열은 텅스텐에 영향을 미치지만 고온 응용 분야에 고유한 가치를 부여하는 방식으로 영향을 미칩니다.
텅스텐은 녹는점이 매우 높기 때문에 다른 소재가 실패하는 온도에서도 구조적 무결성과 기능을 유지할 수 있습니다.
이러한 특성은 진공 전자 장치(VED), 금속 사출 성형(MIM) 용광로, 용접 전극과 같은 응용 분야에서 매우 중요합니다.
1. 높은 융점 및 내열성
텅스텐의 녹는점은 약 3422°C(6192°F)로 모든 금속 중에서 가장 높습니다.
이러한 극한의 내열성 덕분에 텅스텐은 이동파관(TWT), 마그네트론, 클라이스트론과 같은 진공 전자 장치에 없어서는 안 될 필수 요소입니다.
이러한 장치에는 높은 전력 밀도와 주파수를 견딜 수 있는 소재가 필요한데, 텅스텐은 녹거나 성능이 저하되지 않고 견딜 수 있습니다.
이러한 특성 덕분에 텅스텐은 위성 통신에서 항공 교통 관제 시스템에 이르기까지 다양한 고온 응용 분야에 필수적입니다.
2. 낮은 증기압
고온에서 텅스텐은 낮은 증기압을 나타내며, 이는 수소 분위기에서 작동하는 MIM 용광로에서 유용합니다.
이러한 환경 덕분에 텅스텐이 산소, 탄소, 습기 또는 기타 오염 물질을 방출하지 않고도 용광로가 매우 높은 온도에 도달할 수 있습니다.
이러한 특성은 텅스텐이 안정적으로 유지되고 용광로에서 불순물이 발생하지 않도록 하며, 이는 가공되는 재료의 무결성을 유지하는 데 매우 중요합니다.
3. 모양 유지
텅스텐은 고온에서도 모양을 유지하므로 용접 전극에 이상적인 소재입니다.
텅스텐 분말을 다양한 모양으로 압축한 다음 2000~2500°C의 온도에서 소결하여 가공합니다.
이 과정을 통해 완제품의 밀도와 강도가 높아져 강한 열에도 구조적으로 견고하게 유지됩니다.
4. 열과 제작에 대한 도전 과제
텅스텐의 내열성은 상당한 장점이지만, 동시에 도전 과제이기도 합니다.
순수 텅스텐은 가공이 어렵고 저온에서 부서지기 쉽습니다.
텅스텐의 연성-취성 전이 온도는 일반적으로 실온보다 높기 때문에 일반적인 제조 환경에서 작업하기 어렵고 부서지기 쉽습니다.
그러나 텅스텐 와이어는 제조 과정에서 열을 가하면 성형성이 향상되는 이점이 있습니다.
5. 산화 및 취성
텅스텐은 고온의 공기 중에서 약 500°C에서 시작하여 1200°C 이상에서 더 빠르게 산화됩니다.
이러한 산화는 재료의 취성 및 파괴로 이어질 수 있으므로 용접 및 고온 적용 시 보호 가스 분위기 또는 환원 분위기를 사용해야 합니다.
요약하면, 열은 주로 텅스텐의 높은 융점과 낮은 증기압으로 인해 고온 응용 분야에서 유용성을 향상시켜 텅스텐에 영향을 미칩니다.
그러나 저온에서의 취성 및 산화 취약성과 같은 문제도 발생하므로 제조 및 사용 시 신중한 취급과 통제된 환경이 필요합니다.
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