금의 정제 효과를 높이고, 재료의 기능성 (초전도 특성, 내식성, 고온 내열성 등) 이나 가공성 (단조성, 압연성, 절삭성 등) 을 대폭 향상시키는 것을 목적으로 하여, 텅스텐, 몰리브덴 또는 이것들을 주성분으로 하는 금속 또는 합금으로 이루어지는 정제용 고융점 금속과, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈로 이루어지는 천이 금속 원소 또는 희토류 원소에서 선택한 1 종 또는 2 종 이상의 첨가 원소의 분말 또는 작은 괴상의 원료를 미리 프레스 성형하고, 이 성형재를 추가로 1000 ℃ 이상 및 100 ㎫ 이상의 고온 고압에서 소결한 후, 전자빔 용해시킴으로써, 불순물 가스 성분과의 저차 (低次) 화합물 또는 부정비 (不定比) 화합물 (첨가 원소 혹은 불순물 금속과 불순물 가스 성분간 또는 금속끼리의 정비 (定比) 화합물을 고압·고온의 조건 하에서 상변태시킨 것) 의 형태로 피용해물 중에 함유되어 있던 각종 불순물을 한꺼번에 휘발 정제하여, 불순물의 제거 효과를 높이는 것이 제안되어 있다.

특허문헌 3 에는, 전극의 내구성을 높이고, 또한, 전극의 내충격성, 내파괴성을 향상시키기 위해서, 압연에 의해 섬유상 조직을 형성한 텅스텐과 몰리브덴의 어느 것의 소결 합금으로 저항 용접용 전극 재료를 구성하고, 이 전극 재료의 섬유상 조직의 단면을, 워크를 협압 (挾壓) 하는 용접면으로 한 저항 용접용 전극이 제안되어 있다.

또, 특허문헌 4 에는, 플랫·디스플레이에 사용되는 스퍼터 타깃재의 고밀도화, 장기 수명화를 목적으로 하여, 스퍼터 타깃재로서, 30 ∼ 70 wt％ 의 텅스텐과 잔부가 몰리브덴으로 이루어지는 몰리브덴-텅스텐 합금을 사용하고, 이 합금의 상대 밀도를 96 ％ ∼ 99.9 ％ 로 하기 위해서, 소정 조성의 몰리브덴-텅스텐 분말을 미리 정해진 프레스 압력에 의한 프레스 성형과 미리 정해진 소결 조건에 의한 소결의 조합에 의해, 상대 밀도 93 ％ ∼ 94.5 ％ 를 갖는 소결체를 만들고, 이어서, 가열 온도 1400 ∼ 1600 ℃ 에서 압연 또는 단조를 실시하는 것에 의해 고밀도화를 도모할 수 있는 것이 제안되어 있다.

일본 공개특허공보 2008-73712호 (A) 일본 공개특허공보 평8-165528호 (A) 일본 공개특허공보 2000-158178호 (A) 일본 공개특허공보 평9-3635호 (A) 일본 공개특허공보 2003-226964호 (A)

상기 특허문헌 1 ∼ 4 에 나타낸 바와 같이, 다결정 텅스텐 및 다결정 텅스텐 합금의 제조 방법으로는, 분말 야금법 (특허문헌 1, 3, 4, 5 참조) 혹은 용해 법 (특허문헌 2 참조) 이 잘 알려져 있다.

그런데, 분말 야금법으로 제조된 다결정 텅스텐 소결체 및 다결정 텅스텐 합금 소결체는, 밀도가 낮기 (비중이 작기) 때문에, 고밀도화를 도모하는 수단으로서, 단조·압연 등의 후가공이 일반적으로 실시되고 있다 (특허문헌 3, 4 참조). 그러나, 압연·단조 등의 후가공을 실시한 경우에는, 그 가공에 의해 결정 조직에 이방성이 발생하기 때문에, 가공 후의 소결체 특성 (예를 들어, 강도) 에는 이방성이 발생한다.

한편, 밀도가 낮은 상태인 채로 사용하면, 예를 들어, 특허문헌 5 에 기재되어 있는 스퍼터링용 텅스텐 타깃재로서 사용하면, 스퍼터링 성막시의 파티클 결함이 증대되거나 하는 타깃재의 품질 상, 큰 과제를 가지고 있다.

여기서 「이방성」이란, 소결체를 구성하는 결정립의 결정 조직 중에, 애스펙트비가 높은 결정립이 많이 함유되어 있는 상태를 의미하고, 보다 구체적으로는 결정립의 평균 애스펙트비가 2.5 를 초과하는 경우를 의미한다.

다결정 텅스텐 소결체 및 다결정 텅스텐 합금 소결체의 소결체 특성으로서 이방성이 발생하면, 그 다결정 텅스텐 소결체 및 다결정 텅스텐 합금 소결체에 의해 제조된 부재의 사용시에, 결정립의 방향에 의존한 편향된 거동 (예를 들어, 일 방향에 편향된 손모 (損耗)) 을 국소적으로 나타낸다.

그리고, 결정립의 방향에 의존한 편향된 거동은, 다결정 텅스텐 소결체 및 다결정 텅스텐 합금 소결체에 의해 제조된 부재의 중장기에 있어서의 내구성, 신뢰성 등을 저하시키는 원인이 된다. 예를 들어, 저항 용접용 전극재 (특허문헌 3 참조) 로서 반복 사용하면, 압연 방향을 따라, 입계에서의 크랙이 발생하기 쉽고, 결과적으로, 비교적 짧은 수명을 나타낸다. 압연 가공된 텅스텐은 섬유 조직을 갖지만, 잔류 응력의 축적에 의해, 조직을 따른 크랙을 유발하기 쉽다.

한편, 다결정 텅스텐 및 다결정 텅스텐 합금을 용해법으로 제작한 것 (특허문헌 2 참조) 에 있어서는, 고밀도화 (비중이 큼) 는 도모되지만, 분말 야금법으로 제작된 것에 비하여 결정립이 커지고, 또, 냉각시의 응고 과정에 있어서, 냉각 온도 구배에 의해, 결정의 성장 속도가 상이하기 때문에 이방성이 발생하여, 미립이고 또한 균일한 조직의 다결정 텅스텐, 다결정 텅스텐기 합금의 제작은 어렵다.

부재의 사용 용도에 따라서는, 고밀도이며, 이방성이 없는 (또는 이방성이 낮은) 미세 조직으로 이루어지는 다결정 텅스텐 및 다결정 텅스텐 합금이 필요시되는 경우가 있다. 이상으로부터, 고밀도이고 또한 미립 조직으로서, 이방성이 없는 다결정 텅스텐 및 다결정 텅스텐 합금이 요구되고 있다.

본원 발명자들은, 고밀도이고 또한 미립 조직으로서, 이방성이 없는 다결정 텅스텐 및 다결정 텅스텐 합금을 얻는 것을 목적으로 하여, 각종 제조 방법에 대해 검토하였다. 그 결과, 다결정 텅스텐 분말, 다결정 텅스텐 합금 분말 혹은 이것들의 압분 성형체에 대하여, 2.5 ㎬ 이상의 초고압이고 또한 1200 ℃ 이상의 고온 조건에서 소결함으로써, 고밀도이고 또한 미립 조직이며 이방성이 없는 (또는 이방성이 낮은), 다결정 텅스텐 소결체 및 다결정 텅스텐 합금 소결체를 얻을 수 있는 것을 알아내었다.

그리고, 상기의 다결정 텅스텐 소결체 및 다결정 텅스텐 합금 소결체는, 강도, 경도가 우수함과 함께, 균질한 재질·특성을 구비하는 것을 알아내었다.

본원 발명은 상기 지견에 기초하여 이루어진 것으로서, 이하의 양태를 갖는다.

(1) 다결정 텅스텐 소결체에 있어서, 상기 소결체의 상대 밀도는 99 ％ 이상이고, 상기 소결체의 임의의 단면에서 측정한 포어율이 0.2 면적％ 이하, 평균 결정 입경이 50 ㎛ 이하, 결정립의 평균 애스펙트비가 1 ∼ 2.5 인 고밀도이고 또한 미립 조직이며 이방성이 없는 다결정 텅스텐 소결체.

(2) 상기 포어율이 0.02 면적％ ∼ 0.19 면적％ 인 상기 (1) 에 기재된 다결정 텅스텐 결정체.

(3) 상기 포어율이 0.02 면적％ ∼ 0.15 면적％ 인 상기 (1) 에 기재된 다결정 텅스텐 결정체.

(4) 상기 평균 결정 입경이 0.8 ㎛ ∼ 33.4 ㎛ 인 상기 (1) 에 기재된 다결정 텅스텐 결정체.

(5) 상기 평균 결정 입경이 0.8 ㎛ ∼ 18.3 ㎛ 인 상기 (1) 에 기재된 다결정 텅스텐 결정체.

(6) 상기 평균 애스펙트비가 1.0 ∼ 2.2 인 상기 (1) 에 기재된 다결정 텅스텐 결정체.

(7) 상기 평균 애스펙트비가 1.0 ∼ 1.4 인 상기 (1) 에 기재된 다결정 텅스텐 결정체.

(8) 텅스텐을 25 질량％ 이상 함유하는 다결정 텅스텐 합금 소결체에 있어서, 그 텅스텐 합금은, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo 및 Mn 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 합금 성분을 함유하는 텅스텐 합금으로서, 상기 소결체의 상대 밀도는 99 ％ 이상이고, 상기 소결체의 임의의 단면에서 측정한 포어율이 0.2 면적％ 이하, 평균 결정 입경이 50 ㎛ 이하, 결정립의 평균 애스펙트비가 1 ∼ 2.5 인 고밀도이고 또한 미립 조직이며 이방성이 없는 다결정 텅스텐기 합금 소결체.

(9) 상기 포어율이 0.02 면적％ ∼ 0.19 면적％ 인 상기 (8) 에 기재된 다결정 텅스텐기 합금 소결체.

(10) 상기 포어율이 0.02 면적％ ∼ 0.15 면적％ 인 상기 (8) 에 기재된 다결정 텅스텐기 합금 소결체.

(11) 상기 평균 결정 입경이 0.8 ㎛ ∼ 33.4 ㎛ 인 상기 (8) 에 기재된 다결정 텅스텐기 합금 소결체.

(12) 상기 평균 결정 입경이 0.8 ㎛ ∼ 18.3 ㎛ 인 상기 (8) 에 기재된 다결정 텅스텐기 합금 소결체.

(13) 상기 평균 애스펙트비가 1.0 ∼ 2.2 인 상기 (8) 에 기재된 다결정 텅스텐기 합금 소결체.

(14) 상기 평균 애스펙트비가 1.0 ∼ 1.4 인 상기 (8) 에 기재된 다결정 텅스텐기 합금 소결체.

(15) 평균 입경 50 ㎛ 이하의 텅스텐 입자로 이루어지는 원료 분말, 혹은, 평균 입경 50 ㎛ 이하의 텅스텐 입자 분말과 평균 입경 50 ㎛ 이하의 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo 및 Mn 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 합금 성분 입자 분말을 배합한 원료 분말 혹은 그 압분 성형체를, 가압 소결 장치에 장입하고, 그 원료 분말 혹은 그 압분 성형체에 2.55 ㎬ 이상 13 ㎬ 이하의 가압력을 부가한 상태에서, 1200 ℃ 이상 융점 이하의 온도 범위에서 소결하는 것을 특징으로 하는 고밀도이고 또한 미립 조직이며 이방성이 없는 다결정 텅스텐 소결체 혹은 다결정 텅스텐 합금 소결체의 제조 방법.

본원 발명의 일 양태인 W 소결체 및 W 합금 소결체 (이하, 「본원 발명의 W 소결체」및 「본원 발명의 W 합금 소결체」라고 칭한다) 는, 상대 밀도가 99 ％ 이상으로서, 소결체의 임의의 단면에서 측정한 포어율이 0.2 면적％ 이하, 평균 결정 입경이 50 ㎛ 이하, 결정립의 평균 애스펙트비가 1 ∼ 2.5 로서, 종래의 W 소결체 및 W 합금 소결체에 비하여, 고밀도이고 또한 미립 조직으로서, 이방성이 없고 균질하기 때문에, 타깃재, 전극재 등의 각종 이용 분야에 있어서, 우수한 특성을 장기에 걸쳐 발휘할 수 있다.

도 1 은, 본원 발명의 W 소결체의 조직 사진의 일례를 나타낸다.
도 2 는, 종래법 (분말 야금법과 압연의 조합) 으로 제작한 W 소결체의 조직 사진의 일례를 나타낸다.
도 3 은, 종래법 (용해법) 으로 제작한 W 소결체의 조직 사진의 일례를 나타낸다.
도 4 는, 본원 발명의 W 합금 (W : 50 질량％, Mo : 50 질량％) 소결체의 조직 사진의 일례를 나타낸다.
도 5 는, 도 4 의 본원 발명의 W 합금 (W : 50 질량％, Mo : 50 질량％) 소결체에 대해 측정 (사용 소프트 : Image J) 한 포어 검출 결과의 일례를 나타낸다. 본 포어 검출 결과에서는, 포어율은 검출 한계 이하였다.
도 6 은, 종래법 (HIP 법) 으로 제작한 W 합금 (W : 50 질량％, Mo : 50 질량％) 소결체의 조직 사진의 일례를 나타낸다.
도 7 은, 도 6 의 종래법 (HIP 법) 으로 제작한 W 합금 (W : 50 질량％, Mo : 50 질량％) 소결체에 대해 측정 (사용 소프트 : Image J) 한 포어 검출 결과의 일례를 나타낸다. 본 포어 검출 결과에서는, 포어율은 0.659 ％area 였다.

여기서, 본원 발명에 있어서의 「상대 밀도」란, 아르키메데스법에 의해 측정된 다결정 텅스텐 소결체의 밀도의, 텅스텐의 이론 밀도에 대한 비율을 의미하고, 또, 다결정 텅스텐 합금 소결체의 밀도의, 텅스텐과 그 합금 성분 원소의 함유 비율에 의해 구해지는 합금의 이론 밀도에 대한 비율을 의미한다.

또, 소결체에 있어서의 「포어율 (면적％)」, 「평균 결정 입경 (㎛)」및 「결정립의 평균 애스펙트비 (결정립의 장변/결정립의 단변)」는, 모두, 소결체의 임의의 단면에 대하여, 주사형 전자 현미경 (SEM) 및 전자선 후방 산란 회절 장치 (EBSD) 를 사용하여 실시된 조직 관찰로부터 측정된 수치의 평균치를 의미한다.

상기 EBSD 에 의한 조직 관찰에서는, 소결체의 임의의 단면의 210 ㎛ × 140 ㎛ (종횡 치수) 를 관찰 시야로 하고, 이 관찰 시야 중에 포함되는 모든 결정 입자를, 평균치를 얻기 위한 관찰 대상으로 한다. 이 경우, 관찰 시야 경계부에 존재하고, 결정의 일부분만이 관찰 시야 중에 함유되는 것에 대해서는, 관찰 대상으로부터 제외한다.

또, 원료 분말의 「평균 입경」이란, 소결 전의 분말에 대해 레이저 회절·산란법 (마이크로트랙법) 에 의해 구해진 입도 분포에 있어서의 적산치 50 ％ 에서의 입경 (누적 중위경 : 미디언경, d50) 을 의미한다.

또, 본원 발명에서 말하는 「다결정 텅스텐 합금 소결체」란, 텅스텐을 25 질량％ 이상 함유하는 텅스텐 합금으로 이루어지는 소결체를 말한다.

본원 발명에 대하여, 이하에 상세하게 설명한다.

또한, 본원 발명은, 다결정 텅스텐 소결체 및 다결정 텅스텐 합금 소결체와 그 제조 방법에 관한 것이지만, 이하에서는, 다결정 텅스텐 소결체를 「W 소결체」, 또, 다결정 텅스텐 합금 소결체를 「W 합금 소결체」라고 약기하고, 또, 텅스텐은 「W」라고 약기한다.

본원 발명의 W 소결체는, 평균 입경 50 ㎛ 이하의 W 입자 분말을 소결함으로써 제작하지만, W 입자의 순도가 99.9 질량％ 미만인 경우에는, 고온 소결 온도 하에 있어서의 W 중에 함유되는 불순물 성분에 의해, W 소결체의 소결성에 편차가 생기기 쉽고, 또, W 소결체의 조직, 재질, 특성이 불균질해지기 쉽기 때문에, 원료 분말로서 사용하는 W 입자의 순도는 99.9 질량％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

또, 소결을 실시하는 데에 있어서, W 입자 분말을 가압 소결 장치에 직접 장입하여 소결할 수 있지만, W 입자 분말을, 미리 압분 성형체로서 제작하고, 이것을 가압 소결 장치에 장입하여 소결할 수도 있다.

원료 분말의 W 입자의 평균 입경이 50 ㎛ 를 초과하는 경우에는, 소결시의 입 성장에 의해, 소결체의 평균 결정 입경이 50 ㎛ 이하인 미립 조직을 얻을 수 없기 때문에, 원료 분말의 W 입자의 평균 입경은 50 ㎛ 이하로 하지만, 보다 바람직한 평균 입경은, 0.25 ∼ 50 ㎛ 이다.

본원 발명의 W 소결체에 대하여, 아르키메데스법에 의해 그 상대 밀도를 측정하자, 모두 측정된 상대 밀도는 99 ％ 이상으로, 고밀도화가 도모되어 있다.

또한, 상대 밀도가 99 ％ 미만이면, 소결체의 치밀화가 충분하다고는 할 수 없기 때문에, 포어율을 0.2 면적％ 이하로 저감시킬 수 없으므로, W 소결체의 상대 밀도를 99 ％ 이상으로 한다.

도 1 에, 본원 발명의 W 소결체의 조직 사진의 일례를 나타내지만, 이 조직 사진에 나타나는 W 소결체에 있어서는, 포어의 존재는 확인되지 않고 (포어율 ≒ 0 면적％), 평균 결정 입경이 50 ㎛ 이하, 결정립의 평균 애스펙트비가 1 ∼ 2.5 를 만족시키는 미립 조직으로서 또한 등방적인 결정 조직을 구비하고 있는 것을 알 수 있다. 도 1 에 나타내는 본원 발명 W 소결체는, 6.1 ㎬ 의 가압력을 부가한 상태에서, 1700 ℃ 에서 20 분간 소결된 것으로서, 아르키메데스법에 의해 측정한 상대 밀도 : 99.69 ％ (비중 : 19.24) 의 고밀도 W 소결체이고, 또한, 비커스 경도 HV : 460 으로 고경도를 가지고 있었다.

비커스 경도 HV 는, JIS 규격 Z 2244 로 정해져 있는 방법으로 측정할 수 있다.

본원 발명 소결체에서, 포어율을 0.2 면적％ 이하로 정한 것은, 포어율이 0.2 면적％ 를 초과하면 치밀하고 비중이 큰 고밀도의 W 소결체라고는 할 수 없을 뿐만 아니라, 예를 들어, 포어율이 0.2 면적％ 를 초과하는 W 소결체를 용접용 전극으로서 사용한 경우, 포어의 부분만이 절연 상태가 되고, 특히, 고전압의 용접에서는 파괴 기점이 되기 쉬워지기 때문이다. 또, 포어율이 0.2 면적％ 를 초과하는 W 소결체를 타깃재로서 사용한 경우에는, 포어의 어떠한 부분이 이상 방전을 일으키거나 불균일한 감소법을 나타내거나 하게 된다.

특히 필수적인 구성은 아니지만, 바람직한 포어율의 범위는 0 면적％ 초과 내지 0.2 면적％ 이다. 보다 바람직한 포어율의 범위는 0.02 면적％ 내지 0.19 면적％ 이다. 보다 더 바람직한 포어율의 범위는 0.02 면적％ 내지 0.15 면적％ 이다. 보다 더 바람직한 포어율의 범위는 0.02 면적％ 내지 0.12 면적％ 이다.

또, 본원 발명 소결체에서, 평균 결정 입경을 50 ㎛ 이하로 한 것은, 평균 입경이 50 ㎛ 를 초과한 경우에는 조대 결정립 조직이 되어, 강도, 경도가 우수한 미립 조직이 얻어지지 않기 때문이다.

특히 필수적인 구성은 아니지만, 바람직한 평균 결정 입경의 범위는 0.8 ㎛ 내지 33.4 ㎛ 이다. 보다 바람직한 평균 결정 입경의 범위는 0.8 ㎛ 내지 18.3 ㎛ 이다. 보다 더 바람직한 평균 결정 입경의 범위는 2.6 ㎛ 내지 14.0 ㎛ 이다.

또, 본원 발명 소결체에서, 결정립의 평균 애스펙트비 (=결정립의 장변/결정립의 단변) 를 1 ∼ 2.5 로 정한 것은, 평균 애스펙트비가 이 범위를 벗어나면, 결정 조직에 이방성이 발생하여 균질한 재질·특성이 얻어지지 않게 되기 때문이다. 즉, 본 명세서 중에서 결정 조직에 대해 「이방성이 없다」는 것은, 대상이 되는 소결체에서 결정립의 평균 애스펙트비가 1 ∼ 2.5 의 범위 내에 있는 것을 의미한다. 반대로 「이방성이 있다」는 것은, 상기 평균 애스펙트비가 1 ∼ 2.5 의 범위 외에 있는 것을 의미한다.

특히 필수적인 구성은 아니지만, 바람직한 평균 애스펙트비의 범위는 1 내지 2.2 이다. 보다 바람직한 평균 애스펙트비의 범위는 1 내지 1.4 이다.

본원 발명의 W 소결체는, 특정한 단면이 아니고, 소결체의 임의의 단면에서 측정한 포어율, 평균 결정 입경 및 결정립의 평균 애스펙트비가 모두 상기의 범위 내인 점에서, 소결체 조직에 이방성이 없고, 등방성이 있는 조직을 구비하는 것을 알 수 있다.

도 2, 도 3 으로서, 종래법에 의해 제작한 W 소결체의 조직 사진을 나타낸다.

도 2 는, 분말 야금법과 압연을 조합하여 제작한 W 소결체 (특허문헌 3, 4 참조) 의 압연 방향을 따른 면에 있어서의 조직 사진의 일례이다.

분말 야금법으로 W 소결체를 제작한 후, 압연 등의 가공을 실시하는 것에 의해, 소결체의 어느 정도의 고밀도화는 가능하여, 도 2 에서는, 상대 밀도 : 99.48 ％ (비중 : 19.2), 또, 비커스 경도 HV : 500 이 얻어지고 있다.

그러나, 그 반면, 가공에 의해 소결체의 결정 조직에 이방성이 발생하기 때문에 (도 2 중, 세로 줄무늬상 혹은 섬유상의 결정 조직이 관찰되고, 압연 방향을 따른 면에 있어서의 평균 애스펙트비는 6.5 이상으로 되어 있다), 미립이고 또한 균일한 조직의 소결체는 얻어지지 않고, 그 결과, 이 W 소결체에 등방적인 특성을 바랄 수 없다.

도 3 은, 용해법으로 제작한 W 소결체 (특허문헌 2 참조) 의 조직 사진의 일례이다.

도 3 에 나타내는 용해법에 의해 얻은 W 소결체에서는, 충분한 고밀도화가 도모되지 않고 (상대 밀도 : 99.33 ％ (비중 : 19.17)), 또, 경도 (비커스 경도 HV : 440) 도 충분하지 않다. 또한, 용해 후의 응고 과정에 있어서, 냉각 온도 구배에 의해, 결정의 성장 속도가 상이하기 때문에 이방성이 발생하여, 미립이며 또한 균일한 조직의 W 소결체는 얻어지지 않는다.

본원 발명의 W 소결체는, 예를 들어, 이하의 방법에 의해 제조할 수 있다.

상기와 같이, 순도는 99.9 질량％ 이상이고, 또한, 평균 입경 0.25 ∼ 50 ㎛ 로 정립한 W 입자 분말을 가압 소결 장치에 장입하고, 그 분말에 2.55 ㎬ 이상 13 ㎬ 이하의 가압력을 부가한 상태에서, 1200 ℃ 이상 융점 이하 (예를 들어, 1200 ∼ 2000 ℃) 의 온도 범위에서 10 분 이상 소결함으로써, 본원 발명에서 규정하는 포어율, 평균 결정 입경, 결정립의 평균 애스펙트비를 갖는 고밀도이고 또한 미립 조직이며 이방성이 없는 W 소결체를 제조할 수 있다.

소결 압력이 2.55 ㎬ 미만에서는, 고밀도화가 발생하지 않고, 한편, 13 ㎬ 를 초과하는 압력을 부가하는 것은 장치 개발 비용·실조업의 관점에서 경제성이 낮기 때문에, 소결 압력은 2.55 ㎬ 이상 13 ㎬ 이하로 하였다.

또, 소결 온도가 1200 ℃ 미만에서는, 고상 반응이 진행되지 않고, 한편, 소결 온도가 융점을 초과하면, 용해법에 의한 제조와 동일한 문제점 (예를 들어, 결정립의 조대화, 응고 과정에 있어서의 결정 조직의 이방성) 이 발생하고, 고밀도로 미립 또한 균일한 조직의 W 소결체를 얻을 수 없게 되는 점에서, 소결 온도는, 1200 ℃ 이상 융점 이하의 온도 범위, 바람직하게는, 1200 ℃ 이상 2000 ℃ 이하의 온도 범위로 정하였다.

또한, W 입자 분말은, 소결에 앞서, 미리 압분 성형체로서 제작해 두고, 이 압분 성형체를 상기의 소결 압력, 소결 온도, 소결 시간으로 소결함으로써, 본원 발명의 W 소결체를 얻을 수도 있다.

원료 분말로서, 비표면적이 큰 미립 W 입자 분말 (예를 들어, 평균 입경 0.25 ∼ 4 ㎛) 을 사용하는 경우에는, 이것을 압분 성형체로 하고, 소결에 앞서, 예를 들어, 10^-1 Pa 이하의 진공 분위기 중, 혹은 열처리 용기를 질소 가스나 아르곤 가스 등으로 치환한 분위기 중에서, 도달 온도 450 ∼ 1200 ℃ 에서 30 ∼ 180 분의 열처리를 실시하여 W 입자 표면을 청정화하면, 소결 반응이 진행되기 쉬워지기 때문에, 상대적으로 저압 조건, 저온도 영역이라도, 단시간에 소결체의 고밀도화를 도모하는 것이 가능하다.

또한, 만일, W 입자 분말 중에, 산소 등의 불순물 원소가 어느 정도 존재하는 경우라도, 상기의 진공, 혹은 불활성 가스 분위기 중의 열처리에 의해 제거·청정화할 수 있고, W 입자 분말의 순도를 99.9 질량％ 이상으로 높일 수 있다.

또, W 입자 분말의 평균 입경은, 전체적으로 0.25 ∼ 50 ㎛ 의 범위 내인 것이 바람직하지만, 입경 분포 도수의 피크가 하나일 (단봉 피크의 입도 분포를 나타낸다) 필요는 없고, 복수의 입경 분포 도수 피크 (다봉성의 빈도 입도 분포) 를 구비한 W 입자 분말을 사용할 수도 있다. 이 경우, 입경이 큰 입자 간극에 입경이 작은 입자가 비집고 들어가는 것에 의해, 공극을 줄일 수 있기 때문에, 상대적으로 저압 조건, 저온도 영역이라도 소결 반응이 진행되고, 소결체의 고밀도화가 보다 한층 더 도모됨과 함께, 미립 조직이며 이방성이 없는 W 소결체가 얻어진다.

어쨌든, 상기와 같은 조건에서 소결하여, 충분한 소결 시간을 부여함으로써, 고온·고압 하의 W 입자를 소성 변형시키고, 또, 재배열시킴으로써, 고밀도의 W 소결체를 얻을 수 있다.

W 소결체에 대해서는 상기한 바와 같지만, 본원 발명은, W 입자 분말과 함께, 합금 성분으로서 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo 및 Mn 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 합금 성분 입자 분말을 배합한 원료 분말을 사용함으로써, 고밀도이고 또한 미립 조직이며 이방성이 없는 W 합금 소결체를 얻을 수 있다.

여기서, 상기 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo 및 Mn 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 각 성분을 합금 성분으로서 함유하는 W 합금 소결체는, 예를 들어, 저항 용접용 전극 재료, 타깃 재료 등으로서 사용되고 있지만, 어느 경우도, 상기 W 소결체와 마찬가지로, 고밀도이고 또한 미립 조직이며 이방성이 없는 W 합금 소결체가 요구되고 있다.

W 함유량이 적은 W 합금 소결체에 있어서는, 종래의 소결체의 제법, 예를 들어 HIP 등에 의해, 소결체의 고밀도화를 도모하는 것은 가능했지만, W 함유량이 증가하고, 예를 들어, W 함유량이 25 질량％ 이상인 W 합금 소결체에 대해서는, 종래 방법에서는, 고밀도이고 또한 미립 조직이며 이방성이 없는 W 합금 소결체를 얻을 수 없었다.

그러나, 본원 발명에 의하면, W 함유량이 25 질량％ 이상이고, 그 합금 성분으로서 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo 및 Mn 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상이 함유되는 W 합금 소결체에 있어서도, 상기 W 소결체와 마찬가지로, 고밀도이고 또한 미립 조직이며 이방성이 없는 W 합금 소결체를 얻을 수 있다.

본원 발명의 W 합금 소결체는, 상기 W 소결체의 제조에 있어서와 동일한 조건에서 소결을 실시함으로써 제조할 수 있다.

단, 원료 분말인 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo 및 Mn 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 합금 성분 입자 분말은, 소결체의 조직을 미세화한다는 관점에서, 모두 평균 입경 50 ㎛ 이하의 금속 입자 분말을 사용한다.

평균 입경 50 ㎛ 이하의 W 입자 분말과, 평균 입경 50 ㎛ 이하의 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo 및 Mn 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 합금 성분 입자 분말을, 소결체에 있어서의 W 함유량이 25 질량％ 이상이 되도록 배합한 원료 분말을, 혹은, 원료 분말로부터 제작한 압분 성형체를, 가압 소결 장치에 장입하고, 2.55 ㎬ 이상 13 ㎬ 이하의 가압력을 부가한 상태에서, 1200 ℃ 이상 융점 이하의 온도 범위에서 소결함으로써, 고밀도이고 또한 미립 조직이며 이방성이 없는 W 합금 소결체를 제조할 수 있다.

또, 원료 분말로서, 비표면적이 큰 분말 (예를 들어, 평균 입경 0.25 ∼ 4 ㎛) 을 사용하는 경우에는, 이것을 압분 성형체로 하고, 소결에 앞서, 예를 들어, 10^-1 Pa 이하의 진공 분위기 중, 혹은 열처리 용기를 질소 가스나 아르곤 가스 등으로 치환한 분위기 중에서, 도달 온도 450 ∼ 1200 ℃ 에서 30 ∼ 180 분의 열처리를 실시하여, 입자 표면을 청정화하면, 상대적으로 저압 조건, 저온도 영역이라도, 단시간에 소결체의 고밀도화를 도모하는 것이 가능하고, 또, 만일, 입자 분말 중에, 산소 등의 불순물 원소가 어느 정도 존재하는 경우라도, 상기의 진공, 혹은 불활성 가스 분위기 중의 열처리에 의해 제거·청정화할 수 있다.

본원 발명의 W 합금 소결체의 포어율, 평균 결정 입경 및 결정립의 평균 애스펙트비를 정한 이유는, 상기 W 소결체의 경우와 동일하고, 본원 발명의 W 합금 소결체에 있어서도, 특정한 단면이 아니라, 소결체의 임의의 단면에서 측정한 포어율, 평균 결정 입경 및 결정립의 평균 애스펙트비가 모두 규정된 범위 내로서, 소결체 조직에 이방성이 없고, 등방성이 있는 조직을 구비하고 있는 것을 알 수 있다.

도 4 에, 본원 발명의 W 합금 소결체의 조직 사진의 일례를 나타낸다.

도 4 에 나타내는 W 합금 소결체는, W : 50 질량％, Mo : 50 질량％ 로 이루어지는 W-Mo 합금 소결체이고, 5.8 ㎬ 의 가압력을 부가한 상태에서 500 ℃ × 20 분 소결한 것에 의해 제작된 것이다.

도 4 의 W-Mo 합금 소결체에 대하여, 아르키메데스법에 의해 측정한 상대 밀도는 99.32 ％ (비중 : 13.27) 의 고밀도 W-Mo 합금 소결체이고, 또한, 비커스 경도 HV 는 330 으로 고경도를 가지고 있었다.

또한, W : 50 질량％, Mo : 50 질량％ 로 이루어지는 W-Mo 합금 소결체의 이론 밀도는 13.36 (W 의 이론 밀도 : 19.3, Mo 의 이론 밀도 : 10.2) 이다.

도 5 에, 도 4 에 나타낸 본원 발명의 그 밖의 양태인 W-Mo 합금 소결체 (이하, 「본원 발명의 W-Mo 합금 소결체」라고 칭한다) 에 대해 측정 (사용 소프트 : Image J) 한 포어 검출 결과를 나타낸다.

도 5 에 의하면, 본원 발명의 W-Mo 합금 소결체에 대한 포어율은, 검출 한계 이하로서, 포어가 실질적으로 존재하지 않는 것이 확인되었다.

비교를 위해, 종래법 (HIP 법) 에 의해, 본원 발명의 W-Mo 합금 소결체와 동일 조성인 W : 50 질량％, Mo : 50 질량％ 로 이루어지는 W-Mo 합금 소결체를 제작하였다.

또한, HIP 법에 있어서의 제조 조건은, 34.32 ㎫ 의 가압력, 1400 ℃ × 3 시간이다.

도 6 에, 상기 종래법 (HIP 법) 으로 제작한 W-Mo 합금 소결체의 조직 사진의 일례를 나타낸다.

상기 종래법 (HIP 법) 으로 제작된 W-Mo 합금 소결체의 상대 밀도와 비커스 경도 HV 를 측정한 결과, 상대 밀도는 96.33 ％ (비중 : 12.87), 비커스 경도 HV 는 255 이고, 상대 밀도, 경도 모두 본원 발명의 W-Mo 합금 소결체에 비하여 뒤떨어져 있었다.

도 7 에, 도 6 에 나타낸 종래법 (HIP 법) 으로 제작된 W-Mo 합금 소결체에 대해 측정 (사용 소프트 : Image J) 한 포어 검출 결과의 일례를 나타낸다.

도 7 에 의하면, 포어율은 0.659 면적％ 로서, 고밀도화가 충분하지 않은 것은 분명하다.

이하에, 실시예에 의해 본원 발명을 상세하게 설명한다.

실시예 1

원료로서, 표 1 에 나타내는 평균 입경을 갖는 W 입자 분말을 준비하고, 이것을, 동일하게 표 1 에 나타내는 소결 조건에서 가압 소결함으로써, 동일하게 표 1 에 나타내는 본원 발명 W 소결체 (1 ∼ 8) 를 제작하였다.

또한, 본원 발명 W 소결체 (6 ∼ 8) 의 제작에 있어서는, 원료 분말로서, 표 1 에 나타내는 복수의 입경 분포 도수 피크 (다봉성의 빈도 입도 분포) 를 구비한 W 입자 분말을 사용하였다.

또, 본원 발명의 W 소결체 (6 ∼ 8) 에 대해서는, W 입자 분말로부터 압분 성형체를 제작한 후, 소결에 앞서, 10^-1 Pa 의 진공 분위기 중에서 도달 온도 580 ∼ 620 ℃ 에서 30 ∼ 40 min 의 진공 열처리를 실시하였다.

이어서, 이들 소결체에 대하여, 아르키메데스법에 의해 상대 밀도 (비중) 를 측정하였다. 이어서, 이들 소결체에 대하여, 임의의 방향으로 하나의 소결체 단면 X 를 설정하고, 이 설정한 단면 X 에 대해 직교하는 단면 Y, 단면 Z 를 설정하고, 단면 X, Y, Z 에 있어서의 포어율, 평균 결정 입경, 결정립의 평균 애스펙트비를 주사형 전자 현미경 (SEM) 및 전자선 후방 산란 회절 장치 (EBSD) 를 사용한 조직 관찰에 의해 구하고, 추가로, 단면 X, Y, Z 에 있어서의 비커스 경도 HV 를 측정하였다.

또한, 포어율은, SEM 화상의 세로축과 가로축에서, 15 ∼ 30 개 정도의 W 입자를 관찰할 수 있는 것과 같은 배율 (예를 들어, W 입자경이 2 ∼ 4 ㎛ 인 경우에는 3000 배, 또, W 입자경이 10 ∼ 20 ㎛ 인 경우에는 500 배) 에 있어서, Image J 를 사용하여 2 치화하고, 포어와 포어가 아닌 부분을 측정하여, 3 시야 평균에 의해 구하였다.

평균 결정 입경, 평균 애스펙트비는, 상기와 동일한 관찰 배율에 있어서, EBSD 를 사용하여 얻은 입자 정보의 3 시야 평균에 의해 산출하였다.

또, 비커스 경도 HV 는, 하중 1 ㎏ 으로 측정한 값의 5 점 평균으로서 산출하였다.

이들 결과를, 표 2 에 나타낸다.

도 1 에, 본원 발명의 W 소결체 (5) 의 조직의 일례를 나타낸다.

또, 비교를 위해서, 표 3 에 나타내는 평균 입경의 W 입자 분말을 준비하고, 이것을, 동일하게 표 3 에 나타내는 소결 조건에서 소결함으로써, 표 4 에 나타내는 상대 밀도 (비중), 포어율, 평균 결정 입경, 결정립의 평균 애스펙트비, 비커스 경도 HV 를 갖는 비교예 W 소결체 (1 ∼ 5) 를 제작하였다.

이 비교예 W 소결체 (1 ∼ 5) 에 대하여, 실시예 1 과 동일한 방법으로, 상대 밀도 (비중), 포어율, 평균 결정 입경, 결정립의 평균 애스펙트비, 비커스 경도 HV 를 구하였다.

이들 결과를, 표 4 에 나타낸다.

또한 참고를 위해서, 표 3 에 나타내는 평균 입경의 W 입자 분말을 사용하여, 종래의 제조법에 의해 종래예 W 소결체 (1, 2) 를 제작하였다.

또, 종래예 W 소결체 (1, 2) 에 대하여, 상대 밀도 (비중), 포어율, 평균 결정 입경, 결정립의 평균 애스펙트비, 비커스 경도 HV 를 구하였다.

이들 결과를, 표 4 에 나타낸다.

또한, 종래예 W 소결체 (1) 는, 특허문헌 3, 4 에 기재되는 바와 같은 압연 가공을 실시하는 것에 의해 얻어진 W 소결체이고, 또, 종래예 W 소결체 (2) 는, 특허문헌 2 에 기재되는 바와 같은 용해법으로 제작한 W 소결체이다.

도 2 에, 종래예 W 소결체 (1) 의 압연 방향을 따른 면에 있어서의 조직의 일례를 나타내고, 또, 도 3 에, 종래예 W 소결체 (2) 의 조직의 일례를 나타낸다.

또한, 비교예 W 소결체 (1 ∼ 5) 와 종래예 W 소결체 (1, 2) 의 포어율, 평균 결정 입경, 평균 애스펙트비 및 비커스 경도 HV 는, 상기 본원 발명 W 소결체 (1 ∼ 8) 의 경우와 동일한 방법으로 구하였다.

실시예 2

원료로서, 표 5 에 나타내는 평균 입경을 갖는 W 입자 분말 및 동일하게 표 5 에 나타내는 평균 입경을 갖는 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo 및 Mn 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 합금 성분 입자 분말을 준비하고, 이것을, 표 5 에 나타내는 조성이 되도록 배합하여 혼합 원료 분말을 제작하고, 이 혼합 원료 분말을 표 5 에 나타내는 소결 조건에서 가압 소결함으로써, 표 6 에 나타내는 본원 발명 W 합금 소결체 (11 ∼ 20) 를 제작하였다.

또한, 본원 발명 W 합금 소결체 (18 ∼ 20) 에 대해서는, W 입자 분말과 합금 성분 입자 분말의 혼합 원료 분말로부터 압분 성형체를 제작한 후, 소결에 앞서, 10^-1 Pa 의 진공 분위기 중에서 도달 온도 580 ∼ 620 ℃ 에서 30 ∼ 40 min 의 진공 열처리를 실시하였다.

그리고, 실시예 1 과 동일한 방법으로, 본원 발명 W 합금 소결체 (11 ∼ 20) 의 상대 밀도 (비중), 포어율, 평균 결정 입경, 결정립의 평균 애스펙트비 및 비커스 경도 HV 를 구하였다.

이들 결과를, 표 6 에 나타낸다.

또, 도 4 에, 본원 발명 W 합금 소결체 (15) 의 조직의 일례를 나타내고, 도 5 에는, 도 4 에 나타낸 본원 발명의 W 합금 소결체에 대해 측정 (사용 소프트 : Image J) 한 포어 검출 결과의 일례를 나타낸다.

또, 비교를 위해서, 표 7 에 나타내는 평균 입경의 W 입자 분말 및 금속 입자 분말을 준비하고, 이것을, 동일하게 표 7 에 나타내는 소결 조건에서 소결함으로써, 표 8 에 나타내는 상대 밀도 (비중), 포어율, 평균 결정 입경, 결정립의 평균 애스펙트비, 비커스 경도 HV 를 갖는 비교예 W 합금 소결체 (11 ∼ 15) 를 제작하였다.

이 비교예 W 합금 소결체 (11 ∼ 15) 에 대하여, 실시예 1 과 동일한 방법으로, 상대 밀도 (비중), 포어율, 평균 결정 입경, 결정립의 평균 애스펙트비, 비커스 경도 HV 를 구하였다. 이들 결과를, 표 8 에 나타낸다.

또한 참고를 위해서, 표 7 에 나타내는 평균 입경의 W 입자 분말 및 금속 입자 분말을 사용하여, 종래의 제조법에 의해 종래예 W 합금 소결체 (11, 12) 를 제작하고, 상대 밀도 (비중), 포어율, 평균 결정 입경, 결정립의 평균 애스펙트비, 비커스 경도 HV 를 구하였다.

이들 결과를, 표 8 에 나타낸다.

또한, 종래예 W 합금 소결체 (11) 는, 압연 가공을 실시하는 것에 의해 얻어진 W 합금 소결체이고, 또, 종래예 W 합금 소결체 (12) 는, 용해법으로 제작한 W 합금 소결체이다.

또, 도 6 에, 종래예 W 합금 소결체 (11) 의 조직의 일례를 나타내고, 도 7 에는, 도 6 에 나타낸 종래예의 W 합금 소결체에 대해 측정 (사용 소프트 : Image J) 한 포어 검출 결과의 일례를 나타낸다.

표 2, 표 4, 표 6, 표 8 에 나타나는 결과에 의하면, 본원 발명 W 소결체, W 합금 소결체는, 모두, 상대 밀도는 99 ％ 이상의 고밀도이며, 게다가 소결체의 임의의 단면에서 관찰한 포어율이 0.2 면적％ 이하, 평균 결정 입경이 50 ㎛ 이하, 결정립의 평균 애스펙트비가 1 ∼ 2.5 의 미립 조직을 갖고 또한 이방성이 없는 소결체이다.

이에 반해, 비교예 W 소결체, 종래예 W 소결체, 비교예 W 합금 소결체, 종래예 W 합금 소결체는, 상대 밀도, 포어율, 평균 결정 입경 혹은 결정립의 평균 애스펙트비 중 적어도 어느 것이 본원 발명에서 정한 범위를 벗어나는 것으로서, 고밀도이고 또한 이방성이 없는 소결체라고는 할 수 없는 것은 분명하다.

산업상 이용가능성

본원 발명의 W 소결체, W 합금 소결체는, 고밀도이고 또한 이방성이 없는 점에서, 예를 들어, 스퍼터링용의 타깃재, 용접용의 전극재 등의 용도에 바람직하게 사용할 수 있다.

Claims

다결정 텅스텐 소결체에 있어서, 상기 소결체의 상대 밀도는 99 ％ 이상이고, 상기 소결체의 임의의 단면에서 측정한 포어율이 0.2 면적％ 이하, 평균 결정 입경이 50 ㎛ 이하, 결정립의 평균 애스펙트비가 1 ∼ 2.5 인 고밀도이고 또한 미립 조직이며 이방성이 없는 다결정 텅스텐 소결체.
제 1 항에 있어서,
상기 포어율이 0.02 면적％ ∼ 0.19 면적％ 인 다결정 텅스텐 결정체.
제 1 항에 있어서,
상기 포어율이 0.02 면적％ ∼ 0.15 면적％ 인 다결정 텅스텐 결정체.
제 1 항에 있어서,
상기 평균 결정 입경이 0.8 ㎛ ∼ 33.4 ㎛ 인 다결정 텅스텐 결정체.
제 1 항에 있어서,
상기 평균 결정 입경이 0.8 ㎛ ∼ 18.3 ㎛ 인 다결정 텅스텐 결정체.
제 1 항에 있어서,
상기 평균 애스펙트비가 1.0 ∼ 2.2 인 다결정 텅스텐 결정체.
제 1 항에 있어서,
상기 평균 애스펙트비가 1.0 ∼ 1.4 인 다결정 텅스텐 결정체.
텅스텐을 25 질량％ 이상 함유하는 다결정 텅스텐기 합금 소결체에 있어서, 그 텅스텐기 합금은, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo 및 Mn 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 합금 성분을 함유하는 텅스텐기 합금으로서, 상기 소결체의 상대 밀도는 99 ％ 이상이고, 상기 소결체의 임의의 단면에서 측정한 포어율이 0.2 면적％ 이하, 평균 결정 입경이 50 ㎛ 이하, 결정립의 평균 애스펙트비가 1 ∼ 2.5 인 고밀도이고 또한 미립 조직이며 이방성이 없는 다결정 텅스텐기 합금 소결체.
제 8 항에 있어서,
상기 포어율이 0.02 면적％ ∼ 0.19 면적％ 인 다결정 텅스텐기 합금 소결체.
제 8 항에 있어서,
상기 포어율이 0.02 면적％ ∼ 0.15 면적％ 인 다결정 텅스텐기 합금 소결체.
제 8 항에 있어서,
상기 평균 결정 입경이 0.8 ㎛ ∼ 33.4 ㎛ 인 다결정 텅스텐기 합금 소결체.
제 8 항에 있어서,
상기 평균 결정 입경이 0.8 ㎛ ∼ 18.3 ㎛ 인 다결정 텅스텐기 합금 소결체.
제 8 항에 있어서,
상기 평균 애스펙트비가 1.0 ∼ 2.2 인 다결정 텅스텐기 합금 소결체.
제 8 항에 있어서,
상기 평균 애스펙트비가 1.0 ∼ 1.4 인 다결정 텅스텐기 합금 소결체.
평균 입경 50 ㎛ 이하의 텅스텐 입자로 이루어지는 원료 분말, 혹은, 평균 입경 50 ㎛ 이하의 텅스텐 입자 분말과 평균 입경 50 ㎛ 이하의 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo 및 Mn 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 합금 성분 입자 분말을 배합한 원료 분말 혹은 그 압분 성형체를, 가압 소결 장치에 장입하고, 그 원료 분말 혹은 그 압분 성형체에 2.55 ㎬ 이상 13 ㎬ 이하의 가압력을 부가한 상태에서, 1200 ℃ 이상 융점 이하의 온도 범위에서 소결하는 것을 특징으로 하는 고밀도이고 또한 미립 조직이며 이방성이 없는 다결정 텅스텐 소결체 혹은 다결정 텅스텐기 합금 소결체의 제조 방법.