купим Молибден Вольфрам и многие другие металлы

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
Свойство |
Значение |
Группа металлов |
Тугоплавкий |
Плотность при 20°С |
10,2 г/cм3 |
Температура плавления |
2610 °С |
Температура кипения |
4612 °С |
Теплопроводность |
142 Вт/(м*К) |
Теплота плавления |
28 кДж/моль |
Теплота испарения |
590 кДж/моль |
Удельная теплоемкость |
0,256 Дж/(г*К) |
Электросопротивление |
5,70 мкОм*см |
Молярный объем |
9,4 см3/моль |
Модуль сдвига |
122 ГПа |
Твердость |
125 НВ |
Коэффициент линейного расширения |
4,9 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:
Свойство |
Значение |
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 |
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:
- 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.
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
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. |
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:
- Участвует в углеводном, белковом и липидном обмене, в процессах очищения от мочевой кислоты, альдегидов и прочих вредных веществ.
- Снижает интоксикацию после употребления алкоголя.
- Укрепляет кости и зубы.
- Улучшает половую функцию.
- Препятствует возникновению подагры и анемии.
- Участвует в тканевом дыхании и синтезе витамина С.
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.
Основные марки молибдена
В промышленности используется чистый молибден и с различными присадками. Среди наиболее распространенных можно выделить следующие марки:
- МЧ — чистый металл: в нем содержится не менее 99,96 % молибдена и до 0,04 % примесей. Эта марка находит применение в изготовлении проволоки, которая используется в производстве источников света и электронных приборов. Также МЧ применяют в изготовлении деталей электровакуумных приборов.
- МЧВП — чистый молибден, который производится методом вакуумной плавки.
- МРН — еще один вид чистого молибдена, однако в отличие от МЧ и МЧВП в его составе содержится большее количество примесей — до 0,08 %. Основная область применения МРН — производство проволоки для источников света и электронных приборов.
- МК — молибден с кремнещелочной присадкой. Из него также изготавливают проволоку.
- ЦМ — металл с присадкой циркония или титана.
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:
- В самолетостроении и ракетостроении.
Молибден и его сплавы применяются для обшивки сверхзвуковых самолетов и ракет, а также в производстве головных частей самолетов и ракет: они могут использоваться в качестве основного конструкционного материала или служить тепловым экраном.
- В цветной металлургии.
Молибден значительно повышает прокаливаемость стали, прочность, устойчивость к коррозии и вязкость. Сплавы стали с добавлением молибдена применяют для изготовления ответственных изделий и деталей.
Использование молибдена в цветной металлургии также охватывает сплавы кобальта и хрома. Такая добавка повышает твердость, в результате чего сплав может быть использован для истирающихся кромок деталей. Молибден также входит в состав жаростойких кислотоупорных сплавов на основе хрома, никеля и кобальта.
Так как молибден имеет высокую температуру плавления, его применяют при изготовлении инструментов для горячей обработки стали. Из него также производят стержни для литья под давлением различных сплавов.
- В химической промышленности.
Из молибдена делают оборудование, работающее в кислотной среде. Из него также изготавливают нагревательные элементы для печей, которые работают в атмосфере водорода.
Многие соединения молибдена служат катализаторами реакций. Некоторые из них также входят в состав глазурей и красок.
- В стекольной промышленности.
Этот металл устойчив в расплавленном стекле, благодаря чему его применяют при плавке стекла и производстве электродов.
- В радиоэлектронной промышленности и рентгенотехнике.
Из молибдена изготавливают детали вакуумных приборов — рентгеновских трубок, электронных ламп и др.
Вольфрам
Из Википедии — свободной энциклопедии
74 Тантал ← Вольфрам → Рений Mo
↑
W
↓
SgВнешний вид простого вещества Свойства атома Название, символ, номер Вольфра́м / Wolframium (W), 74 Атомная масса
(молярная масса)183,84(1)[1] а. е. м. (г/моль) Электронная конфигурация [Xe] 4f14 5d4 6s2 Радиус атома 141 пм Химические свойства Ковалентный радиус 170 пм Радиус иона (+6e) 62 (+4e) 70 пм Электроотрицательность 2,3 (шкала Полинга) Электродный потенциал W ← W3+ 0,11 В
W ← W6+ 0,68 ВСтепени окисления 6, 5, 4, 3, 2, 0 Энергия ионизации
(первый электрон)769,7 (7,98) кДж/моль (эВ) Термодинамические свойства простого вещества Плотность (при н. у.) 19,25[2] г/см³ Температура плавления 3695 K (3422 °C, 6192 °F)[2] Температура кипения 5828 K (5555 °C, 10031 °F)[2] Уд. теплота плавления 285,3 кДж/кг
52,31[3][4] кДж/мольУд. теплота испарения 4482 кДж/кг 824 кДж/моль Молярная теплоёмкость 24,27[5] Дж/(K·моль) Молярный объём 9,53 см³/моль Кристаллическая решётка простого вещества Структура решётки кубическая
объёмноцентрированнаяПараметры решётки 3,160 Å Температура Дебая 310 K Прочие характеристики Теплопроводность (300 K) 162,8[6] Вт/(м·К) Номер CAS 7440-33-7 74 Вольфрам183,844f145d46s2 Вольфра́м — химический элемент с атомным номером 74 в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева, обозначается символом W (лат. Wolframium). При нормальных условиях представляет собой твёрдый блестящий серебристо-серый переходный металл[5].
Вольфрам — самый тугоплавкий из металлов. Более высокую температуру плавления имеет только неметаллический элемент — углерод, но он существует в жидком виде только при высоких давлениях. При стандартных условиях вольфрам химически стоек.
Содержание
История и происхождение названия
Название Wolframium перешло на элемент с минерала вольфрамит, известного ещё в XVI в. под названием лат. spuma lupi («волчья пена») или нем. Wolf Rahm («волчьи сливки», «волчий крем»[5][7][8]). Название было связано с тем, что вольфрам, сопровождая оловянные руды, мешал выплавке олова, переводя его в пену шлаков («пожирал олово как волк овцу»).
В английском и французском языках вольфрам называется tungsten (от швед. tung sten — «тяжёлый камень»). В 1781 году знаменитый шведский химик Карл Шееле, обрабатывая азотной кислотой минерал шеелит, получил жёлтый «тяжёлый камень» (триоксид вольфрама)[источник не указан 2176 дней]. В 1783 году испанские химики братья Элюар сообщили о получении из саксонского минерала вольфрамита как растворимой в аммиаке жёлтой окиси нового металла, так и самого металла[источник не указан 2176 дней]. При этом один из братьев, Фаусто, был в Швеции в 1781 году и общался с Шееле. Шееле не претендовал на открытие вольфрама, а братья Элюар не настаивали на своём приоритете.
Нахождение в природе
Кларк вольфрама земной коры составляет (по Виноградову) 1,3 г/т (0,00013 % по содержанию в земной коре). Его среднее содержание в горных породах, г/т: ультраосновных — 0,1, основных — 0,7, средних — 1,2, кислых — 1,9.
Вольфрам встречается в природе главным образом в виде окисленных сложных соединений, образованных трёхокисью вольфрама WO3 с оксидами железа и марганца или кальция, а иногда свинца, меди, тория и редкоземельных элементов. Промышленное значение имеют вольфрамит (вольфрамат железа и марганца nFeWO4 · mMnWO4 — соответственно, ферберит и гюбнерит) и шеелит (вольфрамат кальция CaWO4). Вольфрамовые минералы обычно вкраплены в гранитные породы, так что средняя концентрация вольфрама составляет 1—2 %.
Месторождения
Наиболее крупными запасами обладают Казахстан, Китай, Канада и США; известны также месторождения в Боливии, Португалии, России, Узбекистане и Южной Корее. Мировое производство вольфрама составляет 49—50 тысяч тонн в год, в том числе в Китае 41, России 3,5; Казахстане 0,7, Австрии 0,5. Основные экспортёры вольфрама: Китай, Южная Корея, Австрия. Главные импортёры: США, Япония, Германия, Великобритания.