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

  У этого термина существуют и другие значения, см. Вольфрам (значения).

   

  74 Тантал ← Вольфрам → Рений Mo ↑ W ↓ Sg 74W
  Внешний вид простого вещества
  Тугоплавкий прочный металл, стального цвета или белый
  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 В
  Степени 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/моль
  Уд. 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 объёмноцентрированная
  Параметры 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	Вольфрам
  W 183,84
  4f145d46s2

  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

  • 1 История и происхождение названия
  • 2 Нахождение в природе
    
    • 2.1 Месторождения
  • 3 Получение
  • 4 Физические свойства
  • 5 Химические свойства
  • 6 Применение
    
    • 6.1 Металлический вольфрам
    • 6.2 Соединения вольфрама
    • 6.3 Другие сферы применения
    • 6.4 Рынок вольфрама^[16]
  • 7 Биологическая роль
  • 8 Изотопы
  • 9 Примечания
  • 10 Ссылки

  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.

  Основная статья: Вольфрамовые руды

  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.