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High Melting Point Material / 고융점 소재
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Tungsten / 텅스텐
주요성질
백색 또는 회백색의 백금 비슷한 금속으로 α형과 β형의 두 가지가 있는데, 모두 등축정계(等軸晶系)에 속한다. α형은 공기 중에서 안정하지만, β형은 불안정하여 자연발화한다.
시중 판매품의 순도는 99.75∼99.99%이다. 습한 공기 중에서는 산화된다. 상온의 물과는 반응하지 않지만, 고온에서는 산화물이 된다.
묽은 황산이나 묽은 염산과 가온(加溫)하면 약간 침식당한다.
진한 질산과는 뜨거울 때 잘 녹고, 왕수(王水)와는 반응한다. 알칼리융해로도 잘 녹는다.
적용분야
주로 텅스텐강, 고속도강 등의 합금을 제조하는 데에 사용되며, 순수한 텅스텐은 백열전구나 진공관의 필라멘트, 용접용 전극, 전기 접점 등과 같은 전기 분야에서 사용된다.
또한 탄화물은 대단히 단단하여 기계 공구에 적용.
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Molybdenum / 몰리브덴
주요성질
환원시켜 만든 것은 회색 분말이고 소결(燒結) 또는 융해한 것은 광택을 가진 은백색 금속이다. 전성·연성이 있고 주조·압연도 가능하다.
텅스텐과 함께 녹는점이 높은 금속으로 알려져 있으며, 고온에서는 증기압이 낮아 탄소에 가깝고 단조가 가능하다. 극저온에서 상온·고온에 이르기까지 기계적으로 매우 강하다.
전기전도도는 은의 34%이며, 고온에서 산소·염소·브로민·탄소·규소·아이오딘 등과 화합한다.
적용분야
극고온에서 잘 견디는 성질 때문에 항공기 재료, 전기 접점, 산업용 모터, 필라멘트 등의 제조에 많이 사용된다. 내부식력이 강해서 합금으로도 많이 사용되는데,스테인리스강, 공구강, 주철 등에 사용된다. 더 낮은 밀도와 더 안정된 가격 때문에 텅스텐을 대신하여 쓰이고 있다. 다른 금속을 방염 코팅하는 데에도 사용된다.
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Tantalum / 탄탈륨
주요성질
백금에 유사한 금속이다. 산에 대한 내식성이 아주 크고(플루오르화수소나 왕수에는 녹지 않는다), 귀금속의 일종으로 화학 기호는 Ta, 비중 16.6, 녹는점 2850℃, 극히 연성이 풍부하고, 아주 가는 철사로 할 수 있다. 인장강도 92㎏/㎟이다. 단, 고온에 가열하면 가스를 흡수해서 취약하게 된 성질이 있다. Ta선은 1700℃로 백열등에 쓸 수 있으므로 W램프보다도 온도가 올라가지 않는다.
또 백금보다도 싸므로, 화학기구, 외과용구 등으로 쓰는 것이 있다. 또 이 금속은 교류 전류의 중에서 한쪽만을 통하는 성질이 있으므로 정류기로 할 수가 있다.
시판한 것의 순도는 보통 99.8% 정도이다.탄화탄탈(TaC)은 아주 단단하고, 그 녹는점은 3875℃이다.
적용분야
전구의 코일선, 도가니, 전극(電極), 내열강(耐熱鋼)의 첨가물 등에 사용된다.
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Boron Nitride / 보론나이트
주요성질
B/N 원료는 붕산 및 요소의 혼합물을 질소가스 중에서 가열 합성하여 얻은 거친 보론나이트라이드에 탄소를 넣고 질소가스 중에서 열처리하여 얻은 육방정의 질화붕소이다.
이 원료를 건조한 것은 정량할 때 보론나이트라이드(BN ： 24.82) 95.0% 이상을 함유한다.BN은 고온 안정성에 융점을 가지지 않고(약3000 에서 승화, 내화성 분위기화로 2000 이상의 고온에서도 사용이 가능하다.다공질의 재료 이며 저 비열재 이여서 열 충격 저항이 뛰어나다. 약1500 정도의 급열, 급랭에 의해서도 갈라짐이 발생하지 않는다.
적용분야
방열부재,고온 절연 재료(인슐레이터),내화물 금속 내식 부재(용해 도가니), 접동 부재, 붕소 불순물,이 화학 부재 , 그외
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TZM / 티지엠
주요성질
Mo의 고온강도는 소량의 C의 첨가로서 높아지지만 단조성의 면에서는 좋지 않다. 그래서 Ti, Zr 등 강력한 탄화물 생성원소를 병용하여 이들의 안정한 탄화물을 소지 조직 중에 분산시켜 단조를 가능하게 하고, 강도의 향상 역할을 한다. TZM 합금은 고융점 합금중에서 가장 실용화되어 있으며, 소량의 합금원소에서 아주 강력하게 되고, 실온에서 연성이다. 이것보다도 적은 합금원소 농도를 높인 TZC는 강도가 다시 향상하므로 연성이 저하하고, 25% W을 고용강화한 WZM 합금은 다시 취약하게 된다. 0℃ 이하에서 연성이 있는 Mo 기합금은 Mo-50% Re 합금 뿐이다.
TZM 합금(1.7at% Nb, 1.2at% Ti, 0.3at% Zr, 0.5at% C, 나머지 Mo)은 1315℃에서 10-7-sec-1의 크리프 강도가, TZM 합금의 14㎏f/㎟에 대하여 27㎏f/㎟도 있다.
Mo에 HfC의 석출강화를 이용하여 Hf를 약간 과잉으로 하면 천이온도가 낮은 합금이 얻어지며, 상기 크리프 강도가 Mo-HC 합금(0.6at% Hf, 0.5at% C)에서는 26㎏f/㎟, Mo-RHC 합금(2at% Re, 0.7at% Hf, 0.5at% C)에서는 29㎏f/㎟에 달한다.
적용분야
극고온에서 잘 견디는 성질 때문에 항공기 재료, 전기 접점, 산업용 모터, 필라멘트 등의 제조에 많이 사용된다. 내부식력이 강해서 합금으로도 많이 사용되는데, 스테인리스강, 공구강, 주철 등에 사용된다. 더 낮은 밀도와 더 안정된 가격 때문에 텅스텐을 대신하여 쓰이고 있다.
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Rhenium / 레늄
주요성질
은백색으로 단단하고 비중이 크며, 녹는점도 높다. 고온과 마모에 강하지만 산출량이 적어서 비싸다. 공기 중에서는 녹슬지 않고 안전하나 100℃ 이상으로 가열하면 산화되며 가루는 발화성을 띤다.
질산과 황산에 잘 녹으며, 할로젠·황 등과 반응하고 산화력이 있는 산에는 서서히 녹는다. 분말은 질산·과산화수소·염소수(鹽素水) 등에 의해 쉽게 산화된다.
화학적 성질은 몰리브데넘·텅스텐과 비슷하고, 특히 테크네튬과 흡사하다.
적용분야
값이 비싸고 산출량이 적어 일반적으로 사용되지 않으나, 열전자 방출이 크기 때문에 전자관의 재료로 사용된다. 백금의 첨가제·아세틸렌의 수소 첨가·일산화탄소와 수소의 화합 등과 같은 각종 분해 반응의 촉매로 쓰인다. 레늄 금속과 레늄의 합금들은 만년필 펜촉, 고온 열전기쌍(백금과 함께), 전기접점, 기계 지지점(支持點), 전기부품 등으로 국한되어 쓰인다.
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