텅스텐
속성
텅스텐은 높은 융점과 뛰어난 열전도성을 갖춘 고융점 금속입니다. 반도체, 디스플레이, 유리, 에너지 산업 등 다양한 분야에서 핵심 소재로 활용됩니다.
속성 개요
핵심 스탯
융점
3,422°C
금속 원소 중 가장 높음
밀도
19.3 g/cm³
금(Au)와 유사한 고밀도
경도
MoS 7.5
내마모성 및 내식성
열적 안정성
낮은 열팽창
온도 변화에 치수 변화 최소
특성 요약
템스텐은 고융점·고밀도·내식성 특성을 갖춘 대표적인 고성능 금속입니다. 극한 고온 환경에서도 형상 변형이 적고, 온도 변화에 따른 치수 변화가 작아 정밀 구조물에 적합합니다. 또한 방사선 차폐재 및 무게중심용 추 소재로 활용됩니다.
고융점
고밀도
내식성
열적 안정성
내열성
3,422°C
금속 중 가장 높은 융점으로 극한 고온에서 형상 안정성을 유지합니다.
고밀도
19.3 g/cm³
금에 필적하는 밀도로 방사선 차폐 및 무게중심용 추에 적합합니다.
내아크성
전극·접점
아크 방전 환경에서 침식 저항이 뛰어나 전극 소재로 사용됩니다.
진공 안정성
저증기압
고온 진공에서 증발이 억제되어 진공로 부품에 적합합니다.
고순도 텅스텐의 핵심 기계적 성질
고순도 텅스텐은 가장 높은 융점을 바탕으로 극한 환경에서도 안정성을 제공합니다. 강한 원자 결합력으로 경도와 내마모성이 뛰어나며, 높은 탄성 계수로 변형에 강합니다.
상온에서는 취성 특성이 나타나지만, 재결정 온도 이상 또는 가공을 통해 고온 인장 강도를 유지할 수 있습니다. 또한 높은 밀도와 낮은 열팽창 계수로 치수 안정성이 뛰어납니다.
인장 강도
980-1,500 MPa
고온에서도 높은 인장 강도를 유지하여 구조적 안정성을 보장합니다.
탄성 계수
411 GPa
높은 강성으로 하중 하에서도 변형이 적어 정밀 부품에 적합합니다.
경도
350-450 HV
우수한 비커스 경도로 내마모성이 뛰어납니다.
크리프 저항성
우수
장시간 고온 하중에서도 변형에 강한 크리프 저항성을 보입니다.
W 판재의 광학 현미경 사진 (응력 제거됨)
W 판재의 광학 현미경 사진 (재결정)
W-La₂O₃ 합금 판재의 광학 현미경 사진
취성-연성 전이 온도
화학적 특성
텅스텐(Tungsten)은 주기율표 6족 전이 금속으로, 상온에서 화학적으로 매우 안정적이며 고온과 특정 산화 환경에서만 반응성을 나타냅니다.
산화 반응 및 고온 특성
상온의 공기와 물속에서는 얇은 산화 피막이 형성되어 부식에 강한 저항성을 보입니다. 400~600°C 이상에서는 삼산화텅스텐(WO₃)이 생성되고, 이 피막은 보호성이 없어 산화가 지속되며 약 750°C부터 승화가 시작됩니다. 따라서 고온 가공 시에는 진공, 환원성 분위기(수소 등), 불활성 가스 분위기를 조성해야 합니다.
뛰어난 내식성
염산, 묽은 황산 등 비산화성 산에는 고온에서도 거의 용해되지 않으며, 용융 유리와 액체 금속(나트륨, 리튬, 비스무트 등)에 대한 저항성도 우수합니다. 반면 불화수소산과 질산의 혼합액, 왕수, 알칼리 산화 용융물에는 부식됩니다.
주요 화합물
산화 상태는 −2에서 +6까지 가능하며 +6가가 가장 안정적입니다.
· 이황화텅스텐(WS₂) — 층상 구조로 고온·진공에서 사용되는 고체 윤활제
· 탄화텅스텐(WC) — 다이아몬드에 근접한 경도로 초경합금의 주 구성 물질
제품 형태
판재 (Sheet/Plate)
히터, 반사판, 열차폐판 등 다양한 공정 부품 제작에 사용됩니다.
봉재 (Rod/Bar)
구조 부품, 전극, 고온 부품 제작에 적합한 형태입니다.
선재 (Wire)
필라멘트, 전극선, 고온 와이어 등으로 사용됩니다.
튜브 (Tube)
열처리 장비, 고온 부품, 유리 용융 전극 등에 사용됩니다.
도가니 (Crucible)
고온 용해, 증기 증류, 정제 공정의 용기 및 내부 부품에 사용됩니다.
스퍼터링 타겟
반도체·디스플레이 박막 증착 공정에서 핵심 소재로 사용됩니다.
적용 산업
반도체·디스플레이
게이트 전극, 배선, 스퍼터링 타겟 등에 사용됩니다.
조명·전자
필라멘트, 전자총, 접점 소재 등에 사용됩니다.
의료
X선 양극, 방사선 차폐, 콜리메이터 등에 사용됩니다.
항공우주
로켓 노즐, 밸러스트 웨이트, 내열 부품 등에 사용됩니다.
에너지·원자력
플라즈마 대향 부품, 차폐재 등에 사용됩니다.
초경합금·공구
절삭 공구, 금형, 내마모 부품 등에 사용됩니다.
국방·군수
관통자, 고밀도 탄심 등에 사용됩니다.
자동차
크랭크샤프트 밸런스, 방진 웨이트 등에 사용됩니다.