オモリの材質

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?

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

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

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

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。

タングステン

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高融点金属タングステンの活用

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?

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

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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タングステンコイルの成形

成形されたタングステンコイルは、細かい結晶の集合(多結晶構造)です。これが2000℃前後の温度になると細かい結晶が融合していき、一気に(1秒間程度)数万倍に成長して大きな結晶となります。この過程(2次再結晶)が起こっている間は非常に流動的となり、タングステンコイルに自重も含めて少しでも力が加わっていると、その方向に大きく変形します。2次再結晶が終了すればコイルは硬く脆くなり、高温強度も比較的高くなります。

つまり2次再結晶が終了するまでの1秒間程度は極めて流動的で変形しやすいので、この間、変形しないように何らかの方法で支えておく必要があります。その方法が前記したような方法です。

またこの2次再結晶のさせ方にも注意しなくてはなりません。同じタングステン材料でも急激に2次再結晶させたものとゆっくり2次再結晶させたものでは、再結晶後の結晶構造が異なります。ゆっくり2次再結晶させたものは結晶粒が長大になり、耐高温クリープ性が良好です。

 

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タングステンの熱処理

タングステンは極めて融点が高く、しかも溶融して作ったタングステン塊は硬く脆いので加工が困難です。

そのため、タングステン線材は粉末冶金という方法で作られます。これはタングステンの粉末を固めて熱処理したもので、セラミックなどの製造方法に似ています。

この方法で作られたタングステンは細かい結晶の集積であり、この結晶間が滑ることにより比較的柔軟性があり、コイル巻きなどの加工もできます。

ただし、やはり脆いので、加工時には400℃~700℃に加熱しながら行う方が良い。間接加熱ならば当社の熱風ヒーターABHシリーズなどが適します。またコイリングマシンにはタングステン線に通電加熱しながら巻く機能が付いているのが普通であり、これを利用すれば安全にコイリングできる。加熱無しで巻くと切れやすいし、切れないまでもクラックを内在している場合があり、ランプ品質的にはこの方が問題です。

 

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