タングステンのリサイクル
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- カテゴリ: タングステン知識
- 2015年8月18日(火曜)18:10に公開
- 参照数: 1223
タングステンは硬度、融点、密度が非常に高く、超硬工具をはじめとした様々な産業分野で利用されている。一方で、資源的には比較的希少なうえ偏在性も高く、リサイクルの必要性が高い金属の一つであるが、国内でのリサイクル率は依然として低い水準に留まっており、早急な改善が必要である。
このような背景から、日本のあるグループでは超硬工具を主なターゲットとしたタングステンの新規なリサイクルプロセスを検討している。
また、従来法および住友電工グループが最近開発したプロセスのフローも比較のために併記した。いずれのプロセスでも、まずは廃超硬工具に含まれるタングステン成分を酸化・溶解してタングステン酸ナトリウムのアルカリ水溶液を得る。
さらに各種湿式処理によりAPT (パラタングステン酸アンモニウム) や酸化タングステンを経て、タングステンやタングステンカーバイド粉として再生する。
ここでのポイントはタングステンカーバイドの溶解方法であり、従来法では焙焼によりタングステンを酸化タングステンとし、これをアルカリで浸出する。ただ、焙焼の際に表面付近しか酸化できないため、焙焼と浸出を繰り返し行う必要があるなどの問題点も多い。
住友電工グループのプロセスでは、溶融硝酸ナトリウムと廃超硬工具を直接反応させ、タングステン成分を酸化溶解している。反応速度が高いため従来法よりも簡便で高速な処理が可能だが、比較的高度な反応制御や反応により生じる NOx の処理設備が必要となる。
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オモリの種類
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- カテゴリ: タングステン知識
- 2015年8月18日(火曜)18:07に公開
- 参照数: 849
オモリには、多様な形状・種類がある。
仕掛けへの装着方法による分類
ラインをはさみこみ固定するタイプ
割ビシ、ガン玉、アユ玉、スプリットショットなど
細ラインの場合は、はさむタイプのオモリにティッシュペーパーをはさみ、ラインに傷がつかないようにすることがある。
ラインを中に通し、オモリが遊動するタイプ
中通しオモリ、バレットシンカーなど
中通しオモリなどはゴム管でショックを吸収させることがある。
天秤や捨て糸などの先に取り付けるタイプ
ナス型オモリ、小田原型オモリなど
その他
板オモリ(固定、遊動いずれにも使える)
ジグヘッド(フックとシンカーが一体となったもの)
海草天秤、ジェット天秤、デルナー天秤など(天秤とオモリが一体となったもの)
釣りの種類による分類
汎用
割ビシ、ガン玉、板オモリなど
ヘラブナ釣り
板オモリ
アユの友釣り
アユ玉
投げ釣り
海草天秤、ジェット天秤、デルナー天秤、中通しオモリ、小田原型オモリ、ナス型オモリなど
サビキ釣り、ワカサギ釣りなど
ナス型オモリ、太鼓型オモリなど
ルアーフィッシング
スプリットショット、バレットシンカー、ジグヘッドなど
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オモリの材質
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- カテゴリ: タングステン知識
- 2015年8月18日(火曜)17:55に公開
- 参照数: 944
一般的には、安価で比重の大きな鉛が使われる。遠投を目的とする場合は、鉛よりさらに比重の大きいタングステン製のオモリが使われることがある。ただし、タングステンのオモリは鉛製のオモリに比べると高価なため、あまり使用されない。鉛は害があるため人体への影響や水質の悪化などが懸念されている。このため、最近では、害の少ない亜鉛製や鉄製のエコオモリもできていて、鉛以外の金属で作るようにしているメーカーもある。また、鉛より軽い金属で出来たオモリでも、形を工夫すれば鉛以上の効果を発揮できる。エコオモリが増えてきている。
タングステン合金オモリの利点:体積は小さくて、密度は大きくて、無害、抗風性が強い、環境に優しく。
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オモリとは何?
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- 2015年8月18日(火曜)17:47に公開
- 参照数: 894
オモリとは、ライン(釣り糸)に付けて、仕掛けを目的の水深や場所に投入するための道具。ウキ釣りでは、ウキがうまく立つように浮力を調整したり、投げ釣りでは仕掛けを遠くに飛ばすために使用される。ハリス(鉤素)にオモリを使うことはあまりない。フライフィッシングでは、オモリではなくシンカーを使うが、ガン玉や割ビシなどで、代用することが出来る。
オモリが小さいから1 / 32ozに淺水、小さく使える釣トビウオ。あるいは大十数オンスを深海釣り。オモリのシンカーがさまざまな形であるが、オモリの材料選択は環境に大きいな影響がある。タングステンで作られたオモリ、それはシンカーとして最高の素材だ。タングステン合金の体積は小さくて、重い、そして環境にも優しく。
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タングステンコイルの表面処理について
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- 2015年8月18日(火曜)16:07に公開
- 参照数: 1067
フィラメントコイルはこのまま使う場合もありますが、ランプに組み込む前に洗浄処理して不純物や酸化を除きます。最終的には水素中で還元熱処理を行います。
まずタングステンコイルは10%NaOH水溶液で10分間程度の煮沸するのが一般的です。表面のエッチングが必要な場合などは5%HF(フッ化水素酸)処理とかアルカリ性フェリシアン化カリウム水溶液で表面の腐食処理で浄化します。終了すれば、薬液を完全洗浄します。
その後、コイルフィラメントに支持具(アンカーとかサポータと呼ぶ)を付けたり、モリブデン箔や外部リード棒を溶接します。
その後もう一度Naoh処理を入れるか、又はそのまま水素雰囲気炉(1000℃)に入れ、酸化物を還元します。水素はドライ水素を使う場合とウェット水素を使う場合があります。ウェット水素は炭素を除去する能力があります。
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タングステンの結晶構造
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- 2015年8月18日(火曜)16:05に公開
- 参照数: 1637
タングステンのドーピングにより混入されたカリウム等の微量元素は良好なタングステンの結晶構造(からみあった長大結晶)を作ると共に結晶粒界に集まり、微小な気泡を形成します。これは結晶粒界の滑りを防止し、フィラメントの高温クリープを抑えます。
しかしこのドープによる気泡は長時間経過すると次第に集合し、大きな気泡をフィラメント内部に形成するようになります。これはランプ寿命を制限する要素になりまが、ハロゲンランプの封入ガスは高圧なのでこの気泡(ドープ孔)の成長拡大を抑制します。この点でも高圧の封入ガスはランプの長寿命化に貢献していると考えられています。
なお、この気泡の中の不純物はそのうちランプ封入ガス中に火山の様に噴出しますので、封入ガスのハロゲンバランスが崩れ、黒化などの原因になり得ます(カリウムなどのアルカリ金属はハロゲンと強固に結合し、ハロゲンサイクルを阻害する)。点灯開始して数百時間経過後に発生する黒化はこれが原因の一つに上げられます。
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タングステン線
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- 2015年8月18日(火曜)16:01に公開
- 参照数: 926
タングステン線が2次再結晶してできる結晶の形で耐高温クリープ性が大きく異なります。一般的には線の方向にからみあった長大な結晶ができるものが良いとされています。この様な結晶を作る上で重要なのはタングステンの製造工程で微量のカリウムその他を添加することです(ドーピング)。ハロゲンランプ用のタングステン線はほぼ例外なくドーピングされたタングステン線です。この線材を使うと共に前記した2次再結晶のさせ方に注意して製造するとフィラメント変形の少ない優秀なハロゲンランプが作れます。
ただしドーピング量が多くなると2次再結晶開始温度が高くなる傾向があります。過大にドーピングされてしまったタングステン線は2200℃といった高温でも2次再結晶が完全には終了せず、ランプになって点灯すると変形を始めるものもあります。このように性能,品質を安定させるにはドーピングの質,量共に重要です。
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高融点金属タングステンの活用
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- 2015年8月18日(火曜)15:59に公開
- 参照数: 974
タングステンは希少金属の1つに数えられています。金属としては比較的大きな電気抗体を持つということから電球のフィラメントとして活用されています。現在ではLEDの普及もあり、利用される頻度は減少している傾向にあります。
タングステンは釣り具のシンカーの代わりとしても注目されていましたがコストの問題から実際に普及しているとは言えない現状になっています。タングステンを活用することが出来る範囲というものは限られています。
ただ軍事的にも砲弾として利用されるなど限られてるい範囲ではあるもののかなり重要な金属であるということは確実です。希少金属ということもあり、コストがかかるということが普及していない大きな要因として考えられています。コストが高いからこそ他の類似性がある物質などに変えられているということがとても増えています。
こうした希少性が高いという部分は商業利用する時にとても大きな問題になっていくことになります。実際に利用する上では、大きなポイントです。タングステンのような物質は戦車の装甲などにも活用されている通り現代の様々な分野で不可欠なものになっています。
とても重要な素材になっているということもあり、いかにしてコストを下げていくのかということはとても大事な部分です。あまり関係ないと思われているこうした素材などは、多くのことに活用されているということを知ることが出来ます。電子顕微鏡などにも利用されているなど基礎研究の分野でもかなり役立っています。
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なぜシンカーは「高比重」がいい?
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- 2015年8月18日(火曜)15:56に公開
- 参照数: 939
シンカーは硬ければ硬いほどよいわけです。「硬い=感度が高い」わけですから。シンカーの硬度に関してはもうひとつ理由があります。 シンカーが硬ければ岩などに挟まったりした時など、外そうとして引っ張ったりしても、 喰い込まずに弾かれるわけです。 つまり鉛では柔らかいがために、喰い込んで取れなくなってしまうような 根掛かりでも、タングステンやブラスの場合は外れる可能性があるわけです。
そうなるとブラスかタングステンかってことになるわけですが、ここでもうひとつあるのが大きさです。 さっきも言ったように、岩に挟まった場合なんかは、大きいよりも小さいほうが当然すり抜けるわけで、 ブラスの場合は同じ重さを比較するとびっくりするほど大きなサイズになってしまうので、 軍配は誰が考えてもタングステンにあがるわけです。 タングステンシンカーは一度使えば大抵の人はその良さが判るアイテムのひとつで、これを使っちゃうと他のシンカーは使えなくなることは間違いないと思います。
タングステンシンカーの唯一の欠点は、コストパフォーマンス。根掛かりは友達さ!と言いたくなるほどハイリスクな釣りだけに、 シンカーの消耗が激しいのもまた事実。 出始めの頃に比べてだいぶ高くなってしまった価格はなんとかならんもんか、とも思うけど、 こればかりは譲れないのが現状。 一度使うと前には戻れないのが、タングステンですね。
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タングステンの高温クリープ
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- カテゴリ: タングステン知識
- 2015年8月18日(火曜)15:56に公開
- 参照数: 1124
タングステンの高温クリープとは、高温で時間経過と共に加重方向にゆっくりと変形していく現象。主に結晶粒界の滑りに起因し、粘弾性変形とも言われる。フィラメント点灯中は非常な高温なので、フィラメントには高温クリープ現象が起こり、時間と共に自重で垂れ下がっていきます(業界用語はサグ)。この現象は問題になる品種とそうでもない品種があります。フィラメントの支持具間電圧でほぼ決まり、この電圧が20v以下であれば、ほとんど問題ありません。これが50v程度になると問題が出始め、100v前後では大問題になります。それ以上の電圧では、ほとんどランプは作れません。
耐高温クリープ性に問題があり、変形が大きくなっていくとコイルのピッチ間ショートでフィラメントが断線したり、石英バルブに接近しすぎて石英バルブが変形したり、ハロゲンサイクル異常で黒化したりといった各種トラブルを起こします。そのためにも2次再結晶のさせ方は重要です。
この耐高温クリープ性の良いフィラメントを作る熱処理方法を一般化して言えば、2次再結晶開始温度付近で10秒間程度保持し、その後2次再結晶開始温度+300℃程度まで上昇させて1秒間以上保持し、完全に2次再結晶を終了させて終了する方法です。
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