Молибден – это что такое? Молибден — свойства и область применения

Молибден, свойства молибдена и применение

Молибден - это что такое? Молибден — свойства и область применения

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.

Источник: https://xlom.ru/vidy-metalloloma/molibden/

Молибден – применение и свойства пищевого молибдена

Молибден - это что такое? Молибден — свойства и область применения

Молибден относится к группе переходных металлов, а его название происходит от латинского словосочетания «похож на свинец».

В природе встречается редко, чистый молибден – серебристо-белый и очень жесткий, характеризуется одной из самых высоких температур плавления среди всех химических элементов.

Его основным источником являются минералы: молибденит, вулфенит и повеллит.

Источник фото: James St. John / CC BY

Из-за своих уникальных свойств молибден активно используется в промышленности, особенно военной и авиационной. Как микроэлемент также необходим любому организму.

Молибден в организме человека

Хотя он относится к микроэлементам, молибден в организме человека играет очень важную роль. Необходим для правильного развития и находится в почти во всех человеческих тканях. Больше всего молибдена накапливается в печени, почках, селезёнке, легких, головном мозге, мышцах и зубах.

Свойства молибдена очень разнообразны. Является важным участником процессов пищеварения, принимает участие в метаболизме серы, уравновешивает концентрацию меди и цинка. Входя в состав ферментов, необходимых для правильного усвоения железа, предотвращает анемию.

Улучшает самочувствие, обусловливает процессы роста и деятельности клеток, участвует в метаболизме жиров и углеводов, а также в синтезе таурина – аминокислоты, помогающей транспортировать креатин в мышцы, что вызывает их более эффективное использование и ускоряет регенерацию мышц после тренировок.

Таурин также влияет на центральную нервную систему (повышает когнитивные функции и помогает в изучении науки).

Молибден усиливает сопротивляемость организма, имеет большое влияние на мужскую фертильность, принимает участие в процессах очищения организма от токсинов и других вредных продуктов обмена веществ. Входит в состав ксантиновой оксидазы – фермента, играющего ключевую роль в метаболизме пуринов и производства мочевой кислоты.

Слишком высокая концентрация молибдена в организме (часто отмечающаяся у лиц, соприкасающихся по работе с порошком этого металла) может быть опасной для здоровья. Это приводит, в частности, к пневмокониозам, анемии, повышению уровня мочевой кислоты в крови, подагре, болям в суставах, гипотиреозу или повреждениям печени.

Пищевые добавки с молибденом

Суточная потребность взрослого человека в молибдене оценивается в 75-250 мкг. Его источником являются, прежде всего, продукты питания.

Больше всего элемента находится в крупах (гречка, ячмень, овёс) и изделиях из цельнозерновой муки, а также в постном мясе, молоке, сырах, субпродуктах, зеленых листовых овощах, семенах бобовых, красной капусте.

молибдена зависит от его концентрации в почве, на которой выращивались растения. Много молибдена содержится в жесткой воде из водопровода.

Недостаток молибдена, который может быть следствием неправильной диеты (бедной овощами), парентерального питания или избытка консервантов в еде и фармацевтических препаратах (особенно сульфитов, снижающих концентрацию этого элемента), иногда приводит к серьёзным проблемами со здоровьем.

Проявляется, в частности, нарушениями либидо, склонностью к кариесу, проблемами со зрением, заболеваниями кожи, выпадением волос, постоянным чувством усталости и сонливости. Длительный дефицит молибдена может привести к повышенному риску развития рака, особенно рака пищевода.

Чтобы избежать проблем, можно использовать добавки с молибденом. На рынке существует множество продуктов, содержащих в составе хорошо усваиваемые формы молибдена. Часто это пищевые добавки, предназначенные для людей с дефицитом витаминов и минералов, которые хотят остановить старение кожи и справиться с чрезмерным выпадением волос и ломкостью ногтей.

Молибден – применение в промышленности

Молибден применяется, главным образом, в промышленности. В качестве металла в высокопрочных и температуростойких сплавов повышает их твердость, прочность и стойкость. Добавка молибдена к железу делает его кислотостойким и повышает коррозионную стойкость.

Молибден используется аэрокосмической и военной промышленности, а также в виде проволоки для поддержки вольфрамовых нитей в электрических лампочках. Молибденовые стержни и проволока являются нагревательными элементами в электрических печах, где достигаются температуры выше 1700ºC. Дисульфид молибдена является высокотемпературной устойчивой смазкой.

Источник: https://sekretizdorovya.ru/blog/zachem_nuzhen_molibden/2018-12-25-644

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

Молибден - это что такое? Молибден — свойства и область применения

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.

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:

Источник: https://ferrolabs.ru/blog/molibden-vse-chto-nuzhno-znat-ob-elemente/

Чем полезен молибден для организма – функции, стоит ли принимать

Молибден - это что такое? Молибден — свойства и область применения

Несмотря на то, что молибден содержится в каждом человеческом организме, это не очень известное вещество. На самом деле, молибден для организма играет важную роль.

Почему молибден важен для жизни

Для начала, он помогает обеспечить правильное функционирование определенных фермент-зависимых процессов, включая метаболизм железа, жизненно важного питательного вещества, которое помогает перемещать кислород по всему организму. Он также помогает организму выводить вредные вещества, способствуя детоксикации.

Нетрудно получить пользу для здоровья от молибдена, употребляя полезные продукты, такие как чечевица и бобы Лимы. Количество молибдена в пищевых источниках, которые поступают из земли (растительные источники), определяется содержанием его в почве, в которой была выращена пища.

Еще один интересный факт, касающийся молибдена, заключается в том, что в дополнение к его присутствию в почве его можно найти в воде в различной степени. Это также 54-й самый распространенный элемент в земной коре.

Прием добавок молибдена требуется редко. Тем не менее, получение этого микроэлемента из питания очень важно для многих жизненно важных функций организма.

Вы регулярно едите продукты, которые содержат этот важный микроэлемент? Давайте узнаем, но сначала подробнее о том, что именно делает молибден для организма.

Зачем нужен молибден для организма

Что такое молибден

Если вы ищете расположение в периодической таблице молибдена, то это элемент 42, и символ молибдена — Мо.

Простое определение молибдена — это химический элемент в природе, а также микроэлемент, необходимый для здоровья человека, животных и растений. Он считается металлическим элементом.

Как выглядит молибден

В чистом виде молибденовый элемент представляет собой серебристо-белый металл.

Каковы свойства молибдена

Он имеет чрезвычайно высокую температуру плавления и очень устойчив к коррозии. Этот элемент не встречается в природе как свободный металл на Земле, но он может быть найден в различных состояниях окисления в минералах.

Этот микроэлемент можно найти в природе в азотфиксирующих бактериях, земной коре, почве и воде.

Зачем вам молибден

Молибден для организма считается незаменимым микроэлементом, необходимым для выполнения многих важных жизненно важных функций.

Для чего используется молибден в организме человека

Организм использует его для расщепления макронутриентов, осуществления жизненно важных процессов, связанных с ферментами, метаболизма железа, а также предотвращения накопления вредных веществ. В частности, известно, что он действует как кофактор для четырех важных ферментов, включая сульфитоксидазу, ксантиноксидазу, альдегидоксидазу и митохондриальный восстановитель амидоксима (mARC).

Где находится молибден

В организме человека он в основном находится в печени, почках, железах и костях. Он также может быть найден в коже, мышцах, легких и селезенке.

Типы молибдена

Существует много форм этого микроэлемента, но добавки обычно содержат один из следующих типов:

  • Аммоний молибдат
  • Аспартат молибдена
  • Цитрат молибдена
  • Молибден глицинат
  • Пиколинат молибдена
  • Молибдат натрия

Молибден — применение

В настоящее время недостаточно исследований, чтобы оправдать добавление этого микроэлемента. Тем не менее, некоторые люди считают, что добавка молибдена для организма может быть полезна для лечения кандидоза (1).

Считается, что этот элемент может быть полезен для некоторых из следующих состояний, но на сегодняшний день имеется ограниченное количество данных для оценки эффективности его применения для решения следующих проблем со здоровьем:

  • Рак пищевода — низкий уровень этого минерала может быть связан с повышенным риском рака пищевода, но неизвестно, снижает ли прием добавок этот риск (2).
  • Заболевание печени.
  • ВИЧ / СПИД.
  • Грибковые инфекции / кандида.
  • Сульфит чувствительность.
  • Аллергия и химическая чувствительность.
  • Удушье.
  • Болезнь Лайма.
  • Прыщи.
  • Экзема.
  • Бессонница.
  • Малокровие.
  • Паралич Белла.
  • Рассеянный склероз.
  • Волчанка.
  • Болезнь Вильсона.
  • Остеопороз.
  • Кариес.

Для чего используется молибден в повседневной жизни

Он используется для создания молибденовой смазки (многоцелевой смазки для общепромышленного применения), а также молибденовой стали (материал, применяемый в нефтяной и газовой, энергетической, строительной и автомобильной промышленности для обеспечения своей прочности, устойчивости к коррозии и устойчивости к высоким температурам). Формы, используемые в промышленных целях, включают оксид молибдена, триоксид молибдена, гексакарбонил молибдена и сульфид молибдена.

Кроме того, порошок молибдена используется в качестве растительного удобрения.

Продукты – источники молибдена

Продукты с высоким содержанием молибдена включают бобовые, орехи, молочные продукты, зерновые и листовые зеленые овощи.

Если вы действительно хотите улучшить поступление молибдена в рацион, включите — бобовые, такие как бобы, чечевица и горох. Они являются одними из самых богатых источников. Фрукты, как правило, содержат мало минерала.

Основные пищевые источники молибдена:

  • Чечевица
  • Сушеный горох
  • Лимская фасоль
  • Соевые бобы
  • Черные бобы
  • Бобы пинто
  • Фасоль гарбанзо
  • Овес
  • Помидоры
  • Салат ромэн
  • Огурец
  • Сельдерей
  • Ячмень
  • Яйца
  • Морковь
  • Сладкий перец
  • Укроп
  • Йогурт
  • Арахис
  • Семена кунжута
  • Грецкие орехи
  • Миндаль
  • Треска

Дефицит молибдена — симптомы и признаки

Что вызывает дефицит молибдена? Нехватка молибдена встречается редко, но если он действительно возникает, то обычно приобретается или наследуется.

Диетическая недостаточность этого минерала никогда не наблюдалась у здоровых людей. Однако пациенты с генетическим и тяжелым метаболическим дефектом, называемым дефицитом кофактора молибдена, имеют это состояние (3).

Это редкое заболевание приводит к дефициту трех молибдоферментов (сульфитоксидаза, ксантиндегидрогеназа и альдегидоксидаза). Младенец, родившийся с этим дефицитом кофактора, который может выжить, может иметь серьезные неврологические нарушения и целый ряд других нарушений.

Если дефицит все же возникает, это может быть приобретенный дефицит. Это было замечено у одного пациента в 1980-х годах, у которого была болезнь Крона и которая находилась на длительном внутривенном введении пищи без добавления уровней этого минерала.

Для этого пациента симптомы дефицита молибдена включали учащенное сердцебиение и частоту дыхания, головные боли и ночную слепоту. Состояние пациента улучшилось, когда внутривенное питание было прекращено и заменено добавлением молибдена в форме молибдата аммония.

Недостаток молибдена для организма считается крайне редким, поэтому добавка обычно не рекомендуется к приему.

Избыток молибдена

Что происходит, когда у вас в организме слишком много молибдена?

Известно, что очень высокий уровень (например, от 10 до 15 мг в день) в рационе питания и промышленное воздействие этого микроэлемента вызывают подагру. Добавки могут также усугубить подагру, которая уже существует.

Добавки молибдена также могут потенциально вызывать дефицит меди, поскольку этот микроэлемент снижает содержание меди в тканях организма.

Как правило, взрослые не должны принимать более 2 мг в день.

Сколько можно принимать

Допустимый максимальный уровень потребления этого микроэлемента по возрастным группам приведен ниже:

  • Младенцы в возрасте от 0 до 12 месяцев: установить невозможно, но источник потребления должен быть только из пищи и смеси.
  • Дети 1-3 лет: 300 мкг в день
  • Дети 4–8 лет: 600 мкг в день
  • Дети 9–13 лет: 1100 мкг в день (1,1 мг в день)
  • Подростки 14–18 лет: 1700 мкг в день (1,7 мг в день)
  • Взрослые 19 лет и старше: 2000 мкг в день (2,0 мг в день)

Для большинства людей добавка молибдена не нужна, потому что нетрудно получить достаточное количество пищи только за счет диеты. Кроме того, недостатки встречаются крайне редко.

Однако, если по какой-либо причине вы решили дополнить этот микроэлемент, взрослые обычно считают безопасным прием внутрь в дозах, не превышающих 2 мг в день. Прием высоких доз (более 2 мг в день), вероятно, небезопасен.

Примеры добавок

Thorne Research, Глицинат молибдена, 60 капсул

Меры предосторожности

Что касается возможных лекарственных взаимодействий, было обнаружено, что высокие дозы ингибируют метаболизм ацетаинофена у крыс, поэтому не рекомендуется принимать ацетаминофен вместе с этим элементом (4).

Люди, которые испытывают дефицит меди в рационе или имеют нарушения метаболизма меди, которые приводят к их дефициту меди, могут подвергаться повышенному риску развития токсичности молибдена.

Вы не должны принимать добавки этого микроэлемента, если у вас есть камни в желчном пузыре или проблемы с почками.

Если вы беременны или кормите грудью, имеете заболевание или в настоящее время принимаете лекарства, всегда говорите с вашим врачом, прежде чем принимать какие-либо новые добавки.

Заключительные мысли

  • Молибден для организма необходим, чтобы включать расщепление макроэлементов, фермент-зависимые процессы, метаболизм железа и детоксикацию от вредных веществ.
  • Преимущества молибдена могут включать предотвращение или улучшение некоторых проблем со здоровьем, но до настоящего времени было проведено ограниченное количество исследований, чтобы однозначно подтвердить потребность в добавках, особенно когда дефицит встречается так редко.
  • Одним из примеров состояния, которому он может помочь, является рак пищевода, поскольку исследования показали, что его дефицит может играть роль в более высокой частоте возникновения рака пищевода в популяциях, потребляющих пищу, выращенную в почве с низким содержанием этого минерала.
  • Здоровые продукты, которые содержат этот элемент, включают чечевицу, сушеный горох, черную фасоль, овес и салат ромэн.
  • Лучше и безопаснее всего получать этот микроэлемент с помощью диеты, особенно потому, что дефицит встречается крайне редко.
  • Избыточное количество этого микроэлемента с помощью добавок (или промышленного воздействия) может вызвать подагру и / или дефицит меди.

Мы будем благодарны, если вы поделитесь этой статьей в социальных сетях!

Источник: https://blisswoman.ru/zdorove/molibden-dlya-organizma/

Молибден

Молибден - это что такое? Молибден — свойства и область применения

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.

Источник: https://stankiexpert.ru/spravochnik/materialovedenie/molibden.html

Дисульфид молибдена: история, свойства, применение

Молибден - это что такое? Молибден — свойства и область применения

Зачем нужен дисульфид молибдена?

Дисульфид молибдена (MoS2) является модификатором трения. На сегодняшний день это одна из наиболее популярных добавок к различным пластичным смазкам, маслам, покрытиям. В данной статье рассмотрим, что собой представляет это вещество, его характеристики и применение.

Дисульфид молибдена (MoS2) – это черный или серо-голубой кристаллический порошок, на ощупь схожий с графитом. В природе встречается в виде минерала молибденита, или более редкой аморфной формы – йордизита.

Уникальные свойства данного материала были обнаружены в 1744 году. Из-за внешней схожести со свинцом и его сульфидом минерал назвали “molybdos” – похожий на свинец.

В 1778 году швед Карл Вильгельм Шееле путем нагрева молибденита до получения белого порошка оксида обозначил молибденит как сульфид металла.

В 1781 году другому шведскому ученому Питеру Якобу Хельму удалось выделить этот металл. Он же и назвал его молибденитом.

После этого открытия данный материал стал применяться только в 1890 году. Его использовали для замены вольфрама при легировании.

Первое применение материала в качестве смазки зафиксировано в 1935 году в установке по моделированию вибраций самолетов. На тот момент она была неработоспособна, так как ее тяжелонагруженные узлы двигались скачкообразно. Смазочные материалы того времени не могли устранить эту проблему.

Решение нашел инженер немецкого происхождения Альфред Соннтаг. Он использовал молибденит в качестве присадки. Результаты оказались спорными. С одной стороны отмечали существенное снижение коэффициента трения, с другой – сильный износ узлов из-за примесей абразивного кварцита, которые содержатся в минерале. Чистое вещество на тот момент получить было невозможно.

В 40-е годы 20 века был разработан способ очистки молибденовой руды от примесей путем флотации. С этого момента началось применение дисульфида молибдена в качестве смазочного материала.

Дисульфид молибдена обладает уникальными свойствами, которые отличают его от других видов твердых смазочных веществ:

  • Очень низкий коэффициент трения (от 0,03 до 0,06)
  • Сильная адгезия к металлам
  • Очень высокая несущая способность
  • Высокая износостойкость
  • Широкий диапазон рабочих температур от -185 °C до +450 °C
  • Работоспособность в вакууме и радиации
  • Устойчивость к коррозии, щелочным растворам, соляной, плавиковой и серной кислоте
  • Негорючесть
  • Выравнивает поверхность, сглаживая микронеровности
  • Малая толщина покрытия (5-25 мкм)

Область применения дисульфида молибдена очень широка. Его используют в качестве легирующей добавки к сплавам и сверхнадежным сплавам.

Такие материалы используются в жаропрочных соединениях, которые выдерживают длительное воздействие очень высоких температур до +1800 °C (электровакуумные приборы, ракетные сопла, рабочий материал для ядерных реакторов, высокотемпературные печи и т.д.

) Помимо этого MoS2 значительно улучшает такие параметры сталей, как прочность, вязкость, устойчивость к коррозии.

В самолето- и ракетостроении минерал используется при производстве сверхзвуковых самолетов (детали кромок крыльев, тепловые экраны, элементы кромок крыльев), деталей каркаса ракет и панелей космических аппаратов. Также он применяется в некоторых деталях турбореактивных и ракетных двигателей (сопла, заслонки форсунок, хвостовые юбки, лопасти турбин, поверхности управления в ракетах, работающих на твердом топливе).

В стекольной отрасли дисульфид молибдена применяется при производстве электродов, предназначенных для плавления стекла. Из его сплавов изготавливают различные пресс-формы, стержни для литья под давлением медных, цинковых и алюминиевых сплавов. 

Существуют и другие применения дисульфида молибдена. Но одним из основных современных назначений этого минерала является улучшение показателей различных смазочных материалов.

Твердые смазочные материалы, добавленные в состав пластичных смазок, придают им новые свойства. Продукты с дисульфидом молибдена эффективно работают при очень высоких нагрузках, низких и высоких температурах. Они значительно снижают износ, образование фреттинг-коррозии, задиров и обеспечивают длительное смазывание в условиях негативного воздействия внешней среды.

Смазки с дисульфидом молибдена на основе минеральных, синтетических и полусинтетических масел. Загустителем также может выступать любой известный материал. Но наибольшее распространение получили минеральные литиевые смазки на основе дисульфида молибдена. Они обладают хорошими эксплуатационными показателями и доступной ценой.

Применяются молибденовые смазки в тяжелонагруженных узлах легковых и грузовых автомобилей, специальной техники, дерево- и металлообрабатывающего оборудования, электродвигателей и вентиляторов, общепромышленного оборудования и т.д.

Присадки на основе дисульфида молибдена применяются в моторных маслах. Они уменьшают износ, улучшают смазывание и значительно снижают количество задиров на внутренних поверхностях двигателя. Благодаря тому, что минерал отлично взаимодействует с серой, которая входит в состав современных моторных масел, MoS2 отлично удерживается на металлических поверхностях.

В среде автомобилистов применение присадок является одним из главных предметов спора. Одни приводят доводы в пользу их применения, другие же называют присадки пустой и неэффективной тратой денег.

Так или иначе эффект от применения таких материалов есть, но он не долговечный.

Помимо того, что моторное масло с молибденом нужно менять гораздо чаще, при заливке свежей жидкости также придется залить новое количество присадки.

Покрытия (АФП, антифрикционные покрытия) бывают двух видов – порошки и краскоподобные составы. Первые представляют собой чистый дисульфид молибдена разной степени помола от 10 до 1,25 микрон. Краскоподоные составы представляют собой мелкодисперсные частицы минерала, которые диспергированы в среде связующих веществ и растворителей.

Перед пластичными смазками и маслами у покрытий есть много преимуществ. После нанесения АФП образую сухую смазочную пленку, которая исключает налипание пыли и абразивных частиц на поверхности. Помимо этого данный вид материалов обеспечивает смазывание в течение всего срока службы узла. Также покрытия на основе дисульфида молибдена отлично работают в условиях радиации и вакуума.

Применяются АФП в резьбовых соединениях, пружинах, шлицах, шпильках, зубчатых, цепных и червячных механизмах, тормозных системах автомобилей, подшипниках и направляющих скольжения в промышленном оборудовании, особенно в горно-добывающей, сельско-хозяйственной и других отраслях.

Источник: https://mirsmazok.ru/smazki/osobennosti-disulfida-molibdena/

Мед-Центр Здоровье
Добавить комментарий