Molibdeno metálico
El molibdeno es un metal blanco plateado, dúctil y muy resistente a la corrosión. Tiene uno de los puntos de fusión más altos de todos los elementos puros (solo el tantalio y el tungsteno tienen puntos de fusión más altos). El molibdeno también es un micronutriente esencial para la vida.
Beneficios del metal molibdeno
Punto de encuentro alto:
El molibdeno metálico tiene uno de los puntos de fusión más altos de todos los metales, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de alta temperatura.
Alta resistencia y dureza:
El metal molibdeno tiene una excelente resistencia a la tracción y dureza, lo que lo hace ideal para su uso en componentes que requieren resistencia y durabilidad.
Bajo coeficiente de expansión térmica:
El metal molibdeno tiene un coeficiente de expansión térmica más bajo que la mayoría de los metales, lo que ayuda a mantener su forma e integridad a altas temperaturas.
Buena conductividad eléctrica y térmica:
El molibdeno metálico es un excelente conductor de calor y electricidad y se utiliza a menudo en componentes electrónicos como transistores y diodos.
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El molibdeno (Mo) es el elemento número 42 de la tabla periódica. Es un metal plateado y tiene el sexto punto de fusión más alto de todos los elementos, lo que demuestra sus posibles usos en la construcción y los metales.
El molibdeno fue descubierto por Carl Welhelm Scheele, un químico sueco, en 1778 en un mineral conocido como molibdenita (MoS2), que se había confundido con un compuesto de plomo. El molibdeno fue aislado por Peter Jacob Hjelm en 1781. Hoy en día, la mayor parte del molibdeno se obtiene a partir de molibdenita, wulfenita (PbMoO4) y powellita (CaMoO4). Estos minerales suelen presentarse junto con minerales de estaño y tungsteno. El molibdeno también se obtiene como subproducto de la minería y el procesamiento de tungsteno y cobre.
Durante más de un siglo, el molibdeno no tuvo un uso viable debido a su escasez y a la dificultad de adquirirlo y extraerlo en estado puro. Las primeras aleaciones de acero con molibdeno resultaron muy prometedoras por su mayor dureza, pero los esfuerzos por fabricarlas a gran escala se vieron obstaculizados por resultados inconsistentes y una tendencia a la fragilidad y la recristalización. En 1913, Frank E. Elmore desarrolló un proceso de flotación para recuperar la molibdenita de los minerales; la flotación sigue siendo el principal proceso de aislamiento en la actualidad.
Comenzó a ser útil durante las guerras, cuando su relación resistencia-peso superaba con creces a cualquier otro material disponible en el mercado. Durante la Primera Guerra Mundial, la demanda de molibdeno aumentó drásticamente. El molibdeno se utilizó como blindaje para tanques (hasta 3" de espesor de láminas de molibdeno) y otros vehículos militares, y también como sustituto del tungsteno en aceros de alta velocidad. Después de la guerra, su demanda disminuyó y no fue hasta la Segunda Guerra Mundial cuando volvió a desempeñar otro papel importante. Pero el uso del molibdeno se ha ampliado a varios usos nuevos a medida que se ha desarrollado la tecnología y ahora desempeña un papel fundamental en la construcción e incluso en la agricultura.
El disulfuro de molibdeno (MoS2), uno de los compuestos del molibdeno, se utiliza como lubricante para altas temperaturas. El trióxido de molibdeno (MoO3), otro compuesto del molibdeno, se utiliza para adherir esmaltes a los metales. Otros compuestos del molibdeno son el ácido molíbdico (H2MoO4), el hexafluoruro de molibdeno (MoF6) y el fosfuro de molibdeno (MoP2).
Si se tiene en cuenta su uso en acero para la construcción, acero para herramientas y acero de alta velocidad, y en fundición, más del 50% del molibdeno se utiliza en la fabricación de acero de aleación de grado molibdeno y hierro. Dentro del componente químico del uso del molibdeno, se utiliza comúnmente como supresor de humo y, como se mencionó, en lubricantes, donde funciona excepcionalmente bien en comparación con otros lubricantes. El uso del molibdeno también es importante en la agricultura. El molibdeno es un oligoelemento importante para las plantas y los animales y es un componente esencial de la enzima nitrogenasa que ayuda a convertir el nitrógeno atmosférico en amoníaco. Es especialmente útil en el cultivo de coliflor.
El molibdeno se utiliza principalmente como agente de aleación en el acero. Cuando se añade al acero en concentraciones de entre el 0,25 % y el 8 %, el molibdeno forma aceros de resistencia ultraalta que pueden soportar presiones de hasta 300,5 libras por pulgada cuadrada. El molibdeno también mejora la resistencia del acero a altas temperaturas. Cuando se alea con níquel, el molibdeno forma materiales resistentes al calor y a la corrosión que se utilizan en la industria química.
Aplicación del metal molibdeno
Componente del horno de vacío
La resistencia y la estabilidad química del molibdeno lo hacen ideal para trabajar en condiciones de alta temperatura y alta presión. Es más fácil y más barato de fabricar que otros metales refractarios como el tantalio y el tungsteno. Además, su presión de vapor está muy por encima del rango de temperaturas creadas en muchos hornos de vacío, a menudo por debajo de los 1500 grados.
Las piezas de hornos de vacío o de alta temperatura hechas de molibdeno incluyen, entre otras, los siguientes tipos:
● Crisoles: Crisol de Mo hilado, crisol de Mo sinterizado, crisol de Mo trabajado enchapado, crisol de Mo forjado, crisol de Mo soldado
● Portadores de carga, barcos: marco de Mo, barco de recocido de Mo, bandeja de Mo, portador de Mo, bandeja de sinterización de Mo-La
● Blindajes: blindaje Mo – blindaje Mo-La – blindaje compuesto W & Mo
● Sujetador: Arandela metálica de molibdeno – Tuercas de molibdeno
● Hornos de silicio: cilindro guía de flujo de Mo – contrapeso de Mo – gancho de Mo
Zona caliente de metal
El molibdeno metálico se utiliza a menudo en piezas resistentes al calor y aislantes en zonas calientes totalmente metálicas de hornos de vacío con temperaturas de hasta 1500 grados. Los tratamientos térmicos para algunos materiales exigen entornos extremadamente limpios y de alta presión; la pureza y estabilidad del molibdeno resisten o eliminan eficazmente la contaminación por carbono y oxígeno. Las zonas calientes del molibdeno metálico incluyen, entre otras:
● Cámara de calentamiento
● Horno de recocido
● Horno de soldadura por difusión
● Zona caliente para KY
Fabricación de semiconductores
En la fabricación de semiconductores, la implantación de iones se realiza a altas temperaturas en cámaras erosivas llenas de gases reactivos y campos magnéticos. En tales situaciones, los componentes de aleación de molibdeno resisten la reacción con los gases dopantes y la erosión del plasma. El molibdeno garantiza que los átomos dopantes se creen con precisión y se implanten en la oblea de silicio. Los componentes con fuente de iones de molibdeno dan como resultado menores costos de limpieza y mantenimiento.
Muchos componentes electrónicos y semiconductores basados en molibdeno, incluidos, entre otros:
● Fuente de iones del equipo de implantación de iones: Fuente de iones, placa frontal, placa terminal, abrazadera de filamento, filamento, módulo repelente, cámara de arco
● Componentes de guía de ondas
● Disipador de calor para encapsulado de LED y electrónica: Sustrato de oblea de molibdeno para chip LED – Disipador de calor de MoCu – Disipador de calor laminado de CMC
Electrodo para fundir vidrio
El molibdeno es un metal ideal para su uso en electrodos de fusión. Los electrodos utilizados en la fusión de vidrio, por ejemplo, deben soportar entornos de procesamiento agresivos y de alta temperatura. La lenta tasa de erosión de los electrodos de molibdeno y su alta resistencia a la fluencia en el vidrio fundido garantizan un daño insignificante por inestabilidad química y dimensional. Además, la alta conductividad eléctrica del molibdeno garantiza un alto consumo de energía y productividad cuando la corriente pasa a través de los electrodos.
Película delgada de molibdeno
La película delgada de molibdeno es un componente superior de pantallas TFT-LCD, células y paneles solares, pantallas táctiles y tecnologías relacionadas, debido a su bajo coeficiente de expansión térmica, alta estabilidad química y térmica y excelente conductividad eléctrica.
Por ejemplo, las películas delgadas de molibdeno se utilizan para fabricar electrodos de compuerta, drenaje y fuente de transistores de película delgada. Producen una alta tasa de conversión en energía solar. La lámina de molibdeno también muestra una excelente estabilidad térmica, resistencia al calor y capacidad de absorción de radiación, lo que la hace ideal como escudo de radiación y componente central de un colimador en equipos de TC. Además, se puede utilizar para fabricar botes para deposición por vaporización.
Propiedades físicas y mecánicas del metal molibdeno
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Propiedades físicas del metal molibdeno |
Propiedades mecánicas del molibdeno |
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Densidad |
0.369 libras/pulgadas3 |
Resistencia a la tracción |
150 (1035) ksi (Mpa)-temperatura ambiente |
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Punto de fusion |
4760 grados F |
75 (515) ksi (Mpa)-500 grado |
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Conductividad térmica |
0.35 cal/cm2/cm grado/seg |
25 (175) ksi (Mpa)-1000 grado |
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Calor especifico |
0.061 cal/g/grado |
Alargamiento |
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Expansión térmica |
4,9 micropulgadas/grado x 10-6 |
Dureza |
230 dph |
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Resistividad electrica |
5,17 microohmios-cm |
Módulos de elasticidad |
45000 ksi |
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Temperatura de recristalización. |
1100 grados |
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Habilidades de procesamiento de metal de molibdeno
Procesamiento de metal molibdeno
Molienda del mineral extraído mediante trituración y molienda.
Los molinos de bolas o de barras trituran y muelen el mineral extraído hasta obtener partículas finas, liberando molibdenita de la ganga (roca sin valor).
Un posterior molido con bolas reduce el material a la consistencia de polvo facial.
Flotación
El polvo de ganga o mineral molido se mezcla con un líquido y se airea mediante burbujas de aire en el paso de flotación. El mineral menos denso sube en la espuma para ser recolectado, mientras que la ganga más pesada se hunde para ser descartada. La flotación separa de esta manera los minerales metálicos de la ganga y, en el caso de los minerales de cobre y molibdeno, separa la molibdenita del sulfuro de cobre.
El concentrado de MoS2 resultante contiene entre un 85 y un 92 % de MoS2. Un tratamiento posterior mediante lixiviación ácida disuelve impurezas como el cobre y el plomo, si es necesario.
Asado
La tostación al aire a temperaturas entre 500 y 650 grados convierte el concentrado de MoS2 en concentrado de molibdenita tostada (MoO3) (también conocido como óxido de molibdenita técnico u óxido técnico) mediante las reacciones químicas:
2MoS2 + 7O2 → 2MoO3 + 4SO2
MoS2 + 6MoO3 → 7MoO2 + 2SO2
2MoO2 + O2 → 2MoO3
Los tostadores son hornos de solera de varios niveles, en los que los concentrados de molibdenita se mueven de arriba hacia abajo contra una corriente de aire caliente y gases que soplan desde abajo. La imagen muestra uno de los niveles de un tostador típico. Grandes rastrillos rotatorios mueven el concentrado de molibdenita para promover la reacción química. Los sistemas de desulfurización, como las plantas de ácido sulfúrico o los depuradores de cal, eliminan el dióxido de azufre de los gases efluentes del tostador.
El concentrado de molibdenita tostada resultante normalmente contiene un mínimo de 57% de molibdeno y menos de 0,1% de azufre.
Recuperación de renio
Algunos de los concentrados de molibdenita derivados de las minas de cobre contienen pequeñas cantidades (<0.10%) of rhenium. Molybdenum roasters equipped to recover rhenium are one of the principal commercial sources for this rare metal.
Fundición de ferromolibdeno
Entre el 30 y el 40 % de la producción de óxido de Mo técnico se procesa posteriormente para obtener ferromolibdeno (FeMo). El óxido se mezcla con óxido de hierro y se reduce con aluminio en una reacción de termita, lo que produce un lingote de ferromolibdeno que pesa varios cientos de kilogramos. El producto contiene entre un 60 y un 75 % de molibdeno y el resto es esencialmente hierro. Después de enfriarlo al aire, el lingote se tritura y se tamiza para cumplir con los rangos de tamaño de partícula de ferromolibdeno especificados.
Producción química a partir de óxido de Mo técnico
Aproximadamente el 20% del concentrado de molibdenita tostada que se produce en todo el mundo se procesa para obtener una serie de productos químicos. La mejora se lleva a cabo:
Por sublimación para producir óxido molíbdico puro (MoO3)
Mediante procesos químicos húmedos se produce una amplia gama de productos químicos de molibdeno puro (principalmente óxidos molíbdicos y molibdatos)
Este último proceso implica la disolución del concentrado tostado en un medio alcalino (hidróxido de amonio o sodio), seguida de la eliminación de impurezas mediante precipitación y filtración y/o extracción con disolventes. La solución de molibdato de amonio resultante se convierte luego en cualquiera de los diversos productos de molibdato mediante cristalización o precipitación ácida. Estos pueden procesarse posteriormente mediante calcinación para obtener trióxido de molibdeno puro.
Producción de metal molibdeno
El molibdeno metálico se produce por reducción de hidrógeno del óxido molíbdico puro o molibdato de amonio.
La reducción química del trióxido de molibdeno puro o del dimolibdato de amonio a metal requiere dos etapas porque la conversión directa a metal libera calor que inhibe el proceso.
La primera etapa de reducción a MoO2 se realiza a temperaturas que van desde 450-650 grado . La segunda etapa, donde el dióxido de molibdeno se reduce a molibdeno metálico, se realiza a temperaturas que van desde 1,000-1,100 grado . Históricamente, ambas etapas se llevaban a cabo empujando "barcos" cargados con polvo a través de hornos tubulares que contenían una atmósfera de hidrógeno en movimiento.
Los hornos rotatorios, en los que el polvo se alimenta de forma continua a través de un tubo inclinado giratorio en una atmósfera de hidrógeno que fluye, se utilizan en algunas operaciones, principalmente en Asia, en operaciones de reducción de primera etapa, donde proporcionan mayores eficiencias de producción.
Zhenan New Metal Co., Ltd. siempre se ha centrado en la investigación y el desarrollo, la producción y la venta de materiales metálicos. Nuestra fábrica cubre un área de 30,000 metros cuadrados y cuenta con un conjunto completo de equipos de producción modernos. Tiene dos plantas de producción de metales a gran escala y un centro de prueba de materiales metálicos. La calidad de los materiales metálicos producidos es confiable.
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