モリブデン基合金

この記事で分かること

モリブデン基合金

兼松は2026年6月17日に発表した、MIT（マサチューセッツ工科大学）発のスタートアップ「Foundation Alloy（ファウンデーション アロイ）」への出資を発表しています。

　Foundation Alloyは、MITでの長年の研究をベースにした「MetalsFIRST」という次世代金属開発プラットフォームを持っています。

　兼松の特殊鋼貿易部は、これまで国内外で鉄鋼製品などの売買（トレーディング）を主軸にネットワークを広げてきました。しかし、コモディティ（汎用品）の仲介だけでは、今後のグローバル競争で高い利益率を維持するのが難しくなります。

　Fundation Alloyの次世代材料や部品を、自社のグローバルネットワークを使って国内外の製造業へ独占的・優先的に提案・供給することで、独占的な高付加価値材の確保する狙いがあると思われます。

　前回はFoundation Alloyの概要や兼松の投資する理由に関する記事でしたが、今回はFoundation Alloyのメインとなる技術であるモリブデン基合金に関する記事となります。

モリブデン基合金と何か

　モリブデン基合金（モリブデンきごうきん）とは、融点が極めて高いレアメタルである「モリブデン（Molybdenum：」を主成分（ベース）にし、他の金属を配合して性能を高めた合金のことです。

　「宇宙航空や超高温の工場など、通常の金属では一瞬で溶けたり変形したりする極限環境で使われる最強クラスの耐熱金属」です。

1. なぜモリブデンなのか？（圧倒的な耐熱性）

　ベースとなるモリブデン自体が、非常に尖った性能を持っています。

• 超高融点： 鉄が約1,538℃で溶けるのに対し、モリブデンは2,623℃にならないと溶けません。
• 熱に強い： 高温になっても熱による膨張（熱膨張率）が非常に小さく、熱を伝える能力（熱伝導率）が高いため、急激な加熱や冷却をされても「ひずみ」や「ひび割れ」が起きにくい性質があります。

2. なぜ「合金」にする必要があるのか？

　純粋なモリブデンは熱に強い反面、「加工しにくく、室温では衝撃に弱くて脆い（もろい）」という致命的な弱点があります。

　そこで、チタン、ジルコニウム、タングステン、あるいは炭素などをわずかに添加して「合金」にすることで、モリブデン本来の耐熱性を維持したまま、強度や加工性を劇的に向上させています。

3. 具体的にどこで使われているのか？

　その「超耐熱・超硬質」という特性から、主に以下のような分野の「心臓部」に使われています。

• 半導体製造装置： イオン注入装置や、高温でウエハを処理する炉の内部部品。
• 自動車の製造ライン： 真っ赤に熱した鋼鉄を数千トンもの力で叩き潰して成形する「熱間鍛造（たんぞう）金型」。
• 宇宙航空・防衛： ロケットエンジンのノズル、噴射口周辺の耐熱カバー、極超音速飛行体の構造材。
• 医療機器： X線CTスキャナーの内部で高速回転し、激しい熱を帯びるターゲット（標的）部品。

　Foundation Alloy社が開発した「Molyclast™ MC1200」も、このモリブデン基合金の一種です。

Molyclast™ MC1200の特徴は何か

　Foundation Alloy社が開発したフラッグシップ材料「Molyclast™ MC1200」は、商業化されたモリブデン合金の中で「史上最強」と謳われる次世代金属です。

　従来のモリブデン合金（代表格である「TZM合金」など）が抱えていた弱点を完全に克服しており、主な特徴は以下の4点に集約されます。

1. 既存リーダー製品の「3倍」の強度

　独自の製造プラットフォーム「MetalsFIRST™」により、金属の結晶粒の大きさを従来の一般的なモリブデン合金の約100分の1（極細のナノサイズ）にまで微細化しています。

　これにより、従来の市場を牽引してきた競合材料と比較して最大3倍という圧倒的な強度を実現しています。

2. 「超高強度」と「室温でのしなやかさ（延性）」の両立

　従来の耐熱・高硬度金属は、「硬くすると、室温でガラスのように脆くなり、加工や衝撃でパリンと割れやすい」というトレードオフ（矛盾）がありました。

　MC1200は、炭化物や酸化物による独自の強化組織を組み込むことで、トップクラスの強度を持ちながら、室温でも35〜42%という優れた伸び率（延性）を維持。割れにくく、扱いやすい安全性を確保しています。

3. 25℃から1,500℃以上まで「等方性」を維持

　従来の製法（圧延や鍛造）で作ったモリブデンは、引き延ばされた方向にしか強度が発揮されない「異方性」が生じがちでした。

　しかし、MC1200は「等方性（どの方向から力がかかっても同じ強度特性を持つ）」を備えており、25℃の室温から1,500℃を超える超高温まで、予測可能で安定した強度を維持します。熱による急激な劣化や脆化（ぜいか：脆くなること）を起こしません。

4. 部品製造のコストと時間を「60%以上削減」

　MC1200は、粉末を固めて焼き上げた段階（焼結状態）でこの最高性能を発揮します。

　そのため、最初から完成形に近い形で作る「ニアネットシェイプ成形」が可能となり、後工程の難しい削り出し加工の時間や、高価な材料の廃材（スクラップ）を60%以上も削減できます。

　「超高温に耐えるのに、室温でも割れにくく加工しやすい。しかも従来の3倍強いという、これまでの材料選択の常識（トレードオフ）をすべて破壊した最強のモリブデン合金」です。

なぜ等方性を持つのか

　Molyclast™ MC1200が25℃から1,500℃以上の超高温まで「等方性（どの方向から力がかかっても同じ強度を持つ性質）」を維持できる理由は、主に「3次元的に均一な粉末製法」と「結晶のナノレベルでの球状化」にあります。

1. 「引き延ばす（圧延）」工程がないから

　従来の製法で強いモリブデン合金を作る場合、金属の塊をローラーで何度も押し潰して薄く引き延ばす「圧延（あつえん）」という加工を施します。

• 従来の金属（異方性）： 圧延すると、内部の結晶の粒がうどんの生地のように「一方向」へ長く引き延ばされてしまいます。そのため、縦方向の引っ張りには強くても、横方向からの力には裂けやすいという「異方性（方向によるムラ）」が生まれます。
• MC1200（等方性）： Foundation Alloy社は型に粉末を入れ、全方向から均等に超高圧をかけて焼き固める（焼結）ため、結晶が特定の方向に引き延ばされることがありません。

2. 結晶の粒が「極小の球状」でギッシリ詰まっているから

　MC1200の内部は、独自のナノテクノロジーによって、結晶の粒（結晶粒）が従来の約100分の1というナノサイズ（極小）に制御されています。

　この極小の結晶粒は、特定の方向性を持たない「丸い球状」をしています。

　これが3次元的にあらゆる方向へ均一に、隙間なくギッシリと結合しているため、上下・左右・斜め、どこから強い負荷や熱ショックが加わっても、全く同じように力を分散して耐えることができます。

3. 高温になっても「結晶が巨大化（粗大化）」しないから

　通常の金属は、1,000℃を超えるような超高温に長時間さらされると、内部の結晶の粒同士が勝手にくっついて巨大化（粗大化）し、形も歪んでしまいます。これが高温時の部分的な強度低下（ムラ）の原因になります。

　MC1200は、結晶の境界線に「ナノサイズの特殊な化合物（炭化物など）」を絶妙に配置しています。これがピン留めのような役割を果たし、1,500℃以上の超高温下でも結晶が丸く微細なまま動かないように固定します。結果として、温度が上がっても等方性を失わずに均一な強さを保ち続けられるのです。

　「引き延ばして形を作るのではなく、丸くて極小の結晶の粒を、全方向から均等にギュッと焼き固め、さらに高温でもその状態をキープさせているから」です。