Молибден, свойства молибдена и применение

Содержание
  1. Молибден и его сплавы – свойства, производство, обработка и применение
  2. Присутствие в природе
  3. Физические свойства
  4. Химические свойства
  5. Производство молибдена
  6. Этапы производства:
  7. Обработка молибдена
  8. Достоинства и недостатки молибдена
  9. Молибден в организме человека
  10. Основные марки молибдена
  11. Сплавы молибдена
  12. Применение молибдена
  13. Молибден – свойства и область применения | XLOM.RU – это лучший портал о металлоломе и вторсырье в России!
  14. Основные свойства молибдена
  15. Сплавы, содержащие молибден
  16. Получение молибдена
  17. Область применения молибдена
  18. Молибден: важный, но опасный для человека минерал
  19. Что такое молибден?
  20. Он действует как кофермент для важных ферментов
  21. Очень малый процент людей испытывает дефицит молибдена
  22. Дефицит молибденового кофермента может привести к серьезным симптомам, проявляющимся в младенческом возрасте
  23. Избыток молибдена может стать причиной серьезных побочных эффектов
  24. Симптомы подагры
  25. Слабое здоровье костей
  26. Снижение репродуктивной способности
  27. Молибден может применяться при лечении некоторых заболеваний
  28. Молибден
  29. Получение молибдена
  30. Применение
  31. Марки молибдена и его сплавов
  32. Применение молибдена и его свойства
  33. Характеристика материала
  34. Варианты применения молибдена
  35. Виды лома

Молибден и его сплавы – свойства, производство, обработка и применение

Молибден, свойства молибдена 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

СвойствоЗначение
Группа металловТугоплавкий
Плотность при 20°С10,2 г/cм3
Температура плавления2610 °С
Температура кипения4612 °С
Теплопроводность142 Вт/(м*К)
Теплота плавления28 кДж/моль
Теплота испарения590 кДж/моль
Удельная теплоемкость0,256 Дж/(г*К)
Электросопротивление5,70 мкОм*см
Молярный объем9,4 см3/моль
Модуль сдвига122 ГПа
Твердость125 НВ
Коэффициент линейного расширения4,9 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:

СвойствоЗначение
Ковалентный радиус:130 пм
Радиус иона(+6e) 62 (+4e) 70 пм
Электроотрицательность (по Полингу):2,16
Электродный потенциал:0
Степени окисления6, 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

ДостоинстваНедостатки
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:

Молибден – свойства и область применения | XLOM.RU – это лучший портал о металлоломе и вторсырье в России!

Молибден, свойства молибдена и применение

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.

Молибден: важный, но опасный для человека минерал

Молибден, свойства молибдена и применение

Молибден — это незаменимый минерал, который в большом количестве содержится в бобах, злаках и субпродуктах.

Он активирует ферменты, которые способствуют расщеплению опасных сульфитов и предотвращают накопление в организме токсинов.

Случаи недостаточного или чрезмерного потребления данного минерала крайне редки, поскольку все они связаны с серьезными неблагоприятными последствиями.

Поскольку молибден содержится во многих часто встречающихся в нашем рационе продуктах, среднее его суточное потребление часто превышает рекомендованные значения. По этой причине большинству следует отказаться от приема добавок данного вещества.

До тех пор, пока вы придерживаетесь здорового рациона с большим разнообразием продуктов, молибден остается питательным веществом, беспокоиться о котором нет необходимости.

Что такое молибден?

Молибден — это незаменимый минерал в нашем организме, подобный железу и магнию.

Он присутствует в почве и переносится в наш рацион, когда мы потребляем продукты растительного происхождения, а также мясо животных, выкормленных на этих растениях.

Существует крайне малое количество данных о конкретном содержании молибдена в тех или иных продуктах, поскольку этот показатель зависит от почвы.

Несмотря на изменчивое количество, самыми богатыми источниками молибдена, как правило, является фасоль, чечевица, крупы и субпродукты, особенно печень и почки. К источникам с меньшей концентрацией минерала относятся прочие продукты животного происхождения, а также фрукты и многие овощи.

Исследования показали, что наш организм с трудом перерабатывает молибден из определенных продуктов, в частности соевых. Однако ученые не считают это проблемой, поскольку существует огромное множество продуктов, богатых этим минералом.

Поскольку организму он необходим в ничтожном количестве, и присутствует в самых разнообразных продуктах, дефицит молибдена – явление крайне редкое. По этой причине людям, как правило, нет необходимости в приеме добавок, за исключением определенных медицинских причин.

Вывод:

Молибден содержится во многих продуктах, таких как бобы, злаки и субпродукты. Нашему организму этот минерал требуется в ничтожно малых количествах, поэтому случаи его дефицита крайне редки.

Он действует как кофермент для важных ферментов

Молибден имеет исключительно важное значение для многих процессов в нашем организме.

При попадании в организм он всасывается из желудка и кишечника в кровь, которая переносит его к печени, почкам и другим органам.

Некоторое количество этого минерала хранится в печени и почках, однако большая его часть преобразуется в молибденовый кофермент. Все излишки молибдена выводятся из организма вместе с мочой.

Молибденовый кофермент активирует четыре основных фермента, которые представляют собой биологические молекулы, управляющие химическими реакциями в организме.

Ниже перечислены эти четыре фермента:

  • Сульфитоксидаза: Преобразует сульфиты в сульфаты, предотвращая опасное накопление сульфитов в организме.
  • Альдегидоксидаза: Расщепляет альдегиды, которые могут оказывать отравляющее воздействие на организм. Также помогает печени расщеплять алкоголь и некоторые лекарственные препараты, как, например, те, что применяются при лечении рака.
  • Ксантиноксидаза: Преобразует ксантин в мочевую кислоту. Эта реакция помогает расщеплять ненужные нуклеотиды – строительные блоки ДНК. Оставшиеся в результате этого процесса молекулы выводятся вместе с мочой.
  • Митохондриальный восстановитель амидоксима (mARC): Функция этого фермента до конца не ясна. Считается, что он удаляет токсичные побочные продукты обмена веществ.

Роль молибдена в расщеплении сульфитов особенно важна.

Сульфиты естественным образом присутствуют в продуктах питания и иногда используются в качестве консерванта. Их накопление в организме может вызвать аллергическую реакцию, включающую в себя диарею, проблемы с кожей или даже затрудненное дыхание.

Вывод:

Молибден действует как кофермент для четырех ферментов. Эти ферменты участвуют в обработке сульфитов, а также в расщеплении и выведении из организма токсинов и побочных продуктов.

Очень малый процент людей испытывает дефицит молибдена

Несмотря на широкий ассортимент добавок этого минерала дефицит молибдена у здоровых людей встречается крайне редко.

Было зафиксировано несколько исключительных случаев дефицита молибдена, где данное состояние было связано с серьезными нарушениями здоровья.

В одном случае госпитализированный больной получал через трубку искусственное питание, в котором полностью отсутствовал молибден. Это привело к таким тяжелым симптомам, как учащенное сердцебиение и дыхание, рвота, дезориентация и в какой-то момент кома.

Длительный дефицит молибдена наблюдался в некоторых группах населения и был связан с повышенным риском рака пищевода.

В одном небольшом регионе Китая рак пищевода встречается в 100 раз чаще, чем в США. Специалистами было обнаружено, что в почве в данном регионе присутствует крайне малое количество молибдена, что и привело к длительному малому его потреблению с пищей.

Кроме того, ученые выявили, что в образцах волос и ногтей жителей регионов с высоким риском рака пищевода, таких как северный Иран и Южная Африка, уровень молибдена также крайне низок.

Необходимо иметь в виду, что эти случаи относятся к отдельным группам населения. Для большинства людей риск дефицита молибдена отсутствует.

Вывод:

В некоторых случаях низкая концентрация молибдена в почве была связана с раком пищевода. Однако, поскольку среднее суточное потребление молибдена в США превышает рекомендованные значения, случаи дефицита крайне редки.

Дефицит молибденового кофермента может привести к серьезным симптомам, проявляющимся в младенческом возрасте

Дефицит молибденового кофермента — это крайне редкое генетическое состояние, при котором организм новорожденного не способен самостоятельно производить молибденовый кофермент.

В результате чего не происходит активации упомянутых ранее четырех важных коферментов.

Такое состояние вызвано рецессивной наследственной мутацией гена, то есть ребенок должен получить пораженный ген сразу от обоих родителей.

При рождении дети с таким расстройством выглядят нормальными, однако в течение недели новорожденные начинают испытывать недомогание и судороги, которые не проходят в результате лечения.

В их крови накапливается токсичный уровень сульфитов, поскольку организм не способен преобразовать их в сульфаты. Такое состояние приводит к аномалиям мозга и тяжелым нарушениям развития.

К сожалению, малыши с таким заболеванием не переживают ранее детство.

К счастью, данное расстройство встречается крайне редко. До 2010 года по всему миру было зафиксировано лишь около 100 подобных случаев.

Вывод:

Дефицит молибденового кофермента приводит к аномалиям мозга, нарушениям развития и смерти в детском возрасте. К счастью, данное состояние встречается крайне редко.

Избыток молибдена может стать причиной серьезных побочных эффектов

Как и в случае со многими другими витаминами и минералами, нет никакой пользы в приеме более высоких, чем рекомендовано, доз молибдена.

Более того, чрезмерное увлечение этим минералом может, наоборот, серьезно навредить здоровью.

Максимальное переносимое потребление (МПП) — это максимальная суточная доза питательного вещества, которая, скорее всего, не принесет никакого вреда большинству людей. Регулярное превышение этого значения не рекомендуется.

Случаи токсического воздействия молибдена на человека достаточно редки, а исследования на человеке ограничены. Тем не менее, исследования на животных показали, что чрезмерно высокий уровень потребления этого минерала связан со снижением роста, почечной недостаточностью, бесплодием и диареей.

В редких случаях добавки молибдена могут вызывать у человека серьезные побочные эффекты, несмотря даже на то, что дозировка не превышала МПП.

В одном случае мужчина в течение 18 дней потреблял низкую дозировку молибдена. Это привело к судорогам, галлюцинациям и необратимым повреждениям мозга.

Потребление большого количества молибдена также связано с рядом других расстройств.

Симптомы подагры

Из-за действия фермента ксантиноксидазы избыток молибдена может привести к накоплению мочевой кислоты.

Группа американцев, ежедневно потреблявших высокую дозировку молибдена в сутки, что в 5-7 раз превышает МПП, сообщала о симптомах подагры.

Подагра возникает вследствие повышенного уровня в крови мочевой кислоты, что приводит к образованию вокруг суставов крошечных кристаллов, являющихся причиной боли и отеков.

Слабое здоровье костей

Исследования показали, что избыточное потребление молибдена потенциально может привести к снижению роста костей и минеральной плотности костей.

На данный момент контролируемые исследования на человеке отсутствуют. Однако неэкспериментальное исследование 1496 человек дало интересные результаты.

Было выявлено, что у женщин старше 50 лет, по мере роста уровня потребления молибдена, уменьшается минеральная плотность костей в поясничном отделе позвоночника.

Проведенные на животных контролируемые исследования подтверждают эти выводы.

В одном исследовании крысы получали большое количество молибдена. По мере роста уровня потребления этого минера рост костей у испытуемых крыс замедлялся.

В аналогичном исследовании на утках высокое потребление молибдена было связано с повреждением костей стоп.

Снижение репродуктивной способности

Исследования также выявили связь между высоким потреблением молибдена и проблемам с репродуктивной функцией.

Неэкспериментальное исследование, в котором приняли участие 219 мужчин, являющихся пациентами клиник по лечению бесплодия, показало значительную связь между высоким уровнем молибдена в крови и снижением количества и качества сперматозоидов.

Другое исследование выявило, что высокий уровень молибдена в крови также связан с низким уровнем тестостерона. В сочетании с низким уровнем цинка такой дефицит привел к колоссальному снижению уровня тестостерона на целых 37%.

Проведенные на животных контролируемые исследования подтверждают эту взаимосвязь.

У крыс высокое потребление молибдена было связано со снижением репродуктивной способности, нарушением роста потомства и аномалиями семенной жидкости.

Несмотря на то, что имеющиеся работы затронули множество вопросов, требуется проведение большего количества исследований.

Вывод:

В редких случаях высокое потребление молибдена связано с судорогами и повреждениями головного мозга. Первоначальные исследования также предполагают связь высокого уровня этого минерала с подагрой, слабым здоровьем костей и снижением репродуктивной функции.

Молибден может применяться при лечении некоторых заболеваний

В ряде случаев молибден может помочь снизить уровень меди в организме. Этот процесс активно изучается, как потенциальное лечение некоторых хронических заболеваний.

Было обнаружено, что у жвачных животных, таких как коровы и овцы, избыточное потребление молибдена приводило к дефициту меди.

Благодаря специфической анатомии жвачных животных молибден и сера объединяются в их организме, образуя соединения, называемые тиомолибдатами. У жвачных животных такой процесс предотвращает всасывание меди.

Для человека это не является проблемой, поскольку наша пищеварительная система отличается от животных.

Однако так же химическая реакция используется для разработки вещества тетратиомолибдата (TM).

TM обладает способностью снижать уровень меди и изучается как потенциальное средство для лечения болезни Вильсона, рака и рассеянного склероза.

Вывод:

Как показали исследования, продукт химической реакции молибдена и серы снижает уровень меди в организме. На данный момент он активно изучается как средство для лечения таких хронических заболеваний, как рак и рассеянный склероз.

Источник: https://russiaherb.com/molybdenum/

Важно: перед употреблением любых биодобавок проконсультируйтесь с лечащим врачом. Помните, биодобавки не заменят лекарства и традиционную медицину. Дозировку биодобавок, как и лекарств, должен установить лечащий врач согласно состоянию пациента.

Молибден

Молибден, свойства молибдена и применение

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:

  1. Возгонка при температуре 950 °С — 1100 °С.
  2. 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:

  1. В трубчатой печи при температуре 550°С — 700°С в потоке сухого водорода происходит отделение атомов кислорода.
  2. 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.

Использование молибдена зависит от его свойств и характеристик. Присущие физические свойства молибдена приведены ниже:

  • тип металла — высокотемпературная плавка;
  • молибденовый цвет – свинцовый;
  • плотность молибдена — 10,2 г/cм3;
  • плавление при температуре — 2615°С;
  • закипание при температуре — 4700°С;
  • проводимость тепла — 143 Вт/(м·К);
  • тепловая емкость — 0,27 кдЖ/(кгК);
  • энергия для плавления — 28000 Дж/моль;
  • энергия для испарения — 590000 Дж/моль;
  • линейное расширение, коэффициент — 6·10-6;
  • электрическое сопротивление — 5,70 мкОм·см;
  • расчетный объем — 9,4 см3/моль;
  • усилие сдвига — 122·10·6 Па;
  • твердость — 125 НВ;
  • магнитная проницаемость -90·10-6.

Точению данный металл подвергается не часто, но обработка ведется стандартизованным инструментом.

Молибден, химические свойства которого приведены ниже, имеет следующие характеристики:

  • радиус валентности — 130·10-12 м;
  • ионный радиус — (+6e) 62 (+4e) 70·10-12 м;
  • электрическая отрицательность — 2,15;
  • потенциал электрический – 0;
  • валентности при окислении — 2-3-4-5-6
  • валентность молибдена – 6;
  • температура начала окисления — 400°С;
  • окисление до МоО3 при температуре — 600°С и выше;
  • реакция с водородом – нейтральная;
  • температура реакции с хлором – 250°С;
  • температура реакции с фтором – комнатная;
  • температура реакции с серой – 440°С;
  • температура реакции с азотом — 1500°С.

С кислородом элемент образует два основных оксида:

  • МоО3 – кристаллическая форма белого цвета
  • МоО2 – серебристого цвета.

Молибден MoS2

Свойства растворимости молибдена в химических растворах: растворим в щелочах и кислотах при нагревании. Это способствует получению различных соединений или его очищению.

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.

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. Радиоэлектроника. Мо — незаменимый материал для изготовления электроосветительных и электронно-вакуумных приборов, среди которых многим известны радиолампы.
  5. Медицина. В медицине элемент используется при изготовлении рентгеновских аппаратов.
  6. 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.

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.

Применение молибдена и его свойства

Молибден, свойства молибдена и применение

Благодаря свойствам применение молибдена в промышленности широко распространено в России и мире. Металлургия, авиационная промышленность, машиностроение, сельское хозяйство – это не весь список, где применяют этот стратегический металл. Он настолько восстребован, что цена молибдена неуклонно растет год от года. 

Характеристика материала

Физические свойства. Молибден – редкоземельный металл серого цвета, внешне похож на свинец. Температура плавления 2619 ºС. Отличается повышенной пластичностью. Модуль Юнга 336 ГПа, что в 1,5 раза больше, чем у стали. Плотность составляет 10,2 гсм3.

Самым жаростойким металлом считается вольфрам. Но касаемо удельной жаропрочности при температурах до 1400 ºС, молибден не имеет конкурентов. Молибден имеет низкое значение коэффициента линейного расширения.

При изменении температуры на 1000 ºС, его размер увеличится всего на 0,0049 мм.

Теплопроводность составляет 300 Втм К. Электросопротивление 5,6 мкОМ см. После предварительной механической и термической обработок прочность металла может составлять 20-23 кгмм2. Обладает парамагнитными свойствами.

Среди недостатков отметим низкую пластичность при температурах ниже -30 ºС.

Химические свойства. Молибден полностью устойчив к воздействию окружающей среды в обычных атмосферных условиях. Процесс окисления начинается при 420 ºС, образуя соединение низкой твердости оксид молибдена.

Молибден инертен к водороду при температуре до 2620 ºС. Нейтрален к таким элементам как углерод, фтор, кремний, азот, сера. Молибден не вступает в химические реакции с основными видами кислот: соляная, серная, азотная, фтористая.

Технологические свойства. В условиях комнатной температуры молибденовый круг радиусом 5 мм может быть завязан в узел без использования специального оборудования или быть раскатанным до толщины 0,1 мм. Такая податливость металла способствует получению разных видов профильного проката.

Молибден хорошо обрабатывается методом резания при условии применения смазочно-охлаждающей жидкости на основе серы.

Молибден не выделяется качеством сварных швов. Относится к 3 группе свариваемости. Процесс сварки осуществляется дуговым методом. Для придания сварным соединениям большей пластичности зона контакта должна находиться в среде защитных газов. Предпочтение здесь отдается гелию или аргону.

Биологические свойства. Молибден содержится в организме человека в пределах 8-10 мг. Прежде всего, он влияет на протекание анаболических процессов. Усиливает воздействие витамина С, тем самым способствует усилению иммунной системы. Молибден является регулятором меди, предотвращает ее накапливание в крови.

Молибденовые сплавы имеют характерную особенность химического состава – низкий процент содержания легирующих элементов. Только двухкомпонентные твердые растворы имеют значительный процент вольфрама в своем составе (до 50%).

Основными отечественными марками молибденового сплава являются:

  • Молибденовый сплав ЦМ-2А. Легирующими добавками служат титан (0,07-03%) и цирконий (0,07-0,15%). Помимо данных элементов может включать карбидные фазы (до 0,004%). Предел прочности составляет 30 кгмм2. Значительно падает после прохождения температурного порога в 1200 С. Основные преимущества сплава – технологичность и пластичность, которые дают возможность получения из него производственных полуфабрикатов.
  • Молибденовый сплав ВМ-1 значительно не отличается от вышеописанного сплава. Имеет аналогичные показатели как химических, так и механических свойств.
  • Молибденовый ВМ-2 имеет в своем составе больший процент циркония, делая его более жаростойким. Это позволяет ему выдерживать температуры в 1300-1400 С окружающей среды. Обладает пределом прочности 48 кгмм2, в 1,6 раза выше чем у ЦМ-2А.
  • Дополнительное легирование молибденового сплава ВМ-3 титаном (1,3%), цирконием (0,6%), ниобием (1,8%) приводит к дальнейшему увеличению жаропрочности. Выдерживает нагрузки до 27 кгмм2 при температуре до 1360 С. Однако ВМ-3 имеет пониженный уровень пластичности. Это делает его менее технологичным и ограничивает применение в производстве.

Варианты применения молибдена

Как жаро- и коррозионностойкий материал используется при производстве самых нагруженных частей механизмов и конструкций разного рода промышленности. Среди его основного назначения следует отметить:

  • Применение в авиационной промышленности при изготовлении всевозможных узлов турбовинтовых реактивных двигателей: воздухозаборники, лопатки турбин и прочее.
  • Ракетно-космическая отрасль применяет молибден при производстве отдельных деталей летательных агрегатов: носовые обтекатели, теплоотражатели, рули, сотовые панели, обшивка и т.д. Происходит это по причине соотношения жаропрочности и плотности. Хотя молибден и уступает абсолютной жаростойкости вольфраму, он опережает его в удельной. Поэтому при температуре ниже 1350 выгоднее применять молибден, т.к. существенно снижается масса конструкции.
  • Применение в металлургии в качестве легирующей добавки. Молибден размельчает зернистую структуру стали, тем самым упрочняя ее. Помимо этого, происходит увеличение сопротивление коррозии, прокаливаемости и твердости. Добавление в сталь 0,3% молибдена повышает ее прочность в 3 раза.
  • В электротехнике применяют при изготовлении державок нитей вольфрама в лампах накаливания. Такое использование связано с обладанием молибдена свойствами сохранения линейных размеров при повышенных температурах.
  • В машиностроении молибден используют как материал для обойм подшипников скольжения и шариков подшипников качения. Наконечников режущего инструмента: зенкеров, сверл, токарных резцов, фрез.
  • Молибденовые электроды применяют в электропечах для расплавки стекла, по причине того, что металл не вступает в химические реакции с оксидом кремния.
  • Сульфиды молибдена служат высокотемпературной смазкой в ответственных узлах, работающих на трение.
  • В теплотехнике используют как материал для нагревателей и теплоизоляции вакуумных печей.
  • В медицине молибден является сырьем в производстве технеция, который служит средством диагностирования злокачественных опухолей.
  • В сельском хозяйстве молибден добавляется в состав удобрений. Доказано, что молибден увеличивает рост растений.

Его даже добавляют в машинное масло, благодаря антикоррозионным свойствам. Например, его можно найти в масле вязкостью 10W40.

Виды лома

Молибденсодержащие отходы нормируются ГОСТом 1639-93. Согласно ему, молибденовый лом подразделяется на:

  • Чистый молибден в виде кусков труб, стержней, прутков, плит, пластин и прочее. металла не ниже 99%. На рынке редкоземельных металлов города Москва данный тип лома – самый выгодный в цене.
  • Кусковые отходы с засоренностью 2% и массой не меньше 20 г.
  • Остатки электродов, детали электровакуумных печей, рентгеновские трубки, элементы электронагревателя с содержанием металла до 95%.
  • Наименование аналогично предыдущему пункту, но количество молибдена составляет 98%.
  • Проволока и стружка. Молибден 90%.
  • Порошковый молибден с содержанием посторонних примесей не более 5%.
  • Пасты, высевки и другие соединения на основе молибдена. Чистый металл 75%.

Данное разделение носит условный характер. Более подробные сведения можно получить непосредственно в пунктах приема металлолома города Москва или другом  регионе России.

Здоровое тело
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: