3. ウルフラマイト（タングステン鉱石）
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多くの電気機器で広く使用されている金属であるタングステンの主な供給源であるウルフラマイトは、化学式 (Fe,Mn)WO4 を持つ鉱物です。高度な抽出および精製技術によってウルフラマイトから抽出されたタングステンは、すべての金属の中で最も高い融点、優れた電気伝導性、および優れた強度など、並外れた特性でよく知られています。これらの特性により、タングステンは多くの電気部品や機器の製造に不可欠なコンポーネントとなっています。
タングステンは電子機器で最もよく使用される金属の 1 つで、白熱電球のフィラメントの製造に使用されます。タングステンは蒸気圧が低く融点が高いため、顕著な蒸発を起こさずに発光に必要な高温に耐えることができ、電球の寿命が保証されます。エネルギー効率の問題により白熱電球が他の多くの用途で段階的に廃止されつつあるにもかかわらず、タングステン フィラメントは、その特定の特性が役立つ特殊な照明用途で今でも使用されています。
X 線と真空管の分野では、タングステンは優れた電子放出源です。融点が高いため、電子放出時に発生する高熱による劣化に耐えることができます。民生用電子機器ではソリッド ステート デバイスに取って代わられることがほとんどですが、真空管は高出力無線送信機、一部のオーディオ アンプ、科学機器では今でも使用されています。医療用画像処理、セキュリティ スクリーニング、材料調査には、タングステン ターゲットから X 線を生成する X 線管が不可欠です。
こうした従来の用途以外にも、タングステンは現代の電子機器で新たな用途を見出し続けています。高度な 3D 集積回路では、その優れた熱伝導性が高密度のチップ アーキテクチャの熱制御に役立ち、シリコン貫通ビア (TSV) の製造にタングステンの用途が広がっています。半導体デバイスの拡散バリアや接点材料の製造では、薄く均質なシートを作成できるタングステンの能力が貴重です。
鉄マンガン重石からタングステンを抽出するには、一連の困難なステップが必要です。採掘後、鉱石を粉砕し、重力分離して鉄マンガン重石を濃縮します。タングステン酸ナトリウムを生成するために、濃縮物を炭酸ナトリウムで加熱処理します。高純度の酸化タングステンを生成するために、この化学物質はイオン交換、溶媒抽出、またはその他の技術でさらに精製されます。次に、水素還元と呼ばれるプロセスで水素を使用して、酸化物を金属タングステン粉末に還元します。この粉末をさらに精製して成形することで、さまざまな電子機器の用途に必要なさまざまな形状に成形できるようになります。
タングステンの特別な性質は、小型化、高電力密度、高動作温度の傾向とともにエレクトロニクス分野が発展する中で、タングステンの継続的な重要性を保証します。新しいタングステン合金と複合材料の研究は、それらの用途の拡大に役立ち、より耐久性があり効率的な電子部品につながる可能性があります。エレクトロニクスにおけるタングステンの継続的な需要は、鉄マンガン重石の採掘と処理が、世界のエレクトロニクス産業の技術開発と革新を可能にする上で果たす重要な役割を強調しています。
