Ниобий и его сплавы
Nb, или ниобий, — при обычных условиях серебристо-белый блестящий металл. Он также является тугоплавким, поскольку температура перехода в жидкое состояние для него составляет 2477 оС. Именно это качество, а также сочетание низкой химической активности и сверхпроводимости позволяет ниобию становиться все более популярным в практической деятельности человека с каждым годом. Сегодня этот металл используется в таких отраслях, как:
- ракетостроение;
- авиационная и космическая промышленность;
- атомная энергетика;
- химическое аппаратостроение;
- радиотехника.
Этот металл сохраняет свои физические свойства даже при очень низких температурах. Изделия на его основе отличаются коррозионной устойчивостью, жаростойкостью, прочностью, отличной проводимостью.
Этот металл добавляют к алюминиевым материалам для повышения химической стойкости. Из него изготовляют катоды и аноды, им легируют цветные сплавы. Даже монеты в некоторых странах делают с содержанием ниобия.
Молибден: инструкция по применению
Препараты молибдена, как и любые другие биологически активные добавки, обязательно снабжаются инструкцией по применению, в которой подробно описываются дозировка и способ употребления. И хотя молибден относится к слаботоксичным для человека микроэлементам, следует четко придерживаться количества, указанного в аннотации. Как правило, у различных производителей дозировка составляет от 75 до 300 мкг в сутки для взрослых, и от 15 до 150 мкг для детей.
Молибден: как принимать
Для того чтобы добавки с молибденом оказались полезными, важно знать, как принимать их правильно. Максимальное усвоение минерала организмом осуществляется если употреблять его вместе с пищей
Не стоит увеличивать дозировку без разрешения врача, поскольку излишек молибдена влечет за собой ряд негативных последствий, в том числе уменьшению синтеза витамина B12. К счастью, передозировка молибденом — явление довольно редкое. Потребление данного минерала прекрасно контролируется организмом человека, и при излишнем поступлении всасываемость его снижается. Однако, важно знать, что принимать более 5000 мкг молибдена в сутки опасно для здоровья.
Какие физические свойства имеет металл магний
Видео: Магний – металл, который горит
Легкость элемента отображает плотность, которая составляет 1,74 г/см3. Меньшую имеют только кальций и щелочные металлы. Физические свойства магния можно коротко описать стандартными энциклопедическими параметрами:
- Т плавления – 651°С;
- Т кипения – 1107°С;
- Теплопроводность – 0,376 кал/(см·с·град) достаточно высока, сравнима с тем, что демонстрируют бериллий и вольфрам;
- Теплоемкость при Т плавления – 0,3 кал/град;
- Удельная теплоемкость увеличивается до Т плавления и уменьшается по ее достижении;
- Усадка при смене состояний (жидкость – твердое тело) – 3,97-4,2%;
- Удельное электросопротивление при комнатной температуре – 0,047 ом·мм2/м.
Этот элемент периодической таблицы Менделеева относят к щелочноземельным металлам. Однако это утверждение не всегда верно, поскольку химические свойства приближают этот элемент к алюминий подобным веществам.
Так выглядит оксид магния
Оксиды MgO относят к белым тугоплавким веществам, их называют жженой магнезией и применяют при изготовлении строительных материалов. Соли магния металла образуются при взаимодействии вещества с кислотами. Наиболее известная из них MgCO3. Используется металлургам для освобождения сплавов от шлаков, называют карбонат магния. Еще одна соль MgSO4 – известна как горькая или английская. Химики ее именуют сульфат магния. Mg и Ca влияют на жесткость воды. Высокая концентрация этих веществ в Н2О не позволяет моющим средствам пениться.
Магниевый сплав МЦр1Н3
Чтобы более детально ответить на то, какие физические свойства имеет магний, необходимо рассматривать изменения его состояний и качеств по мере применения к нему различных тепловых эффектов: нагревание и охлаждение. Так, например, плотность снижается на 6% при Т – 6000С, расплавившись и вовсе падает до значения 1.58 г/см3.
Характеристики металла магния сильно отличаются при низких и высоких температурах. Некоторые результаты экспериментов требуют объяснения, часть из них дают вполне предвиденные реакции.
Гексагональная решетка элемента имеет следующие параметры:
- с = 5,199 ангстрем;
- а = 3,202 ангстрем.
При нагревании до 6270С эти расстояния увеличиваются, дойдя до температуры плавления связи решетки разрушаются вовсе.
Если говорить о том, какого цвета магний придется отметить, что в целом серебристо-белый металл, может выглядеть как черный обуглившийся с присущим блеском. В последнем случае речь идет о стружке магния. Поэтому определяя «на глаз» тип материала, все-таки лучше обратиться к химическим экспериментам, если под рукой не имеется спектрального анализатора.
Классическая задача для школьников рассматривает ряд натрий – магний –алюминий, металлические свойства которого ослабевает от первого к последнему элементу.
Обработка молибдена
Обработка молибдена затруднена в связи с невысокой вязкостью при низких температурах. Также он имеет малую пластичность, поэтому для его обработки применяются следующие методы:
- горячее деформирование:
- ковка;
- прокатка;
- протяжка;
- термообработка;
- механическая обработка.
При обработке небольших заготовок используются обжимные машины. Крупные заготовки прокатываются на малых станах или получают форму на протяжных станках.
Внешний вид молибдена
Если возникает необходимость механической обработки резанием, то механическая обработка молибдена ведется инструментом, изготовленным из марок быстрорежущих сталей. Заточка углов инструмента при токарной обработке должна соответствовать углам заточки для обработки чугуна.
Термообработка молибдена характеризуется высокой прокаливаемостью из-за его содержания в сталях. Проведенная закалка повышает твердость и износоустойчивость ответственных деталей.
Физико-химические характеристики
Молибден наделен многими достоинствами:
- Упругость, практически нулевое расширение при нагреве, стойкость к жару, коррозии.
- Электропроводность выше железа.
- Механическая прочность выше только у вольфрама. Но под давлением молибден обрабатывается проще.
- Главное химическое свойство металла – устойчивость перед почти всеми щелочными растворами, агрессивными кислотами независимо от их концентрации и температуры.
| Свойства атома | |
| Название, символ, номер | Молибде́н / Molybdaenum (Mo), 42 |
| Атомная масса (молярная масса) | 95,96(2) а. е. м. (г/моль) |
| Электронная конфигурация | 4d5 5s1 |
| Радиус атома | 139 пм |
| Химические свойства | |
| Ковалентный радиус | 130 пм |
| Радиус иона | (+6e) 62 (+4e) 70 пм |
| Электроотрицательность | 2,16 (шкала Полинга) |
| Электродный потенциал | −0,2 |
| Степени окисления | 6, 5, 4, 3, 2 |
| Энергия ионизации (первый электрон) | 684,8 (7,10) кДж/моль (эВ) |
| Термодинамические свойства простого вещества | |
| Плотность (при н. у.) | 10,22 г/см³ |
| Температура плавления | 2623 °C |
| Температура кипения | 4885 K |
| Уд. теплота плавления | 28 кДж/моль |
| Уд. теплота испарения | ~590 кДж/моль |
| Молярная теплоёмкость | 23,93 Дж/(K·моль) |
| Молярный объём | 9,4 см³/моль |
| Кристаллическая решётка простого вещества | |
| Структура решётки | кубическая объёмноцентрированая |
| Параметры решётки | 3,147 Å |
| Температура Дебая | 450 K |
Достоинства и недостатки молибдена
| Достоинства | Недостатки |
| 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. |
Химические свойства
При комнатной температуре на воздухе Mo устойчив. Начинает окисляться при 400 °C. Выше 600 °C быстро окисляется до триоксида МоО3. Этот оксид получают также окислением дисульфида молибдена MoS2 и термолизом молибдата аммония (NH4)6Mo7O24·4H2O.
Мо образует оксид молибдена (IV) МоО2 и ряд оксидов, промежуточных между МоО3 и МоО2.
С галогенами Mo образует ряд соединений в разных степенях окисления. При взаимодействии порошка молибдена или МоО3 с 2F получают гексафторид молибдена MoF6, бесцветную легкокипящую жидкость. Mo (+4 и +5) образует твердые галогениды MoHal4 и MoHal5 (Hal = F, Cl, Br). С иодом известен только дийодид молибдена MoI2. Молибден образует оксигалогениды: MoOF4, MoOCl4, MoO2F2, MoO2Cl2, MoO2Br2, MoOBr3 и другие.
При нагревании молибдена с серой образуется дисульфид молибдена MoS2, с селеном — диселенид молибдена состава MoSe2. Известны карбиды молибдена Mo2C и MoC — кристаллические высокоплавкие вещества и силицид молибдена MoSi2.
Особая группа соединений молибдена — молибденовые сини. При действии восстановителей — сернистого газа, цинковой пыли, алюминия или других на слабокислые (рН=4) суспензии оксида молибдена образуются ярко-синие вещества переменного состава: Мо2О5·Н2О, Мо4О11·Н2О и Мо8О23·8Н2О.
Mo образует молибдаты, соли не выделенных в свободном состоянии слабых молибденовых кислот, хН2О· уМоО3 (парамолибдат аммония 3(NH4)2O·7MoO3·zH2O; СаМоО4, Fe2(МоО4)3 — встречаются в природе). Молибдаты металлов I и III групп содержат тетраэдрические группировки .
При подкислении водных растворов нормальных молибдатов образуются ионы MoO3OH–, затем ионы полимолибдатов: гепта-, (пара-) Мо7О266-, тетра-(мета-) Мо4О132-, окта- Мо8О264- и другие. Безводные полимолибдаты синтезируют спеканием МоО3 с оксидами металлов.
Существуют двойные молибдаты, в состав которых входят сразу два катиона, например, М+1М+3(МоО4)2, М+15М+3(МоО4)4. Оксидные соединения, содержащие молибден в низших степенях окисления — молибденовые бронзы, например, красная K0,26MoO3 и синяя К0,28МоО3. Эти соединения обладают металлической проводимостью и полупроводниковыми свойствами.
Электронная схема молибдена
You need to enable JavaScript to run this app.
Порядок заполнения оболочек атома молибдена (Mo) электронами: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → 4f → 5d → 6p → 7s → 5f → 6d → 7p.
На подуровне ‘s’ может находиться до 2 электронов, на ‘s’ — до 6, на ‘d’ — до 10 и на ‘f’ до 14
Молибден имеет 42 электрона, заполним электронные оболочки в описанном выше порядке:
Элемент Mo является исключением!
2 электрона на 1s-подуровне
2 электрона на 2s-подуровне
6 электронов на 2p-подуровне
2 электрона на 3s-подуровне
6 электронов на 3p-подуровне
2 электрона на 4s-подуровне
10 электронов на 3d-подуровне
6 электронов на 4p-подуровне
1 электрон на 5s-подуровне
5 электронов на 4d-подуровне
Степень окисления молибдена
Атомы молибдена в соединениях имеют степени окисления 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, -1, -2.
Степень окисления — это условный заряд атома в соединении: связь в молекуле между атомами основана на разделении электронов, таким образом, если у атома виртуально увеличивается заряд, то степень окисления отрицательная (электроны несут отрицательный заряд), если заряд уменьшается, то степень окисления положительная.
6+Mo 5+Mo 4+Mo 3+Mo 2+Mo 1+Mo
Mo 01-Mo 2-Mo
Валентность Mo
Атомы молибдена в соединениях проявляют валентность VI, V, IV, III, II, I.
Валентность молибдена характеризует способность атома Mo к образованию хмических связей. Валентность следует из строения электронной оболочки атома, электроны, участвующие в образовании химических соединений называются валентными электронами. Более обширное определение валентности это:
Валентность не имеет знака.
Квантовые числа Mo
Квантовые числа определяются последним электроном в конфигурации, для атома Mo эти числа имеют значение N = 4, L = 2, Ml = 2, Ms = ½
Видео заполнения электронной конфигурации (gif):
Результат:
Достоинства и недостатки молибдена
| Достоинства | Недостатки |
| 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. |
Свойства молибдена (таблица): температура, плотность, давление и пр.:
Подробные сведения на сайте ChemicalStudy.ru
| 100 | Общие сведения | |
| 101 | Название | Молибден |
| 102 | Прежнее название | |
| 103 | Латинское название | Molybdaenum |
| 104 | Английское название | Molybdenum |
| 105 | Символ | Mo |
| 106 | Атомный номер (номер в таблице) | 42 |
| 107 | Тип | Металл |
| 108 | Группа | Переходный, тяжёлый металл |
| 109 | Открыт | Карл Вильгельм Шееле, Швеция, 1778 г. |
| 110 | Год открытия | 1778 г. |
| 111 | Внешний вид и пр. | Блестящий металл серебристо-белого цвета |
| 112 | Происхождение | Природный материал |
| 113 | Модификации | |
| 114 | Аллотропные модификации | |
| 115 | Температура и иные условия перехода аллотропных модификаций друг в друга | |
| 116 | Конденсат Бозе-Эйнштейна | |
| 117 | Двумерные материалы | |
| 118 | Содержание в атмосфере и воздухе (по массе) | 0 % |
| 119 | Содержание в земной коре (по массе) | 0,00011 % |
| 120 | Содержание в морях и океанах (по массе) | 1,0·10-6 % |
| 121 | Содержание во Вселенной и космосе (по массе) | 5,0·10-7 % |
| 122 | Содержание в Солнце (по массе) | 9,0·10-7 % |
| 123 | Содержание в метеоритах (по массе) | 0,00012 % |
| 124 | Содержание в организме человека (по массе) | 0,00001 % |
| 200 | Свойства атома | |
| 201 | Атомная масса (молярная масса) | 95,96(2) а. е. м. (г/моль) |
| 202 | Электронная конфигурация | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d5 5s1 |
| 203 | Электронная оболочка | K2 L8 M18 N13 O1 P0 Q0 R0 |
| 204 | Радиус атома (вычисленный) | 190 пм |
| 205 | Эмпирический радиус атома* | 154 пм |
| 206 | Ковалентный радиус* | 154 пм |
| 207 | Радиус иона (кристаллический) | Mo3+ 83 (6) пм,
Mo4+ 79 (6) пм Mo5+ 75 (6) пм, Mo6+ 73 (6) пм (в скобках указано координационное число – характеристика, которая определяет число ближайших частиц (ионов или атомов) в молекуле или кристалле) |
| 208 | Радиус Ван-дер-Ваальса | |
| 209 | Электроны, Протоны, Нейтроны | 42 электрона, 42 протона, 54 нейтрона |
| 210 | Семейство (блок) | элемент d-семейства |
| 211 | Период в периодической таблице | 5 |
| 212 | Группа в периодической таблице | 6-ая группа (по старой классификации – побочная подгруппа 6-ой группы) |
| 213 | Эмиссионный спектр излучения | |
| 300 | Химические свойства | |
| 301 | Степени окисления | -4, -2, -1, 0, +1,+2, +3, +4, +5, +6 |
| 302 | Валентность | II, III, IV, V, VI |
| 303 | Электроотрицательность | 2,16 (шкала Полинга) |
| 304 | Энергия ионизации (первый электрон) | 684,32 кДж/моль (7,09243(4) эВ) |
| 305 | Электродный потенциал | Mo3+ + 3e– → Mo, Eo = -0,2 В |
| 306 | Энергия сродства атома к электрону | 71,9 кДж/моль |
| 400 | Физические свойства | |
| 401 | Плотность* | 10,28 г/см3 (при 20 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело), 9,33 г/см3 (при температуре плавления 2623 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость) |
| 402 | Температура плавления* | 2623 °C (2896 K, 4753 °F) |
| 403 | Температура кипения* | 4639 °C (4912 K, 8382 °F) |
| 404 | Температура сублимации | |
| 405 | Температура разложения | |
| 406 | Температура самовоспламенения смеси газа с воздухом | |
| 407 | Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл)* | 37,48 кДж/моль |
| 408 | Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип)* | 598 кДж/моль |
| 409 | Удельная теплоемкость при постоянном давлении | 0,251 Дж/г·K (при 25 °C), 0,272 Дж/г·K (при 0-100 °C) |
| 410 | Молярная теплоёмкость* | 24,06 Дж/(K·моль) |
| 411 | Молярный объём | 9,4 см³/моль |
| 412 | Теплопроводность | 138 Вт/(м·К) (при стандартных условиях), 138 Вт/(м·К) (при 300 K) |
| 500 | Кристаллическая решётка | |
| 511 | Кристаллическая решётка #1 | |
| 512 | Структура решётки | Кубическая объёмно-центрированная |
| 513 | Параметры решётки | 3,147 Å |
| 514 | Отношение c/a | |
| 515 | Температура Дебая | 450 K |
| 516 | Название пространственной группы симметрии | Im_ 3m |
| 517 | Номер пространственной группы симметрии | 229 |
| 900 | Дополнительные сведения | |
| 901 | Номер CAS | 7439-98-7 |
Примечание:
205* Эмпирический радиус атома молибдена согласно и составляет 139 пм.
206* Ковалентный радиус молибдена согласно и составляет 154±5 пм и 130 пм соответственно.
401* Плотность молибдена согласно и составляет 10,22 г/см3 (при 0 °C/20 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело).
402* Температура плавления молибдена согласно составляет 2620 °С (2893,15 K, 4748 °F).
403* Температура кипения молибдена согласно и составляет 4611,85 °С (4885 K, 8333,33 °F) и 4630 °С (4903,15 K, 8366 °F) соответственно.
407* Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл) молибдена согласно и составляет 28 кДж/моль и 36,4 кДж/моль соответственно.
408* Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип) молибдена согласно составляет 582,4 кДж/моль.
410* Молярная теплоёмкость молибдена согласно составляет 23,93 Дж/(K·моль).
Суточные нормы
Чтобы самочувствие человека было хорошим, необходимо ежесуточно принимать около 75-300 мкг молибдена в сутки. Эта норма для взрослых и подростков. Детям до 10-летнего возраста данного элемента требуется меньше в пределах от 15 до 150 мкг, в зависимости от массы тела ребенка.
Особое значение молибден имеет для мужчин: его должно быть не менее 70 мкг в сутки. При таком количестве можно быть уверенным в защите мужского организма от большинства заболевания мочеполовой системы. Беременным и кормящим необходимо 50 мкг вещества ежесуточно.
Передозировка оказывает негативное воздействие, если имеются:
- травмы;
- подагра;
- предрасположенность к судорогам;
- неврологические дисфункции организма.
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.
Основные марки молибдена
В промышленности используется чистый молибден и с различными присадками. Среди наиболее распространенных можно выделить следующие марки:
Этапы производства:
- Концентрат подвергают окислительному обжигу при температуре 600 ⁰С. На выходе получают оксид молибдена, который содержит значительное количество примесей.
- Оксид очищают от примесей путем выгонки или выщелачивания огарка и дальнейшей нейтрализации.
- В трубчатой печи из чистого оксида получают порошковый металлический молибден. Для этого процесса применяют ток сухого водорода.
- Порошок превращают в металл. Как правило, для этого используют один из двух методов — плавка или порошковая металлургия.
Для получения ферромолибдена применяется реакция восстановления молибденитового концентрата, который предварительно подвергается обжигу.
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.
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.
Жаропрочные сплавы
Техника сверхскоростных и космических полетов ставит перед металлургами задачу получать все более жаростойкие материалы. Прочность при высоких температурах зависит прежде всего от типа кристаллической решетки и, конечно, от химической природы материала. Температурный предел эксплуатации титановых сплавов 550— 600° С, молибденовых — 860, а титано-молибденовых — 1500° С!
Чем объяснить столь значительный скачок? Его причина — в строении кристаллической решетки. В объемно-центрированную структуру молибдена внедряются посторонние атомы, на этот раз атомы титана. Получается так называемый твердый раствор внедрения, структуру которого можно представить так. Атомы молибдена, металла-основы, располагаются по углам куба, а атомы добавленного металла, титана,—в центрах этих кубов. Вместо объем-по-центрированной кристаллической решетки появляется гранецентрированная, в которой процессы разупрочнения под действием температур происходят намного менее ий-
В таком целенаправленном изменении кристаллической структуры металлов состоит один из основных принципов легирования.
Другая причина столь резкого увеличения жаропрочности кроется в том, что сплавляются очень непохожие металлы — молибден и титан. Это общее правило: чем больше разница между атомами легирующего металла и металла-основы, тем прочнее образующиеся связи. Металлическая связь как бы дополняется химической.
Легирование, однако, вовсе не последнее слово в решении проблемы жаропрочных сплавов. Уже в наше время обнаружены необычайные свойства нитевидных кристаллов, или «усов». Прочность их по сравнению с металлами, обычно используемыми в технике, поразительно велика. Объясняется это тем, что кристаллическая структура усов практически лишена дефектов, и техника сверхскоростных полетов берет на вооружение усы, создавая с их помощью композиционные жаропрочные материалы. Один из таких материалов — это окись алюминия, армированная молибденовыми усами, другой представляет собой начиненный топ же арматурой технический титан. По сравнению с обычным титаном этот материал может работать в жестких условиях в 1000 раз дольше.
Что можно противопоставить огненному смерчу, обрушивающемуся на космический корабль при входе в плотные слои атмосферы? Прежде всего теплозащитную обмазку и охлаждение. Да, охлаждение, подобное в принципе охлаждению автомобильных двигателей с помощью радиаторов. Только работать здесь должны более энергоемкие процессы. Много тепла нужно на испарение веществ, но еще больше на сублимацию — перевод из твердого состояния непосредственно в газообразное. При высоких температурах сублимировать способны молибден, вольфрам, золото. Покрытие носовой части корабля молибденом или другим из перечисленных (более дорогих) металлов в значительной мере ослабит силу огненного смерча, через который надо пройти возвращаемому аппарату космического корабля.
Другие отрасли
Львиную долю продукции из молибдена, сплавов металла забирают производители радио- и электрических ламп, радиоэлектроники.
Материала хватает и на другие цели:
- Пресс-формы, детали машин для литья сплавов под давлением.
- Электровакуумное производство (рентгеновские трубки).
- Положительный электрод источников тока на основе лития.
- Оболочки деталей ядерных реакторов.
- Нагреватели электропечей, функционирующих в жестких условиях.
- Внешний слой «носового» сегмента корпуса сверхзвуковых самолетов.
- Электроды для выплавки стекла.
- Катализ химических реакций.
- Лаки, краски для фарфора, текстиля, мехов.
Эта продукция создается на основе природных соединений и сплавов металла.
Ассортимент: узлы ракетных (ионных, плазменных) двигателей; обшивка спускаемых аппаратов; теплообменники. Здесь свойства молибдена корректируют сплавы с ниобием и танталом.
Чистый кристаллический Mo используется как компонент зеркал для лазеров специального назначения.
Производство легированных сталей
Чёрная металлургия использует порошок вещества молибден. Где применяется он? Для легирования сталей и чугунов. Добавление этого элемента в состав сплавов значительно улучшает их качества. Повышается упругость, сопротивление износу, устойчивость к ударам. В конструкционные стали добавляют около 0,5% молибдена, от этого их структура становится мелкозернистой и более однородной, снижается хрупкость конечных изделий.
Добавление других веществ позволяет получить особенные составы, широко применяемые в различных отраслях промышленности. Сплавы, в которые входят кобальт и никель (50—60%), а также хром (около 20—28%) легируют, добавляя молибден. Где применяется такой материал? Ответ кроется в его особенных свойствах – высокой жаропрочности. Его используют при изготовлении деталей обшивки самолётов и ракет.
Нахождение в природе
Нахождение в природе свободного молибдена не зафиксировано. Зато выявлено два десятка минералов на его основе. Самые примечательные: молибденит, молибдит, вульфенит.
Молибденит из Австралии
В земной коре элемент распределен равномерно. Также обнаружен в реках, морях, ископаемых органического происхождения (зола растений, уголь, нефть). Однако суммарно массовое содержание металла – сотые доли процента.
Крупными месторождениями располагают Австралия, обе Америки (США, Канада, Мексика, Чили). В Европе – Россия и Норвегия.
Добыча ведется закрытым либо карьерным способом.
https://youtube.com/watch?v=H6TirXvO_wM
Тугоплавкий металл молибден
Калькулятор металлопроката
| Молибден относится к классу тугоплавких металлов, что делает его применение уникальным в областях, связанных с высокими температурами. На странице представлено описание данного металла: физические, химические свойства, области применения, марки, виды продукции. |
Молибден (Mo) (Molybdenum) — химический элемент с атомным номером 42 в периодической системе, ковкий переходный металл серо-стального цвета в компактном состоянии и черно-серого — в диспергированном.
Плотность 10,2 г/см3, tпл. = 2620°С, tкип. = 4630°С. в земной коре 3·10-4% по массе. В свободном виде молибден не встречается. Известно около 20 минералов.
Важнейшие из них: молибденит МоS2, повеллит СаМоО4, молибдит Fe(MoO4)3·nH2O и вульфенит PbMoO4.
Молибден был открыт в 1778 году шведским химиком Карлом Шееле — получен оксид МоО3. В 1782 г. П. Гьельм впервые получил Mo в металлическом состоянии, но загрязненный углеродом и карбидом молибдена. Чистый металл в 1817 году был получен шведским химиком Й. Берцелиусом. Первые попытки использования молибдена в металлургии стали относятся к концу прошлого столетия. Его промышленное производство началось в 1909-1910 гг., когда были обнаружены особые свойства орудийных и броневых сталей, легированных этим металлом, а также была разработана технология получения компактных тугоплавких металлов методом порошковой металлургии. 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 он имеет другие валентности. 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.
Mo и его сплавы отличаются также высоким модулем упругости, малым температурным коэффициентом расширения, хорошей термостойкостью, малым сечением захвата тепловых нейтронов. Электропроводность данного металла 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
Свойство Значение
| Атомный номер | 42 |
| Атомная масса | 95,94 |
| Параметр элементарной ячейки, нм | 0,31470 |
| Атомный диаметр, нм | 0,272 |
| Плотность при 20°С, г/cм3 | 10,2 |
| Температура плавления, °С | 2610 |
| Температура кипения, °С | 4612 |
| 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 | 5,70 |
| Модуль Юнга, ГПа | 336,3 |
| Модуль сдвига, ГПа | 122 |
| Коэффициент Пуассона | 0,30 |
| Твердость, НВ | 125 |
| Цвет искры | Короткий желтый прерывистый пучок искр |
| Группа металлов | Тугоплавкий металл |
Как получить Molybdaenum
Получение молибдена можно разделить на несколько стадий:
- Методом флотации обогащают руду. В результате получают молибденовые концентраты, их три марки.
- Производство из концентратов MoO3, т.н. «огарка», из огарка путем возгонки или химической переработки выделяют чистый молибденовый ангидрид. Чистота продукта не менее 99,975%.
- Молибденовый порошок с размером зерен 0,5-2 мкм получают восстановлением ангидрида водородом.
| Марки молибдена | Особенности |
| МЧ, МЧВП | Металл без присадок |
| МРН | Присадок нет, но есть примеси |
| МК | Содержит кремнещелочную присадку |
| ЦМ | Присадка — цирконий и/или титан |
| МР | Сплав с рением |
| МВ | Сплав с вольфрамом |
