钼(Mo)是管理具有挑战性的热应用的首选,因为它具有高导热性、低热膨胀率和真空/惰性炉在高温下的机械强度,以及电子芯片的散热器。此外,钼的优良电学性能已在微电子学领域得到广泛应用,如平板显示器的薄膜晶体管和光伏电极等。钼在世界范围内的最大应用是作为工具钢和高强度低合金钢的合金元素,以及用于增加耐腐蚀性的不锈钢。
钼的性质钼是一种有光泽的银色金属,熔点为2620°C,沸点为5560°C。钼具有高强度和高刚度,并且在温度升高时不易软化,因此使钼成为耐火条件下性能最好的金属之一。优异的导热性和低的热膨胀度增强了这些性能。
钼的制造钼是一种用途广泛的材料,通常在许多市场上使用。这种动态的性能范围是由材料的和易性辅助的。由纯钼及其合金制成的部件可以通过一系列技术来设计,包括:
- 添加剂制造
- 粉末冶金
- 电弧熔化-挤压
- 热轧与冷轧
- 冲压及拉深
这些技术被广泛用于制造制造超薄钼涂层、散热器、坩埚、炉衬和耐火材料电极的板和管。
钼是最常用的难熔金属,这类元素以其特殊的机械强度和极高的熔点而闻名。纯钼是一种致密的银白色金属,熔点为2622摄氏度。除了高熔点外,钼还具有许多其它令人满意的性能,包括耐腐蚀、高导电性、高导热性和宽温度范围内有用的线膨胀系数。
钼及其合金的用途非常广泛,可以通过一系列技术进行加工,包括增材制造、粉末冶金、电弧熔炼、电子束熔炼、挤压、锻造和冷热轧制。
这使得它成为一种理想的工程材料。钼可以以纯形式使用,也通常与铜和钛等其他材料结合,形成一系列高性能材料。
玻璃熔化电极
20世纪50年代,研究人员发现熔融玻璃可以导电。这导致了电炉的发展,在电炉中,浸入熔体中的电极通过电流将热量传递给熔化的玻璃
玻璃熔化电极暴露在极高的温度和腐蚀性的化学条件下。随后,钼成为早期电炉的理想材料,它表现出耐热性、耐腐蚀性和高导电性的要求(2×107 S/m)。其他材料如铂、氧化锡、碳和镍合金(如因康乃尔)在玻璃熔解电极中的应用有限,但这些材料在所需温度下易碎且强度低。
钼仍然是当今电升压、燃气炉的首选材料,有时还会加入少量锆合金以提高耐蚀性。先进的涂层甚至可以使钼基材料在空气中升温而不氧化。
炉窑及热处理
钼的极耐热性也使它在热处理和材料加工的熔炉和容器中成为耐火材料。在整个制造业中,钼和钼基合金被用于生产耐用的加热元件、坩埚、热区和能够抵抗极端温度的炉架。钼镧(MoLa)合金是氧化弥散强化(ODS)合金的一种,具有较好的抗高温蠕变性能。钼镧是一种理想的材料,适用于要求尺寸稳定性和在温度高于纯钼或钼TZM合金能力的应用。
锻造模具
锻造通常涉及使用压缩力,用模具塑造加热的金属。因此,这些精密加工的部件必须能够同时承受高温和巨大的压缩力。钼在高温下承受高机械负荷的能力被称为“热强度”,这是钼闻名的特点。
等温锻造模具由TZM或MHC(钼基合金)等钼基合金制成,具有高温强度、抗蠕变、高再结晶温度,从而实现精确高效的模锻。钼与一系列制造技术的兼容性,确保钼锻模可以生产高水平的精度,以适应一系列模锻应用。
平板显示器
钼的溅射-在钼的溅射“目标”被离子轰击,从其表面喷射出原子-可以产生薄的钼涂层,在电子工业中有许多应用。超高清平板显示器是钼溅射技术实现的众多产品之一该应用利用钼的高比阻抗和薄膜应力来提高LCD屏幕的亮度、颜色和对比度。
医用x射线系统
钼被广泛用于医疗设备中,作为CT扫描仪的高能x射线管的组成部分。x射线管是一项高度发展的技术,高功率密度将材料推向极限。3 .压制、烧结和锻造的钼和钼钛锆合金(TZM)被用于制造耐用的旋转x射线管阳极组件,形成x射线发射组件的一个整体部分。
灯光
尽管电灯从1802年就以这样或那样的形式存在了,但直到一个多世纪后的1906年,通用电气公司才开始将难熔金属元件引入现代电灯泡。钼丝和钨丝的耦合因其独特的性能而成为一种成功的组合。当电能通过各种内部元件时,白炽灯就会发热。在高温下,大多数材料开始膨胀或融化。由于钼的化学特性,金属丝在没有任何膨胀的情况下保持稳定,并成功地支撑了主钨丝,当灯打开,能量流动时。
航空航天
在驾驶飞机时,飞行员必须有适当的能见度,以确保机上所有乘客的安全,无论天气状况如何。钼丝因其在高温条件下抗材料蠕变和膨胀而具有另一种外观。电流通过钼丝加热材料,导致金属丝将热量传递到挡风玻璃,并起到除霜机制的作用。由于热膨胀系数低,这种金属丝能够保持其形状,并保证每年数以百万计的商业和非商业航班的安全。
汽车
钼的优良性能常与其他材料结合使用,特别是在汽车工业中。通常,钼与钢结合形成的合金强度更强,抗腐蚀能力更强。汽车工业中的一个例子就是铬钼钢合金,它是铬、钼和其他微量元素的组合。由于其优异的强度与重量比,该合金被用于汽车的离合器和飞轮等部件,使其成为汽车内部工作的重要部件,同时由于其相对较轻的重量,提高了燃油经济性。
不锈钢众所周知,不锈钢是一种广受欢迎的材料,因其优异的防腐性能而得名。虽然大多数消费者都知道它在厨房用具方面令人垂涎的特性,但世界上还有许多其他产品受益于在不锈钢中添加钼。维护公共供水卫生完整性的工业钢管和管材得益于钼的防锈性能。水下油气管道采用不锈钢材料,以防止海水的腐蚀性,同时降低燃料供应中污染物的风险。最后,许多流行的消费产品是钼不锈钢合金的结果,如瑞士军刀和许多其他常见的家庭用品。
真空炉真空炉是工业环境中专用的无空气环境,温度可达1100-1500摄氏度(2000-2800华氏度),用于粘合不同的材料和其他制造工艺。合金钢常在这种条件下热处理以提高硬度。由于其极高的熔点,熔炉主要是用难熔金属,即钨和钼板建造的。当其他材料在强烈的热处理下膨胀并开始熔化并随后成型时,钼镀层作为保护隔热层保持稳定,并由于其有价值的化学剖面而保持其形状。