難融金属とは

難融金属とは、タングステン（W）、モリブデン（Mo）、ニオブ（Nb）、タンタル（Ta）、レニウム（Re）の5種類の金属群です。これらは全て2000℃を超える非常に高い融点を持ち、極限温度下でも形状保持性（曲がりや変形への抵抗）、化学的安定性、強度を維持します。例えば、タングステンは3422℃で溶解（金属中最高）し、室温での強度は鉄の2倍以上です。レニウムは空気中で蒸発しやすいため、特性維持には不活性ガス中での保護が必要です。これらの特殊能力により、難融金属は高温産業に不可欠な材料となっています。

産業における難融金属の応用

航空宇宙：ニオブ合金C103（ハフニウムとチタン含有）は、レーザー基盤の3Dプリンティング（DED-LP）を用いてロケットエンジンの薄肉部品製造に使用されます。NASA研究によると、特殊熱処理後、この合金は50,000ストレスサイクル以上の耐久性を発揮します。ただし、垂直方向に印刷した部品は層間で割れが生じる場合があります。

医療：タンタルは生体組織と反応しないため、骨インプラントの最適材料です。3Dプリントした多孔質タンタル部品は微小孔（20-80μm）を有し、骨細胞の侵入・成長を促進。ドイツ企業は選択的レーザー焼結（SLS）技術で頭蓋骨修復プレートを直接3Dプリントし、追加加工工程を削減しています。

難融金属製造の革新技術

新しい3Dプリンティング（積層造形）と粉末処理技術により、難融金属の加工性が向上：

高品質粉末：America Makes研究所と6K Additiveは改良型C103ニオブ合金粉末を開発。粉末床溶融（PBF）とDED印刷により材料利用率95%以上を目指します。プラズマ処理したニッケル-シリコン（Ni-Si）粉末は流動性が向上し、3Dプリントコーティングの硬度を30%向上させました。ただし、高シリコン含有は残留応力による微小割れの原因となります。

新規焼結技術：FCT Systems（ドイツ）は大型部品（最大500mm）焼結用の商業用マイクロ波炉を製造。この方法で処理したタングステン粉末は従来法比50%強度向上（1200 MPa達成）し、衛星スラスターノズルの量産に応用されています。

貴金属リサイクル：プラズマ回転電極法（PREP）はチタン合金廃棄物を極低酸素（0.05%）粉末に再生し、新規粉末比40%コスト削減を実現。サムスン（韓国）はナノ銀ペーストを用いて5Gアンテナグリッドを印刷。このペーストは低温（150°C）で定着し、極低電気抵抗（2.5μΩ·cm）を達成し、難融金属の低温電子機器分野での新用途を開拓しています。