+7 (495) 925-35-31
+7 (495) 118-34-07
заказать обратный звонок
X
info@wolframoff.com Сделать заказ
X

Свойства молибдена

Свойства молибдена

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 молибден имеет другие валентности. Его 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.

Молибден и его сплавы отличаются также высоким модулем упругости, малым температурным коэффициентом расширения, хорошей термостойкостью, малым сечением захвата тепловых нейтронов. Электропроводность молибдена 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 молибдена

Свойство Молибден
Атомный номер 42
Атомная масса 95,94
Параметр элементарной ячейки, нм 0,3147
Атомный диаметр, нм 0,272
Плотность при 20°С, г/cм3 10,2
Температура плавления, °С 2610
Температура кипения, °С 5687
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 5,7
Модуль Юнга, ГПа 336,3
Модуль сдвига, ГПа 122
Коэффициент Пуассона 0,3
Твердость, НВ 125
Цвет искры Короткий желтый прерывистый пучок искр
Группа металлов Тугоплавкий металл

Химические свойства молибдена

Свойство Молибден
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

Достоинстава / недостатки молибдена

Достоинства:

имеет высокую точку плавления, а следовательно - жаропрочность;

т.к. плотность молибдена (10200 кг/м3) почти в два раза меньше плотности вольфрама (19300 кг/м3), то сплавы на основе молибдена обладают значительно большей удельной прочностью (при температурах ниже 1370 °С);

молибден имеет высокий модуль упругости;

малый температурный коэффицйент расширения;

обладает хорошей термостойкостью;

малое сечение захвата тепловых нейтронов;

для молибдена характерна высокая коррозионная стойкость. Данный металл устойчив в большей части щелочных растворов, а также в серной, соляной и плавиковой кислотах при разных температурах и концентрациях.

Недостатки:

молибден обладает небольшой окалийностью;

высокая хрупкость сварных швов;

малая пластичность при низких температурах;

упрочнение молибдена нагартовкой можно использовать лишь до 700-800 °С, при более высоких температурах происходит разупрочнение из-за возврата.

Применение молибдена

Молибден применяют в качестве легирующей добавки к различным сплавам, в том числе к высококачественным сталям. Молибден и молибденовые сплавы используются в деталях, длительно работающих в вакууме до 1800°С (в соплах ракет и в электровакуумных приборах), как конструкционный материал в энергетических ядерных реакторах, для изготовления оборудования, работающего в агрессивных средах. Молибденовая проволока и молибденовая лента служит для изготовления высокотемпературных печей, вводов электрического тока в лампочках.

Молибден и его сплавы относятся к тугоплавким материалам. Для изготовления обшивки головных частей ракет и самолетов тугоплавкие металлы н сплавы на их основе используют в двух вариантах. В одном из вариантов эти металлы служат лишь тепловыми экранами, которые отделены от основного конструкцнонного материала теплоизоляцией. Во втором случае тугоплавкие металлы и их сплавы служат основным конструкционным материалом. Молибден занимает второе место после вольфрама и его сплавов по прочностным свойствам. Однако, по удельной прочности при температурах ниже 1350-1450°С молибден и его сплавы занимают первое место. Таким образом, наибольшее распространение для изготовлеиия обшивки и элементов каркаса ракет и сверхзвуковых самолетов получают молибден и ниобий и их сплавы, обладающие большей удельной прочностью до 1370°С по сравненню с танталом, вольфрамом и сплавами на их основе.

Из молибдена изготовляют сотовые панели космических летательных аппаратов, теплообменники, оболочки возвращающихся на землю ракет и капсул, тепловые экраны, обшивку кромок крыльев и стабилизаторы в сверхзвуковых самолетах. В очень тяжелых условиях работают некоторые детали прямоточиых ракетных и турбореактивных двигателей (лопатки турбин, хвостовые юбки, заслонки форсунок, сопла ракетных двигателей, поверхности управления в ракетах с твердым топливом). При этом от материала требуется не только высокое сопротивление окислению и газовой эрозии, но и высокая длительная прочность и сопротивление удару. При температурах ниже 1370°С для изготовления данных деталей используют молибден и его сплавы.

Молибден - перспективный материал для оборудования, работающего в среде серной, соляной и фосфорной кислот. В связи с высокой стойкостью молибдена в расплавленном стекле его широко используют в стекольной промышленности, в частности для изготовления электродов для плавки стекла. В настояшее время из молибдеповых сплавов изготовляют прессформы и стержни машин для литья под давлением алюминиевых, цинковых и медных сплавов. Высокая прочность и твердость сплавов молибдена при повышенных температурах обусловили их применение в качестве инструмента при горячей обработке сталей и сплавов давлением (оправки прошивных станов, матрицы, прессштемпели).

Молибден существенно улучшает свойства сталей. Присадка молибдена значительно повышает их прокаливаемость. Небольшие добавки Mo (0,15-0,8 %) в конструкционные стали настолько увеличивают их прочность, вязкость и коррозионную стойкость, что они используются при изготовлении самых ответственных деталей и изделий. Для повышения твердости молибден вводят в сплавы кобальта и хрома (стеллиты), которые применяют для наплавки кромок деталей из обычной стали, работающих на износ (истирание).Также он входит в состав ряда жаростойких и кислотоупорных сплавов на основе никеля, кобальта и хрома.

В чистом виде молибден применяют в виде ленты или проволоки, в качестве нагревательных элементов электропечей, работающих в атмосфере водорода при температурах до 1600°С. Молибденовая проволока и жесть широко используются в радиоэлектронной промышленности и рентгенотехнике для изготовления различных деталей электронных ламп, рентгеновских трубок и других вакуумных приборов.

Соединения молибдена — сульфид, оксиды, молибдаты — являются катализаторами химических реакций, пигментами красителей, компонентами глазурей. Также молибден как микродобавка входит в состав удобрений. Гексафторид молибдена применяется при нанесении металлического молибдена на различные материалы. МоSi2 используется как твердая высокотемпературная смазка. Чистый монокристаллический молибден используется для производства зеркал для мощных газодинамических лазеров. Теллурид молибдена является очень хорошим термоэлектрическим материалом для производства термоэлектрогенераторов (термо-э.д.с 780 мкВ/К). Трехокись молибдена(молибденовый ангидрид) широко применяется в качестве положительного электрода в литиевых источниках тока.

Также находят применение и химические соединения молибдена. Дисульфид MoS2 и диселенид МоSе2 молибдена используют в качестве смазки трущихся деталей, работающих при температурах от -45 до +400°С. В лакокрасочной и легкой промышленности для изготовления красок и лаков и для окраски тканей и мехов в качестве пигментов применяют ряд химических соединений Mo.

Марки молибдена и сплавовСтандарт Марка Основа % ДР. % Средн. содержание примес. и посадок % не более
ПРОВОЛОКА: ОСТ11 021.004-76,
ТУ48-19-203-76, ТУ11-77 Яе0.021.122ТУ,
ТУ11-77 Яе0.021.123ТУ МЧ Мо осн. Al+Fe-0,018. Fe-0,009. Ca+Mg-0,005. Ni-0,005. Si-0,014. C-0,005.
ПРУТОК: ТУ11-77ЯеО.О21.О57ТУ.
ТУ48-19-203-76, ТУ48-19-247-77
ПЛЮЩЕНКА: ТУ11 Яе0.021.016.-75 МЧ Мо осн. По статистич. данным K-0,0100. Са+Мg-0,0030. Al+Fe-0,014.
Ni-0,0030. Si-0,003. W-0,2000. C-0,300.
O-0,1000. N-0,0030. H-0,0005.
МЧ ЗАГОТОВКИ: ТУ48-19-88-78, ТУ48-19-250-77. ПОЛОСЫ: ТУ11-77 ЯеО.021.055, ТУ48-19-315-80, ТУ48-19-272-77,
ГОСТ 5.1820-73. ФОЛЬГА: ТУ48-19-245-76. ТРУБЫ: ТУ48-19-251-77.
ПРОВОЛОКА ДЛЯ ИСТОЧНИКОВ СВЕТА ГОСТ 27266-87 МЧ Мо 99,96 Сумма примесей - 0,04.
ПРУТОК: ТУ11-77 Яе0.021.057ТУ,
ТУ48-19-203-76, ТУ48-19-247-77
ПЛЮЩЕНКА: ТУ11 ЯеО.02 1.016-75. МЧВП Мо осн. По статистич. данным K-0,0100. Са+Мg-0,0030. Al+Fe-0,014.
Ni-0,0030. Si-0,003. W-0,2000.
C-0,300. O-0,1000. N-0,0030. H-0,0005.
МЧВП ЗАГОТОВКИ: ТУ48-19-88-78, ТУ48-19-250-77. ПОЛОСЫ: ТУ11-77 ЯеО.021.055, ТУ48-19-315-80, ГОСТ 5.1820-73.
ФОЛЬГА: ТУ48-19-245-76. ТРУБЫ: ТУ48-19-251-77.
ПОЛОСЫ: ТУ48-19-272-77 МЧВП Мо осн. Тi-0.007
В 0,005-0,025 Fe+А1-0,018 Са+Мg-0,005. Ni-0,005. Si-0,014. С-0,003. N-0,005. О-0,005. Н-0,0008.

Содержание в соединениях тугоплавких металлов в %

Формула Название соединения Молекулярный вес %
MoCl5 Пятихлористый молибден 273,24 35,12
MoO2 Двуокись молибдена 127,95 74,99
Mo03 Молибденовый ангидрид 143,95 66,66
MoS2 Двусернистый молибден 160,08 59,94
MoSi2 Дисилицил молибдена 152,12 63,07
MoCl Хлорид молибдена 131,39 73,02
MoF6 Фторид молибдена 209,94 45,7

Стандарты тугоплавких металлов

ГОСТы и ТУ на молибден 

Мо ГОСТ 17434-72 ЛИСТЫ. ПРУТКИ. ПОКОВКИ ИЗ ПОРОШКА М-МП
Мо ГОСТ 18905-73 Проволока молибденовая. Сортамент
Мо ГОСТ 25442-82 Полосы молибденовые отожженные для глубокой вытяжки.
Мо ГОСТ 27266-87 Проволока молибденовая для источников света МЧ, МК, МРН.
Мо ГОСТ 4759-91 Ферромолибден. Технические требования и условия поставки (ИСО 5452-80)
Мо ГОСТ 5.1820-73 Полосы молибденовые
Мо ОСТ1 90022-71 Сплавы молибденовые деформируемые
Мо ОСТ11 021.004-76 ПРОВОЛОКА МОЛИБДЕНОВАЯ ДДЯ ИЭТ. ОТУ МЧ, МРН, МК, МС
Мо СуО,021,001ТУ ТУ11-80 ШТАБИКИ МОЛИБДЕНОВЫЕ МЧ, МРН, МК, МС
Мо СуО,021,118ТУ ПРОВОЛОКА МОЛИБДЕНОВАЯ КАРБИДИРОВАННАЯ ИЗ ПРОВОЛ. ТУ48-9-47-66 И ОТОЖЖЕННАЯ В ВОДОРОДЕ
Мо СуО,021,141ТУ ТУ11-77 ЗАГОТОВКИ ИЗ МОЛИБДЕНА НЕШЛИФОВАННЫЕ МЧ, МК, МРН