Молибден
Молибден и его сплавы – свойства, производство, обработка и применение
Молибден (лат. molybdaenum) — химический элемент с атомным номером 42 и атомной массой 95,94. Обозначается символом Mo. Это ковкий переходный металл, который имеет серый цвет со стальным оттенком в свободном состоянии и становится серо-черным в диспергированном виде. Открыто порядка 20 минералов молибдена, а в свободном виде он не встречается.
Название металла происходит из греческого слова «молибдос», что в переводе означает «свинец». Такое название было выбрано из-за того, что минеральный молибден имеет характерный блеск, очень похожий на блеск свинца.
В 1778 году шведский химик К. Шееле впервые получил минеральный молибденит путем прокаливания молибденовой кислоты. Еще один шведский химик П. Гьельм получил молибден в виде нечистого металла в 1781 году и только в 1817 году Й. Берцелиусу удалось вывести этот элемент в чистом виде.
Присутствие в природе
В земной коре находится 0,003 % молибдена в составе минералов. Он распространен относительно равномерно, более концентрирован в породах, в которых содержится диоксид кремния. Для кристаллизации металла необходимы высокая кислотность и восстановительная среда. Наименьшее содержание молибдена фиксируется в карбонатных и ультраосновных породах.
Металл также содержится в нефти, углях, золе растений и воде — речной и морской. Морские воды на глубине более обогащены молибденом, чем воды у берега. В космосе зафиксировано аномально высокое содержание молибдена внутри красных гигантов с нейтронными звездами.
Самые крупные месторождения металла находятся в США, России, Армении, Канаде, Мексике, Чили, Австралии и Норвегии.
Физические свойства
Свойство | Значение |
Группа металлов | Тугоплавкий |
Плотность при 20°С | 10,2 г/cм3 |
Температура плавления | 2610 °С |
Температура кипения | 4612 °С |
Теплопроводность | 142 Вт/(м*К) |
Теплота плавления | 28 кДж/моль |
Теплота испарения | 590 кДж/моль |
Удельная теплоемкость | 0,256 Дж/(г*К) |
Электросопротивление | 5,70 мкОм*см |
Молярный объем | 9,4 см3/моль |
Модуль сдвига | 122 ГПа |
Твердость | 125 НВ |
Коэффициент линейного расширения | 4,9 10-6 К-1 |
Химические свойства
Молибден устойчив при нормальных условиях. Окисление начинается, когда металл нагревается до температуры 400 ⁰С. После 600 ⁰С происходит быстрый переход в триоксид молибдена.
Основные химические свойства металла представлен в таблице:
Свойство | Значение |
Ковалентный радиус: | 130 пм |
Радиус иона | (+6e) 62 (+4e) 70 пм |
Электроотрицательность (по Полингу): | 2,16 |
Электродный потенциал: | 0 |
Степени окисления | 6, 5, 4, 3, 2 |
Производство молибдена
Для производства молибдена в России и мире в качестве сырья используются молибденитовые концентраты, из которых получается чистый металл — основа для сплавов. В концентратах содержится около 20 % примесей, 1-9% оксида кремния, 28-32% серы и примерно 50 % молибдена.
Этапы производства:
Для получения ферромолибдена применяется реакция восстановления молибденитового концентрата, который предварительно подвергается обжигу.
Обработка молибдена
Как правило, используется термообработка молибдена, так как у него невысокая вязкость, а при низких температурах металл показывает низкую пластичность. Небольшие штабики обрабатывают на обжимных машинах, а для крупных заготовок применяют спекание и горячую прокатку.
Иногда возможна механическая обработка молибдена резанием. Для этого используют инструменты из быстрорежущей стали с такими же углами заточки резцов, как и при резании чугуна.
Достоинства и недостатки молибдена
Достоинства | Недостатки |
Благодаря низкой плотности молибдена сплавы на его основе имеют большую удельную прочность.Высокий модуль упругости.Термостойкость.Жаропрочность.Высокая коррозионная устойчивость. Молибден не реагирует с плавиковой, соляной, серной кислотами и с большей частью щелочных растворов.Металл имеет малый температурный коэффициент расширения. | При использовании молибденовых сплавов сварные швы отличаются хрупкостью.При низких температурах обладает малой пластичностью.При нагартовке можно упрочнять металл только до температуры 800 ⁰С. При дальнейшем нагревании происходит образный эффект — металл разупрочняется.Низкий уровень окалийности. |
Молибден в организме человека
Молибден относится к микроэлементам, необходимым человеку. Он содержится преимущественно в костях, почках и печени, а также в головном мозге, щитовидной и поджелудочной железах, надпочечниках.
Роль и функции молибдена для организма:
Суточная потребность в молибдене составляет от 70 до 300 мкг в зависимости от массы тела. В случае дефицита микроэлемента в организме и болезней, которые им вызваны, суточная норма увеличивается.
Основные марки молибдена
В промышленности используется чистый молибден и с различными присадками. Среди наиболее распространенных можно выделить следующие марки:
Сплавы молибдена
Используется два сплава на основе данного металла: с вольфрамом (МВ) и рением (МР).
Сплавы молибдена с вольфрамом необходимы для повышения жаропрочности первого. При этом ухудшается деформируемость и повышается удельный вес.
В таких сплавах содержится от 48 % вольфрама и от 49 до 51 % молибдена, остальное — примеси. МВ является тугоплавким, отличается высокой прочностью и устойчивостью к коррозии.
Используется для изготовления тонкой проволоки, которая сворачивается в катушки или бухты.Рений необходим для повышения пластичности молибдена. Сплавы МР содержат более 50 % рения и около 47 % молибдена. Они также используются для производства тонкой проволоки, которая применяется в специальном приборостроении.
Применение молибдена
Металл используется в разных областях:
Источник: https://ferrolabs.ru/blog/molibden-vse-chto-nuzhno-znat-ob-elemente/
Молибден – это что такое?
Не многие знают, что молибден – это химический элемент шестой группы таблицы Менделеева, относящийся к переходным металлам. В классификационной структуре он находится по соседству с хромом и вольфрамом. Его отличает насыщенный серый цвет и специфический металлический блеск. Широкое применение этот тугоплавкий элемент нашел в металлургической промышленности.
Краткая история открытия
Не так много сведений сохранилось до наших дней об открытии молибдена. Это связано с тем, что элемент не является слишком распространенным. Однако первые упоминания о нем были сделаны в 1778 году, когда аналитическая химия еще не успела вступить в эпоху зрелости. Сначала вещество было выделено в виде оксида.
Несмотря на открытие химического элемента в 1778 году, используемое в настоящее время название появилось гораздо раньше. Оно часто упоминалось для минералов, имеющих свинцовый блеск, еще в Средние века.
Хотя молибден – это не очень распространенный элемент, в земной коре он распределен сравнительно равномерно. В свободном виде он не встречается. Наименьшее количество данного металла включают карбонатные и ультраосновные породы. Определенная доля вещества содержится в речной и морской воде. В верхних слоях находится гораздо меньше металла, нежели на глубине.
Существует две формы залегания:
Они проявляются в виде микроскопических выделений. Кристаллизация молибденита происходит при повышенной кислотности и наличии восстановительной среды. На поверхности обычно образуются кислородные соединения. Что касается первичных руд, то в них молибденит может находиться совместно с минералами меди, висмутина и вольфрамита. В больших объемах металл встречается в осадочных отложениях.
Крупные месторождения в России
В Российской Федерации использование молибдена осуществляется во многих сферах деятельности. Страна имеет одну из самых крупных на всем земном шаре минерально-сырьевую базу по добыче данного металла. Основная доля предприятий сосредоточена в южной части Сибири.
По объемам запасов Россия уступает лишь трем государствам – США, Китаю и Чили. Основная часть минерально-сырьевой базы представлена штокверковыми месторождениями, содержащими более 87% разведанных ресурсов. Однако российские залежи характеризуются не очень высоким качеством руд.
В таблице отражены наиболее крупные месторождения.
Название | Регион |
Жирекенское | Читинская область |
Орекитканское | Бурятия |
Сорское | Хакасия |
Тырныаузское | Кабардино-Балкария |
Практическое применение
В чистом виде использование молибдена осуществляется при производстве проволок или лент, предназначенных для выдерживания высоких температур. Такие изделия могут выступать в качестве нагревательных элементов для электрических печей, электронных ламп или рентгеновских трубок.
Представленный металл значительно улучшает характеристики сталей. После введения его в состав повышаются их прочностные качества и стойкость к коррозии, что необходимо при изготовлении важных деталей. Часто с добавкой молибдена производятся жаростойкие сплавы, отличающиеся также кислотоупорностью.
Соединения с этим металлом активно применяются при изготовлении передней обшивки самолетов и ракет. На основе сплавов производятся сотовые панели летательных аппаратов и тепловые экраны. Устойчивость к высоким температурам позволяет использовать изделия с введением молибдена для обработки сталей. Многие соединения выступают в качестве катализаторов химических реакций.
Физические и химические свойства
Молибден – это металл светло-серого цвета, обладающий кубической решеткой с объемным центрированием. Его механические свойства определяются чистотой самого материала, а также предварительной и термической обработкой. Более подробно физические свойства рассматриваются в таблице, приведенной ниже.
Параметр | Значение |
Температура плавления | 2610 градусов |
Показатель теплопроводности | 142 Вт/(м*K) |
Теплота испарения | 590 кДж/моль |
Модуль сдвига | 122 ГПа |
Твердость металла | 125 НВ |
Молярный объем | 9,4 куб. см/моль |
В обычных условиях компонент периодической таблицы устойчив ко многим веществам. Процесс окисления начинает протекать при температуре свыше 400 градусов. Щелочные растворы на молибден оказывают медленное воздействие. Устойчивость к влаге без осуществления аэрации достаточно высока.
Соединения с другими металлами
Качество получаемых сплавов молибдена во многом зависит от пропорции, а также способности используемых примесей и базового компонента взаимодействовать с веществом. Немаловажную роль играет технология легирования. Однако отдельные типы соединений вызывают у экспертов сомнения в плане пригодности для дальнейшей эксплуатации.
Не очень хорошо сочетается молибден с вольфрамом. При его введении существенно повышается жаропрочность материала, но в то же время ухудшается стойкость к деформациям. Подобные проблемы возникают и в комбинациях с другими металлами, поэтому такие типы легирования перестали осуществляться.
Несмотря на существующие сложности, все же удалось найти некоторые соединения, способные повысить термический порог применения молибдена. При этом пластичность, стойкость к деформациям и другие характеристики находятся на том же уровне.
Марки в промышленности
Производственный процесс предполагает использование материала не только в чистом виде, но и с добавлением примесей. Ниже представлены марки молибдена, которые распространены в промышленности.
Обозначение | Описание |
МЧВП | Представляет собой чистый металл, изготавливающийся по технологии вакуумной плавки. |
ЦМ | В составе материала содержатся специализированные присадки. Обычно это титан или цирконий. |
МЧ | молибдена составляет 99,96 процентов. Остальная часть приходится на добавки. |
МК | Основной металл содержит в себе кремнещелочные присадки, позволяющие улучшить стойкость к кислотной среде. |
МРН | Разновидность чистого молибдена, но с повышенным содержанием примесей. Их в составе – не более 0,08 процентов. |
Процесс получения
Для производства молибдена подготавливается руда, включающая до 50 процентов основного вещества, значительное количество серы, небольшую концентрацию кремния и других компонентов. Она подвергается обжигу при температурном режиме от 570 до 600 градусов в специальных печах. После термического воздействия образуется концентрат, содержащий в себе оксид молибдена с примесями.
Получить массу без посторонних веществ можно двумя способами:
- Методом последовательных воздействий химического характера. При использовании аммиачной воды получившийся огарок переходит в жидкое состояние. Из образовавшегося раствора удаляются посторонние примеси. После обработки их количество не должно превышать 0,05 процентов.
- Путем возгонки, представляющей собой процесс преобразования твердого соединения в газообразное состояние. При таком варианте жидкая фаза минуется.
Очищенный от примесей оксид молибдена подвергается обработке в трубчатых печах посредством водорода. В итоге получается порошок, который путем плавки и внедрения особых веществ преобразуется непосредственно в металл. Форма заготовок будет зависеть от применяемой технологии производства.
Изготавливаемые изделия из молибдена
Наиболее распространенным видом продукции являются прутки. Они могут не только использоваться самостоятельно, но и служить основой для производства проволоки. В качестве исходного сырья для изготовления изделий выступают молибденовые штабики, имеющие квадратное сечение не более 40 мм.
В процессе получения прутков осуществляется ротационная ковка, проходящая в несколько этапов. На каждой стадии изготавливаются прутки с определенным сечением. Условия ковки изменяются с учетом диаметра поступающей заготовки. К недостаткам технологии можно отнести трудоемкость производственного процесса.
Для изготовления специальной проволоки также используется молибден. Производители формируют ее из подготовленных должным образом прутков, диаметр которых не превышает 3 мм. При таком сечении изделия легко наматываются на катушку для дальнейшего производства проволоки.
В процессе изготовления применяется метод протяжки, включающий четыре основных этапа. Проволока в итоге получает конечный диаметр, который был установлен заранее. Температурный режим в ходе производственного процесса может колебаться от 300 до 700 градусов.
После волочения производится очистка проволоки путем отжига в водородной среде. В этом случае температура достигает 1300-1400 градусов. Иногда очистка осуществляется электролитическим травлением с использованием азота.
Из молибдена могут изготавливаться цельные листы и ленты. Их удается получить за счет ковки и прокатки. При производстве применяются пневматические молоты и двухвалковые станы. Толщина получаемой ленты после горячей прокатки зависит от сечения исходной пластины.
После изготовления молибденовые полосы проходят химическую очистку. Они помещаются в специальную среду из активных веществ. Далее осуществляется холодная прокатка при обычной температуре. На завершающем этапе ленты снова подвергаются очистке и при необходимости полируются.
Существуют производственные стандарты для изделий металлических из молибдена. ГОСТ 18905-73 устанавливает требования к изготовлению проволоки. В нем отражены допустимые отклонения массы и диаметра.
Производители молибдена в России
На территории Российской Федерации преимущественно разрабатываются скарновые, штокверковые и жильные месторождения. По качеству добываемая руда не сильно уступает зарубежному сырью, но она все же имеет определенные особенности, связанные со структурой.
В России самыми крупными производителями молибдена являются две компании:
- ООО «Сорский ГОК».
- ОАО «Жирекенский ГОК».
Перечисленные предприятия обеспечивают до 95 процентов отечественного производства металла.
В заключение о роли элемента для человеческого организма
Молибден выступает в качестве важного вещества, необходимого для нормальной жизнедеятельности людей. Он содержится во многих органах и костной ткани. Суточная потребность в химическом элементе составляет в среднем 70-300 мкг. При его дефиците эти показатели увеличиваются.
Молибден принимает участие в обмене веществ, а также в процессе очищения организма от альдегидов, кислот и других соединений. Он способствует утилизации железа, позволяя быстро устранить последствия при различных видах отравлений. Микроэлемент эффективно очищает организм от ядовитых веществ.
Проведенные исследования показали, что молибден облегчает боли при артрите и других заболеваниях, оказывает положительное влияние при наличии астмы, уменьшает риск появления раковых опухолей в кишечнике и желудке. Больше всего вещества содержится в листовых овощах, гречке, ячмене, печенке, яйцах, молоке, крыжовнике и черной смородине.
Источник: http://fb.ru/article/355913/molibden---eto-chto-takoe
Тугоплавкий металл молибден
Калькулятор металлопроката
Молибден относится к классу тугоплавких металлов, что делает его применение уникальным в областях, связанных с высокими температурами. На странице представлено описание данного металла: физические, химические свойства, области применения, марки, виды продукции. |
Молибден (Mo) (Molybdenum) – химический элемент с атомным номером 42 в периодической системе, ковкий переходный металл серо-стального цвета в компактном состоянии и черно-серого – в диспергированном.
Плотность 10,2 г/см3, tпл. = 2620°С, tкип. = 4630°С. в земной коре 3·10-4% по массе. В свободном виде молибден не встречается. Известно около 20 минералов.
Важнейшие из них: молибденит МоS2, повеллит СаМоО4, молибдит Fe(MoO4)3·nH2O и вульфенит PbMoO4.
Молибден был открыт в 1778 году шведским химиком Карлом Шееле – получен оксид МоО3. В 1782 г. П. Гьельм впервые получил Mo в металлическом состоянии, но загрязненный углеродом и карбидом молибдена. Чистый металл в 1817 году был получен шведским химиком Й. Берцелиусом. Первые попытки использования молибдена в металлургии стали относятся к концу прошлого столетия. Его промышленное производство началось в 1909-1910 гг., когда были обнаружены особые свойства орудийных и броневых сталей, легированных этим металлом, а также была разработана технология получения компактных тугоплавких металлов методом порошковой металлургии.
Молибден, как и вольфрам, в периодической системе элементов Д. И. Менделеева расположен в VI группе, но в 5-м периоде. Наиболее характерно для него шестивалентное состояние, хотя известны соединения, в которых он имеет другие валентности. Порядковый номер 42; атомная масса 95,95; плотность при комнатной температуре 10200 кг/м3. Молибден относится к тугоплавким металлам, является переходным элементом. Он плавится при 2620±10°С и кипит примерно при 4800 °С.
Mo и его сплавы отличаются также высоким модулем упругости, малым температурным коэффициентом расширения, хорошей термостойкостью, малым сечением захвата тепловых нейтронов. Электропроводность данного металла ниже, чем у меди, но выше, чем у железа. По механической прочности он несколько уступает вольфраму, но легче поддается обработке давлением.
Физические и механические свойства
Атомный номер | 42 |
Атомная масса | 95,94 |
Параметр элементарной ячейки, нм | 0,31470 |
Атомный диаметр, нм | 0,272 |
Плотность при 20°С, г/cм3 | 10,2 |
Температура плавления, °С | 2610 |
Температура кипения, °С | 4612 |
Теплота плавления, кДж/моль: | 28 |
Теплота испарения, кДж/моль: | 590 |
Молярный объем, см³/моль: | 9,4 |
Удельная теплоемкость, Дж/(г·К) | 0,256 |
Теплопроводность, Вт/(м·К) | 142 |
Коэффициент линейного расширения, 10-6 К-1 | 4,9 |
Электросопротивление, мкОм·см | 5,70 |
Модуль Юнга, ГПа | 336,3 |
Модуль сдвига, ГПа | 122 |
Коэффициент Пуассона | 0,30 |
Твердость, НВ | 125 |
Цвет искры | Короткий желтый прерывистый пучок искр |
Группа металлов | Тугоплавкий металл |
Польза молибдена для человеческого организма
Молибден – важный химический элемент, играющий ключевую роль во многих биологических процессах человеческого организма. Он работает как кофактор ферментов и помогает в метаболизме углеводов и жиров.
Человек получает молибден в основном из пищи и нуждается в небольшом его количестве. Основные источники минерала: овощи, бобовые,злаковые культуры, орехи. Дефицит молибдена приводит к проблемам со здоровьем.
Почему молибден важен для здоровья? Во-первых, он является катализатором для различных ферментов. Во-вторых, участвует в разрушении белков и аминокислот, что очень важно для правильной работы организма.
Этот минерал активизирует работу ферментов с антиоксидантными свойствами. Те, в свою очередь, борются со свободными радикалами, вызывающими повреждения клеток. Благодаря молибдену снижается риск многих заболеваний, например, онкологических.
Еще одна его значительная функция – помощь в переработке и удалении «отходов» человеческого организма.
Сколько молибдена необходимо человеку? Рекомендуемая доза составляет 45 микрограмм в сутки. Беременным и кормящим женщинам требуется около 50 микрограмм в день.
Однако среднее потребление этого минерала бывает значительно выше у большинства людей. Поэтому случаи дефицита молибдена – редкое явление.
Передозировка же может быть токсичной для человека и привести к повреждению органов, подагре, неврологическим дисфункциям и судорогам.
Молибден предотвращает анемию. Анемия – это состояние, которое характеризуется недостаточным уровнем красных кровяных клеток. Эти клетки чрезвычайно важны, поскольку они несут ответственность за перенос кислорода к различным органам. Молибден «в сотрудничестве» с рибофлавином (витамином B2) интегрирует железо в гемоглобине, способствуя производству красных кровяных клеток.
Молибден облегчает аллергию и астму. Аллергические реакции и астма могут быть вызваны сульфитами (солями сернистой кислоты) у людей, которые особенно чувствительны к этим химическим элементам. Молибден преобразует сульфиты в сульфаты (минералы и соли серной кислоты), которые безвредны для организма.
Молибден помогает в детоксикации организма. Ацетальдегид – ядовитое вещество, которое вырабатывается в организме в качестве побочного продукта жизнедеятельности дрожжевых грибков. Его наличие увеличивает риск развития некоторых заболеваний. Молибден участвует в обмене жирных кислот, обладающих противовоспалительным действием, а также снижает интоксикацию.
Молибден и здоровье зубов. В зубной эмали содержится большое количество этого минерала, одной из функций которого является защита от кариеса. Молибден увеличивает эффект фторида на зубы, укрепляя их и сохраняя здоровыми долгое время.
Молибден может предотвратить рак. Тетратиомолибдат (форма молибдена) считается полезным при лечении раковых заболеваний. Он облегчает последствия химиотерапии. Например, в северо-центральной части Китая онкологические заболевания очень распространены, что обусловлено низкой концентрацией молибдена в почве.
Молибден для лечения болезни Вильсона. Болезнь Вильсона является генетическим заболеванием, характеризующимся накоплением меди в организме. Это приводит к повреждению мозга и печени, а также различным неврологическим осложнениям. Тетратиомолибдат снижает токсичность меди.
Молибден снимает боль. Прием препаратов, содержащих молибден, улучшает общее состояние организма, облегчает болевые симптомы. Их назначают пациентам, страдающим от люмбаго, ревматоидного артрита и остеоартрита.
Симптомы дефицита молибдена
Большинство людей ежедневно получают необходимое количество этого важного минерала из пищи. Случаи дефицита молибдена происходят редко и преимущественно при внутривенном питании или генетических заболеваниях.
У людей, чей рацион состоит в основном из рафинированных или обработанных продуктов, также низкие уровни молибдена.
Симптомы, связанные с дефицитом минерала: учащенные сердцебиение и дыхание, половая дисфункция у мужчин старшего возраста, челюстно-лицевые проблемы.
Передозировка молибдена
Молибден считается безопасным и не токсичным минералом, даже если его суточная норма превышена. Слишком высокое его потребление (более 2000 микрограмм в день) в течение длительного периода может все же оказаться токсичным и привести к развитию подагры, воспалению суставов, сыпи, головокружению, нарушению работы нервной системы.
Употребление молибдена в рекомендованных дозах улучшает состояние здоровья, выносливость и предотвращает ряд тяжелых заболеваний.
Источник: http://www.alto-lab.ru/elements/molibden/
Молибден
Молибден по классификации в периодической таблице Менделеева относится к IV группе элементов. Имеет атомарный номер 42, а масса его атома равна 95,94. принято обозначать символом «Мо».
Молибден – это редкоземельный металл. Его объем составляет порядка 0,00011% от общей массы земли. В чистом виде имеет стальной сероватый цвет, в диспергированном – серовато-черный.
Молибден, как металл, в природе не встречается. Он содержится в минералах, которых на сегодняшний день известно порядка двадцати. Преимущественно это молибдаты, которые образуются в кислотной магме и гранитоидах.
Молибден
Получение молибдена
Сырье, из которого производится металлический молибден – молибденовые концентраты. В их составе данного элемента содержится около 50%. Также в них содержатся: сера ~ 30%, оксид кремния (до 9%) и около 20% прочих примесей.
Предварительно концентрат обжигают с целью дополнительного окисления. Процесс проводят в печах двух типов: многоподовых или кипящего слоя. Температура обжига 570 °С — 600 °С. В результате чего получается огарок — МоО3 и примеси.
На следующем этапе удаляют примеси для получения чистого оксида молибдена. Применяются два способа:
- Возгонка при температуре 950 °С — 1100 °С.
- Химическое выщелачивание. Суть способа в том, что при взаимодействии с аммиачной водой устраняются примеси меди и железа и получается карбид молибдена, который кристаллизуют выпаркой или нейтрализацией. Далее карбид нагревают и выдерживают при температуре до 500°С. На выходе – чистый оксид МоО3, в котором содержание примесей всего 0,05%.
Производство молибдена основано на восстановлении МоО3. Процесс проводят в два этапа:
- В трубчатой печи при температуре 550°С — 700°С в потоке сухого водорода происходит отделение атомов кислорода.
- Далее температура поднимается до 900°С — 1000°С и происходит окончательное восстановление. Полученный металл находится в виде порошка.
Для получения монолитного металла пользуются плавлением или спеканием порошка. Плавку используют, когда получают заготовки массой от 500 кг. Процесс производят в дуговых печах с охлаждаемым тигелем, в который подается расходуемый электрод из ранее спеченных штабиков.
Получение молибдена
Порошковое спекание – это прессование в атмосфере водорода при высоких значениях давления (2000-3000 атмосфер) и температуры (1000°С — 1200°С). Полученные штабики, подвергаются спеканию при высоких температурах равных 2200°С — 2400°С. В дальнейшем молибдену придается необходимая форма за счет обработки давлением – ковкой, прокаткой, протяжкой.
Широко в промышленности используется ферромолибден, в котором до 60-70% молибдена, а оставшееся — железо. Его получают путем введения в сталь молибденовых присадок. Сплав получают путем восстановления огарка силикатом железа с добавками стальной стружки и железистой руды.
Применение
Около 3⁄4 всего производимого редкоземельного металла используется как легирующий элемент при производстве сталей. Оставшаяся 1⁄4 часть используется в чистом виде и в химических соединениях. Применение он нашел во многих отраслях промышленности.
- Космическая область и авиастроение. Изделия из молибдена и его сплавов нашли применение для облицовки и изготовления головок ракет и носов самолетов, летающих на скоростях выше звуковых. Использование как конструкционный материал – это обшивка, а как тепловой экран – головная часть.
- Металлургия. Применение молибдена в литейном производстве и металлургии обусловлено высокой прокаливаемостью. Следовательно, повышается прочность, коррозионная стойкость, вязкость. В его сплавах с кобальтом или хромом заметно повышается твердость. Из легированных сталей с молибденовыми добавками изготавливаются ответственные детали. Его добавляют в жаро- и кислотоустойчивые сплавы. Поэтому большинство инструментов, производящих горячую обработку, изготавливаются из сталей, легированных Мо.
- Химическая промышленность. Из материалов с Мо, обладающих кислотоустойчивостью, изготавливают различные аппараты для производства кислот или их переработки. Нагреватели печей, внутри которых водородная среда также изготавливаются из молибденовых сплавов. Также данный металл можно найти в составе некоторых лаков, красок, эмалей и термически наносимых глазурей. Используют металл и как катализатор для химических реакций.
- Радиоэлектроника. Мо — незаменимый материал для изготовления электроосветительных и электронно-вакуумных приборов, среди которых многим известны радиолампы.
- Медицина. В медицине элемент используется при изготовлении рентгеновских аппаратов.
- Изделия из стекла. Из-за плавления при высокой температуре Мо используют при плавлении стекла.
Марки молибдена и его сплавов
Сплавы молибдена чаше применяются в промышленности, чем чистый металл. Среди них выделяются:
- металл с чистотой 99,96%, который используется для производства электронных устройств, маркируется МЧ;
- металл, получаемый плавкой под вакуумом, маркируется молибден МЧВП;
- для производства проволоки, используемой в источниках света, применяется металл под маркой МРН, где его содержание равно 99,92%;
- при введении присадки, кремниевая щелочь, молибден маркируется МК;
- в Мо вводится цирконий (Zr) или титан (Ti) – марка ЦМ;
- при введении рения – МР;
- вольфрам с Мо – МВ.
Плюсы и минусы молибдена
Среди достоинств следует отметить следующие:
- низкая плотность, а отсюда большая прочность;
- высокий показатель модуля упругости;
- термоустойчивость;
- жаростойкость;
- коррозионная стойкость;
- практически не расширяется при нагревании.
Минусы:
- после сварки швы обладают хрупкостью;
- снижение температуры уменьшает пластичность;
- механическое упрочнение возможно до 8000 °С.
, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник: http://StankiExpert.ru/spravochnik/materialovedenie/molibden.html
Молибден — свойства и область применения
Молибден занимает 42-ю позицию в периодической таблице Менделеева, соседствуя с вольфрамом, хромом. Вещество имеет серый цвет и характерный металлический блеск. На сегодня известно о существовании более чем 30-ти изотопов Молибдена, однако в природе встречаются только шесть из них.
Основные свойства молибдена
Металл обладает высоким удельным весом 10.2 г/см3, важным свойством молибдена является его тугоплавкость — это следствие сильных межатомных связей элемента, за счет незаполненной внутренней электронной оболочки. Результатом, присущих металлу физических свойств, выступает ряд преимуществ, которыми обладают молибден и его сплавы:
- хорошая электропроводность;
- высокая механическая прочность.
В последнем пункте металл незначительно уступает вольфраму, однако превосходит его в доступности обработки давлением. Еще одна важная специфика вещества, обеспечившая ему место в качестве легирующей добавки к другим металлам, их сплавам — высокая антикоррозионная способность.
Благодаря своим антикоррозионным свойствам молибден применяется даже в моторных маслах
Склонность к быстрому окислению, становится серьезным препятствием для использования молибдена. Также при температурах 700 0С наблюдается потеря прочности, что тоже исключает его использование в чистом виде. Для улучшения качеств этого материала используют несколько способов: легирование, защитное покрытие.
Сплавы, содержащие молибден
Качество молибденовых сплавов зависит от процентной доли добавленного вещества, способности примесей и основного металла взаимодействовать, а также обуславливается технологией процесса легирования.
Некоторых известные сплавы, например, вольфрам-молибден имеют неоднозначную оценку экспертов. Поскольку вольфрам хоть и способствует повышению жаропрочности материала, привносит существенные изменения в деформируемость металла. Подобные оказии случаются и с другими элементами, которыми пробовали легировать молибден.
Наиболее удачные попытки создания жаропрочных и хорошо деформируемых сплавов связаны с редко встречающимся и трудно добываемым рением. Существенные ограничения по доступа к веществу вынудили отказаться от такого типа легирования.
Однако сплавы, повышающие температурный порог использования молибдена, все же существуют и при этом не только сохраняют, но даже улучшают его пластичность. Это титан, ниобий, цирконий и гафний. Регулируя процентное соотношение перечисленных элементов, производят сплавы, способные работать при следующих высокотемпературных режимах:
- 1100 – 1800 0С. Легируют 0,1 — 1,5% указанными ранее элементами, а также 0,01 — 0,10% углерода;
- 1500 – 2000 0С. Добавляют до 50% массы Re и W с незначительным внедрением (до 0,1%) С, В, Al, Ni, Cu. Это позволяет избегать появления трещин в процессе легирования. Из таких сплавов изготавливают прутки, листы, проволоку.
Получение молибдена
Молибден добывают из руд, содержащих до 50% непосредственно вещества, около 30% серы, 9 % кремния и незначительном присутствии других элементов. Фактически руду используют, как концентрат, подвергающийся обжигу.
Температура этого этапа составляет 570 — 600 0С, он протекает в специальных печах. Результатом становится огарок, содержащий оксид молибдена, загрязненный примесями.
Получить продукт обжига – МоО3 без примесей все-таки можно следующими двумя способами.
На фото молибденовая руда
- Возгонка – процесс преобразования вещества из твердого состояние сразу в газообразное, минуя жидкую фазу (950 — 1100 0С);
- Путем последовательных химических воздействий, начиная с аммиачной воды, что вызывает переход огарка в жидкое состояние. Оставшиеся примеси меди и железа устраняют из раствора. При этом получают полимолибдаты аммония методом выпаривания с наступлением кристаллизации вещества. Парамолибдат, прокаливают при температуре 450 — 500 0С, что дает на выходе чистый продукт МоО3. Количество примесей после такой обработки не превышает 0,05% от массы.
Чистый оксид молибдена обрабатывают в специальных трубчатых печах потоком водорода. Сначала при температуре 600 — 700 0С, повышая ее на втором этапе до 900 — 1000 0С. На выходе получают порошок, который после плавки или примененных специализированных средств порошковой металлургии преобразуется до компактного металла.
Дисульфид молибдена
В зависимости от выбранного способа получают заготовки отличающиеся формой, весом. По мере прохождения этапов преобразования форм используются: ковка, протяжка, а также прокатка металла. Для получения заготовок весом 500 кг – 2 тонны применятся дуговая или электроннолучевая плавка.
Область применения молибдена
Молибден добавляется в состав стали вместе с рядом других элементов. Процентное содержание определяет тип, полученного продукта: легированная (0,1 — 0,3 %) или инструментальная (3 — 10 %) сталь.
Роль молибдена в подобных сплавах – улучшение закаливания прокаливания. Он делает сплавы железа и углерода более прочными, повышает их сопротивляемость износу. Ферромолибдена содержит 55 — 70% молибдена. Именно его впоследствии используют, когда легируют сталь. Это направление остается основным в применении металла.
Ленты из молибдена
Лишь 30% добытого молибдена находит место в промышленности, как чистый металл или сплав, где он сохраняет свою первенствующую значимость. Его используют при производстве ядерных реакторов, обшивок космических кораблей.
Источник: http://xlom.ru/vidy-metalloloma/molibden/