タングステン酸化物の種類と還元

詳細: カテゴリ: タングステン知識; 2015年6月16日（火曜）17:58に公開; 参照数: 1618

タングステン酸化物（tungsten oxide）

最も安定な酸化物は六価の三酸化タングステン（WO3）で、金属を酸化すると最終的にWO3が得られる。工業的にはパラタングステン酸アンモニウム（APT）またはタングステン酸を大気中900～1,000Kで加熱分解してつくられる。黄色の粉末で、密度は7．16Mg／m3、融点は1,746Kである。空気中で加熱すると、1100K以上で昇華が始まり、1,400K以上で激しく昇華して、WO3の白煙を出す。水蒸気の存在で揮発性が増す。水酸化アルカリに可溶、アンモニア水には不溶。酸には不溶けど、フッ酸には可溶。空気中では比較的安定であるが、有機物の存在でわずかに還元されて、表面が黄緑色を表す。高温で他の多くの金属酸化物とタングステン酸塩が作れる。水素中加熱により比較的容易に還元され、低級酸化物を経て金属タングステンとなる。低級酸化物にはW20O58(紺色）、W18O49(紺色)、WO2(褐色)、W3O(黒)がある。タングステン製造の原料として用いられるほか、触媒やセラミック添加剤としても使われる。最近ではエレクトロクロミック材料として注目されている。

タングステン酸化物の還元（reduction　of　tungsten　oxide）

タングステンは炭素や亜鉛でも還元できるが、工業的には水素を用いて還元する。酸化物粉末を耐熱鋼製ボートに入れて、還元炉に挿入し、水素気流中800～1,200Kで5～12時間加熱してタングステン粉とする。水素の露点は－40℃以下とする。還元には回転炉も用いられる。WO3はW20O58あるいはW18049、ならびにWO2を経てWとなる。タングステン粉の粒度は還元温度の高いほど、水素流量の少ないほど、水素中の水分の多いほど大きくなる。ドープタングステンは純タングステンより還元速度が早い。ドープタングステンの還元では粉末中に拡散するカリウム量の支配も重要な目的の1つで、一般に温度勾配の緩やかなほど残留カリウム量は多くなる。

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