Case.6 超高温2800℃真空炉の開発と効果
営業部 技術課 芭蕉
背景・課題
タングステン材料は通常、ランプや医療分野といった産業分野で使われることが圧倒的に多いです。しかし、趣味やアミューズメントなどの一般消費者向けの素材としても魅力的な材料です。
特にフィッシングの世界では、タングステンの高比重特性や、環境への毒性の低さなどから注目されており、特にウエイト製品では幅広く利用されています。 岳石電気でも、一般の釣具メーカーでは発売していないようなニッチなターゲットを対象に、タングステン及びタングステン重合金（ヘビーアロイ）のルアーやウエイトを開発・製造しています。オリジナルブランドとして「ヘビーソース」を立ち上げています。（写真１ ヘビーソース製品）
写真１ オリジナル超高温真空装置
写真２ トリプルコイル
開発の概要
水素分子を結晶粒界に入れないで結晶成長を促す為には、高真空環境下である必要がありました。またカリウムドープタングステンを２次再結晶成長させる為には、ワークその物を2000℃以上にする必要も同時にありました。
しかし、従来型の真空炉では、炉内温度自体は2000℃になったとしても、ワークその物が2000℃に達する装置はほぼ存在していませんでした。また、仮に存在していたとしても、時間が非常に長くかかり、フィラメントコイルのコスト要請が達成されるものではありませんでした。
その為、自社で装置そのものから開発することになりました。初めての開発だったため、何度も発熱体や炉管自体を破損してしまいましたが、最終的に、初号機はワーク温度2000℃までを達成。その後の3号機では2800℃まで達成しました。（資料１ 2700℃高温処理の証明 ）
現在では、この装置はハロゲンランプ部品製造のみならず、あらゆる超高温処理が必要な製造に利用されています。特に、医療用部品や、超高圧水銀灯用電極のアルミナなどの強固な不純物除去には欠かせないものとなっています。アルミナは安定的な物質で且つ非常にありふれた物質です。その為、付着しやすく、薬品洗浄では取り除くことが出来ず、かといって融点が2000℃以上という極めて高温なセラミックである為、通常の水素熱処理（1700℃）でも除去できません。
アルミナはその蒸気圧特性により、高真空下では昇華点が下がります。高真空に出来るこの真空炉では、揮発させる温度を下げられるし、さらに、温度に余裕があるため、凹凸面やコイル隙間などの温度が上がりづらい場所も含め、完全に不純物の除去が可能です。（資料２ 高温真空処理の効果 ）
また、タングステン等は温度が低いと再結晶粒成長が小さいですが、高温にすると再結晶粒が成長し、その過程で内部の脱ガスが行われ、表面もサーマルエッチングがかかり、外側・内側共にクリーニングされます。（写真３ 結晶制御について）
これら装置については、各研究機関の実験依頼にも適宜対応していますので、興味がある場合は是非相談ください。
写真３ 結晶制御について
