خواص فلز مولیبدن: چگالی، نقطه ذوب و مصارف صنعتی

مولیبدن در یک نگاه

مولیبدن (نماد Mo، عدد اتمی 42) یک فلز نسوز نقره‌ای-سفید از گروه VIB است. با چگالی حدود 10.2-10.3 گرم بر سانتی‌متر مکعب، نقطه ذوب تقریباً 2623 درجه سانتی‌گراد و نقطه جوش نزدیک به 4639 درجه سانتی‌گراد، یکی از معدود فلزاتی است که استحکام مفید را بالای 1000 درجه سانتی‌گراد نگه می‌دارد. مولیبدن سخت و سخت است، زیرا در دمای اتاق به خوبی اکسید می‌شود، هوا را به خوبی هدایت نمی‌کند. لایه محافظ اکسید روی سطح آن تشکیل می شود. فراوانی پوسته آن تنها در حدود 1.1 پی پی ام است که آن را در میان عناصر کمتر رایج قرار می دهد، اما به دلیل ارزش منحصر به فرد آن برای صنایع فولاد و صنایع دمای بالا، در تناژهای بزرگ استخراج و فرآوری می شود.

خواص فیزیکی که در مهندسی اهمیت دارند

این ویژگی‌ها نقش‌های کلاسیک فلز را توضیح می‌دهند: عناصر گرمایش کوره، الکترودهای ذوب شیشه، درج نازل موشک، و افزودنی‌های آلیاژی که عملکرد فولاد را در دمای بالا افزایش می‌دهند.

رفتار شیمیایی: حالت های اکسیداسیون و واکنش های کلیدی

به عنوان یک عنصر انتقالی، مولیبدن به راحتی حالت اکسیداسیون را تغییر می دهد، از +2 به +6، و رنگ ترکیبات آن با حالت تغییر می کند. مولیبدات ها در حالت +6 بر شیمی آبی آن غالب هستند. در هوا، مولیبدن به میزان قابل توجهی فقط در دمای بالای 500 درجه سانتیگراد اکسید می شود و تری اکسید مولیبدن فرار (MoO3) را تشکیل می دهد. تری اکسید یک جامد زرد رنگ با خواص کاتالیزوری و جذب است که به طور گسترده در کاتالیزورهای گوگرد زدایی نفت، رنگدانه ها و بازدارنده های خوردگی استفاده می شود.

با فلزات غیر{0}، مولیبدن ترکیبات مهمی را تشکیل می‌دهد: دی سولفید مولیبدن (MoS2)، یک روان‌کننده جامد کلاسیک که ساختار کریستالی لایه‌ای آن اصطکاک بسیار کمی ایجاد می‌کند، و نیترید مولیبدن (MoN)، یک سرامیک سخت که در پوشش‌های مقاوم در برابر سایش و ابزارهای برش استفاده می‌شود. مولیبدن همچنین هالیدهایی مانند MoCl5 را تشکیل می دهد که پیش ماده ای برای رسوب{5}}فاز بخار و تولید کاتالیزور است.

مقاومت در برابر خوردگی در اسیدها و رسانه ها

مولیبدن در برابر حملات بسیاری از اسیدها و بازها در دمای اتاق مقاومت می کند، به همین دلیل است که از آن برای تجهیزات پردازش شیمیایی استفاده می شود. با این حال، اسید سولفوریک غلیظ داغ، اسید نیتریک غلیظ و اسید هیدروفلوئوریک مورد حمله قرار می گیرد و در مذاب های قلیایی اکسید کننده به سرعت خورده می شود. هنگامی که مولیبدن به فولادهای زنگ نزن آلیاژ می شود (معمولاً 2-4%)، عنصری است که مقاومت خوردگی حفره و شکاف را در محیط کلرید افزایش می دهد. در آلیاژهای مبتنی بر نیکل، سطوح بالاتر مولیبدن مقاومت در برابر اسیدهای کاهنده را افزایش می دهد.

رفتار آلیاژی و نقش آن در فولاد

مولیبدن ساختار دانه را تصفیه می‌کند، دمایی که در آن دانه‌ها درشت می‌شوند را افزایش می‌دهد و سختی، چقرمگی، استحکام-در حرارت بالا و مقاومت در برابر خزش فولاد را بهبود می‌بخشد. به همین دلیل است که مولیبدن افزودنی استاندارد در فولادهای مقاوم در برابر حرارت، فولادهای ابزار با سرعت بالا-و فولادهای ساختاری برای مخازن تحت فشار و نیروگاه ها است. خود آلیاژهای مبتنی بر{5}مولیبدن، مانند TZM (تیتانیوم-زیرکونیوم-مولیبدن)، برای قالب‌ها، قالب‌ها و ابزار کاری داغ استفاده می‌شوند.

مروری بر کاربردهای صنعتی

آهن و فولاد: بزرگترین خروجی، عمدتاً از طریق فرومولیبدن، برای فولادهای سازه ای، ابزار و فولادهای ضد زنگ.

فناوری دمای بالا: عناصر کوره، سپرهای حرارتی، موشک و اجزای هوافضا.

الکترونیک: بسترهای نیمه هادی، سینک های حرارتی و الکترودهایی که در آنها پایداری دمایی{0} بالا مورد نیاز است.

صنایع شیمیایی: کاتالیزورها، تجهیزات مقاوم در برابر خوردگی{0}، روان کننده های MoS2.

پزشکی و کشاورزی: ​​مولیبدن یک عنصر کمیاب ضروری در آنزیم ها است. کودهای مولیبدیت کمبود مولیبدن را در محصولات اصلاح می کنند.

هنگام خرید مولیبدن چه مواردی را باید مشخص کنید

محصولات آسیاب مولیبدن معمولاً به صورت صفحه، ورق، میله، سیم و پودر در هر ASTM B386 (صفحه، ورق، نوار) ​​و ASTM B387 (میله، میله، سیم) با درجه خلوص مانند 99.95% Mo یا Mo-0.5Ti عرضه می شوند. پودر بر اساس اندازه ذرات طبقه بندی می شود و ماده اولیه برای قطعات فشرده و متخلخل، پوشش های اسپری حرارتی و افزودنی های آلیاژی است. خلوص مورد نیاز، تحمل ابعادی و وضعیت سطح را با تامین کننده تایید کنید و یک گواهی آسیاب با آنالیز شیمیایی درخواست کنید.

سوالات متداول

چرا مولیبدن را فلز نسوز می نامند؟

فلزات نسوز با نقطه ذوب بسیار بالا تعریف می شوند. مولیبدن در حدود 2623 درجه سانتیگراد ذوب می شود که آن را در خانواده تنگستن، تانتالیوم و نیوبیم قرار می دهد و آن را برای خدمات بسیار بالاتر از حد فولاد مناسب می کند.

آیا مولیبدن در آب دریا خورده می شود؟

به عنوان یک فلز خالص، کاربرد محدودی در آب دریا دارد، اما به عنوان یک عنصر آلیاژی در فولادهای ضد زنگ و آلیاژهای نیکل، افزودنی کلیدی برای مقاومت در برابر حفره‌های کلرید و خوردگی شکاف در خدمات دریایی است.

MoS2 برای چه مواردی استفاده می شود؟

دی سولفید مولیبدن یک روان کننده جامد با ساختار لایه ای است. در گریس‌ها، لایه‌های خشک، یاتاقان‌ها و کاربردهای فشار شدید که در آن روغن‌های مایع نمی‌توانند زنده بمانند، استفاده می‌شود.

چرا مولیبدن به فولاد اضافه می شود؟

مولیبدن سختی، استحکام{0}در دمای بالا، مقاومت در برابر خزش و چقرمگی را بهبود می‌بخشد و شکنندگی مزاج را کاهش می‌دهد. در فولادهای ابزار{2}}مقاوم در برابر حرارت و سرعت بالا{3}} ضروری است.

آیا مولیبدن یک فلز کمیاب یا استراتژیک است؟

مولیبدن در میان نادرترین عناصر نیست، اما تولید آن در چند کشور متمرکز است، که آن را از نظر استراتژیک برای زنجیره های تامین فولاد، انرژی و دفاعی مهم می کند. در دسترس بودن بازار عموماً از طریق معامله گران فرومولیبدن و اکسید خوب است.

مولیبدن به چه شکل هایی برای تولید وجود دارد؟

فرم های رایج عبارتند از فرومولیبدن (برای فولادسازی)، اکسید مولیبدن (برای مسیرهای شیمیایی و احیا)، پودر فلز، ورق/ورق/میله/سیم پخته شده و فرفورژه و قطعات تکمیل شده مانند عناصر کوره و الکترود.