タングステンの単結晶化は融液を凝固して単結晶を得る溶融法と、融点以下の温度で粗大結晶を得る再結晶法があります。帯域溶融法では電子ビームを熱源としてタングステン棒の一端を溶融し、熱源を移動して溶融域を順次凝固させ、全体を単結晶化します。

この方法は単結晶化と同時に高純度化がはかれる利点があります。再結晶法には、タングステン棒の一端を再結晶温度以上に加熱しながら熱源を移動し、棒に急激な温度勾配を付けて再結晶粒を成長させる方法と、微量の酸化物を添加したタングステンに加工ひずみを与え、再結晶温度以上の高温に加熱して結晶粒の異常成長を起こす方法があります。再結晶法は比較的簡単に単結晶が得られる利点があります。

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タングステンの単結晶は粒界強度が弱く、低温で粒界破壊を起こしやすい。粒界のない単結晶にすると低温脆性が改善される。一般に単結晶の延性-脆性遷移温度は室温以下となるが、表面に欠陥があると延性-脆性遷移温度は高くなる。単結晶の棒を常温で引っ張ると特定の結晶面で辷って変形し，くさび形のネッキングが観察される。

通常、単結晶は高温に加熱しても再結晶することはないが、切断などの加工を施した物を加熱すると加工面に微細な再結晶粒ができるので注意を要する。タングステン単結晶は高温構造材や反応るつぼ、あるいは反射鏡などへの利用が検討されている。単結晶の製造方法には帯域加熱（ゾーンメルト）法と再結晶法がある。

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タングステンの結晶粒成長は冷間で塑性加工したタングステンを焼鈍すると、ひずみの回復とともに繊維組織の中にサブグレインが形づくられ、さらに高温ではひずみのない再結晶粒が形成する。初期に形成された再結晶の核は周囲の結晶を蚕食して成長し、粗大結晶となる。結晶成長の駆動力は粒界エネルギーである。純タングステンの再結晶粒が等軸品となるのに対し、ドーブタングステンの再結晶粒は加工方向に長く伸びた長大結晶となる。

また、結晶粒成長を抑制するのため、高温で安定な酸化トリウムや微量のカリウムを添加する。タングステンに細かく分散したThO2は粒界の移動を阻止し、粒成長を抑制して再結晶粒を小さくする。またがカリウムは高温で微細なバブルの列を形成し、粒の線径方向への成長を抑制して加工方向へ長く伸びた長大結晶を形成する。トリウムあるいはカリウムを添加したタングステンの二次再結晶温度は2,000K以上と高くなる。

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タングステンは高温で再結晶して粒が粗大化するから、一定の組織的欠陥が存在する。ドープ剤を含まない純タングステンの二次再結晶粒は比較的丸く、滑らかな粒界をもつ。タングステンは粒界強度が弱く、このような粒界は容易に破断する。一方強加工されたタングステンは繊維組織をもつが、残留応力の蓄積により、組織に沿ったクラックを誘発しやすい。また、固溶しない不純物の凝集は応力集中の場となり、破壊の超点となる。

そして、バインダとして1％程度の高級アルコールを添加し、転動造粒や押出し造粒が行われる。通常の成形では造粒粉を用いることは少ない。圧力分布の不均一になりやすい大形成形品、あるいは小形複雑形状品の成形に用いられることが要求される溶射粉などには低温で仮焼結した造粒粉が用いられる。単に圧縮性改善の目的には、圧力100～200MPaでプレスした成形体を粗粉砕（砕解）して分級するなどの方法も行われる。

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タングステンの組織制御とは、冷間加工後のタングステンが、加工方向に長く伸び、複雑にからまりあった繊維組織をもつ。加工度が大きくなるほど繊維組織は細く長く発達する。繊維組織をもつタングステンを焼鈍すると高温で粗大な再結晶組織をつくり脆化する。

また、タングステンの組織制御は純タングステンの二次再結晶組織は比較的丸い形状をしており、粒界破断を超こしやすい。酸化トリウムのように高温で安定な酸化物を添加すると再結晶粒の成長が押さえられ、微細な組織が得られる。また微量のカリウムを添加したドーブタングステンは、加工方向に伸びた長大再結晶組織をつくり、強度が高くなる。ドーブタングステンの再結晶粒は加工度が大きいほど、また加熱速度の遅いほど長大になる。

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タングステンの集合組織がタングステンの焼結体が比較的丸い結晶粒組織をもち、特定の配向は取らない。冷間加工により加工方向に長く伸びた繊維組織となります。休心立方のタングステン結晶はおよびに辷り（すべり）面をもち、辷り方向がとなって、線引き材料の集合組織は線の軸方向がとなります。

また圧延材料でも圧延方向がとなり、圧延面に平行な面がとなります。これは純タングステンもドーブタングステンも変わらない。加熱により1,300K付近から再結晶が始まります。比較的低い温度の加熱では，再結晶後も加工集合組織が残ります。高温で二次再結晶して新しい集合組織を形成するが、その方位は加工履歴や熱処理条件あるいは添加物の有無により異なります。

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タングステンの組織の焼結体は比較的丸い結晶粒の集まりからなり、粒界に焼結孔が見られる。冷間加工により結晶は押しつぶされて加工方向に長く伸び、加工が進むに従い複雑にからまりあった繊維組織となる。

繊維組織をもつタングステンを加熱すると1,300K付近から繊維の幅が広がり、繊維組織の中にサブグレインが形成される。さらに加熱するとひずみの回復とともに一次再結晶が始まるが、繊維組織は残る。より高温で繊維組織がこわされ、粗大な二次再結晶組織が形成される。ドープ剤を含まない純タングステンの二次再結晶粒は丸い石垣状となり、しばしば異常成長した粗大結晶が観察される。ドーブタングステンの再結晶粒は加工方向に伸びた長大組織となる。

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タングステン原料の精錬にはWO3が65％以上の鉄マンガン重石または灰重石を用いる。粉砕・焙焼したのち湿式で精錬する。鉄マンガン重石はアルカリで分解してタングステン酸ナトリウムとし、次いでカルシウム塩を添加してタングステン酸カルシウムの沈殿とする。さらに塩酸で分解してタングステン酸とし、アンモニア水に溶解してタングステン酸アンモニウムとする。

そして、溶液を蒸発または中和してパラタングステン酸アンモニウム（APT）の結晶が得られる。APTを加熱分解して酸化タングステンとする。酸化タングステンの純度は通常99・95％以上である。灰重石は塩酸で分解し、同様な工程を経て酸化タングステンとする。ほかに溶媒抽出法やイオン交換法も行われる。

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タングステン原料の混合粉砕は採掘した鉱石をクラツシャーやミルを用いて租粉砕し、比重選鉱・静電選鉱あるいは浮遊選鉱により、WO3が65％以上、一般には70％以上の精鉱とします。精鉱は数mmあるいはそれ以下の大きさの砂状で精錬業者に供給されます。精鉱は精錬前に粉砕機で再度200メッシュ以下まで粉砕します。

粉砕には銅製のロツドを入れた振動ミルや回転式のボールミルが用いられます。タングステン鉱石は比較的粉砕されやすく、むしろ過粉砕に注意する必要があります。過粉砕は精製工程で残渣の沈降を遅くして作業性を悪くします。粉砕鉱石をスクリーンにかけ、微粒は再度粉砕機に戻されます。微粒はホッパーに貯蔵し、精錬工程に送ります。

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タングステンの原料は工業的に重要な鉱石は灰重石（シーライト、CaWO4）と鉄マンガン重石（ウォールフラマイト、（（Fe、Mn）WO4）である。原料の灰重石は比重が約6で灰色、鉄マンガン重石は比重7．2～7．5で黒褐色を呈する。全世界の埋蔵量は250～300万トン（W純分）と見られる。我が国は最大の生産国、世界の大半を占める。鉱石は日本にも産するが現在は採掘されていない。粗鉱の品位はWO31％程度で、選鉱によりWO365％以上にする。通常WO370％以上で取引される。精鉱の主な不純物はモリブデン・スズ・ヒ素・カルシウムなどである。わが国の鉱石輸入量は年間約500トン（W純分約300トン）程度であるが、中間製品のパラタングステン酸アンモニウム（APT）を年間約6,000トン（W純分約4,200トン）消費している。

日本の主たる鉱石の輸入先は中国ならびにポルトガルで、またAPTもそのほとんどを中国から輸入している。その他、タングステン炭化物や金属粉を中国・韓国・ヨーロッパ・カナダなどからおよそ1,500トン輸入している。タングステン原料としてスクラップの利用率は生産量の20％程度と見られる。

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