Quali sono le proprietà del molibdeno?

Il molibdeno appartiene al gruppo dei metalli ad alto punto di fusione (noti anche come metalli refrattari). I metalli refrattari sono metalli con un punto di fusione più alto del platino (1772 gradi). Nei metalli refrattari l'energia di legame dei singoli atomi è particolarmente elevata. I metalli refrattari hanno anche punti di fusione elevati, bassa pressione di vapore, buona stabilità alle alte temperature ed elevato modulo elastico nei materiali a base di molibdeno e a base di tungsteno. Questo tipo di metallo presenta inoltre caratteristiche tipiche come un basso coefficiente di dilatazione termica e un'elevata densità. Il molibdeno appartiene allo stesso gruppo del tungsteno nella tavola periodica, il che significa che i due metalli hanno proprietà fisiche e chimiche simili. Anche il molibdeno e il tungsteno hanno entrambi un'eccellente conduttività termica. La differenza è che il molibdeno si deforma facilmente a temperature notevolmente più basse, rendendolo più facile da lavorare rispetto al tungsteno. Il molibdeno ha una gamma di proprietà molto equilibrata, che lo rendono un vero tuttofare.

Velocità di evaporazione dei metalli refrattari

Pressione di vapore dei metalli refrattari

Coefficiente di dilatazione termica lineare dipendente dalla temperatura del molibdeno e del titanio zirconio molibdeno

Conduttività termica dipendente dalla temperatura del molibdeno e del titanio zirconio molibdeno

Calore specifico del molibdeno e del titanio zirconio molibdeno

Resistività di titanio, zirconio, molibdeno e molibdeno/molibdeno lantanio ricristallizzato

I metalli refrattari hanno generalmente coefficienti di dilatazione termica più piccoli e densità più elevate. Lo stesso vale per il molibdeno. Il materiale ha anche un'elevata conduttività termica e una bassa resistività elettrica. Esiste una forte energia di legame tra gli atomi di molibdeno e il suo modulo elastico è superiore a quello di molti metalli. Le proprietà termofisiche del molibdeno cambiano con la temperatura.

Coefficienti di dilatazione termica lineare dipendenti dalla temperatura di molibdeno e tungsteno

Calore specifico di molibdeno e tungsteno

Valori di emissività dipendenti dalla temperatura per il molibdeno

 

 

 

Grafico riepilogativo dei valori di emissività del molibdeno dipendenti dalla temperatura (mostrati come banda di scattering rossa). Le misurazioni sperimentali dell'emissività dei campioni di Plansee in condizioni tipiche di consegna possono essere trovate all'estremità superiore della banda di diffusione.

La resistività ρ (rho) di un materiale è il reciproco della sua conduttività elettrica. Maggiore è il valore della resistività di un materiale, peggiore è la sua conduttività elettrica. La resistività ρ si misura in Ωmm²/m. Metalli diversi hanno resistività diverse. Ad esempio: l'argento ha una resistività di {{0}}.016 Ωmm²/m e il titanio ha una resistività di 0.427 Ωmm²/m. La temperatura, gli elementi di lega, le impurità e i difetti di ciascun materiale avranno un forte impatto sulla resistività. I nostri materiali ad alte prestazioni, molibdeno e tungsteno, hanno resistività molto basse: circa 0.05 Ωmm²/m a temperatura ambiente; anche meno di 0,5 Ωmm²/m a 1500 gradi. I nostri metalli sono quindi ideali per l'uso come contatti elettrici e materiali di rivestimento. Poiché il molibdeno e il tungsteno hanno un reticolo cubico, la resistività è la stessa in tutte le direzioni cristallografiche. Grafico Grafico a linee con 2 linee. Visualizza come tabella dati, grafico Il grafico ha 1 asse X che mostra la temperatura [gradi]. I dati vanno da 0 a 3369,33. Il grafico ha 1 asse Y che mostra la resistenza elettrica specifica [(Ω⋅mm2)/m]. I dati vanno da 0,0422192 a 1,16871. Fine del grafico interattivo. Resistività del molibdeno e del tungsteno Ingrandisci grafico Grafico a linee con 2 linee. Visualizza come tabella dati, grafico Il grafico ha 1 asse X che mostra la temperatura [gradi]. I dati vanno da 25,4 a 801. Il grafico ha 1 asse Y che mostra la conducibilità termica [W/m⋅K)]. I dati vanno da 116.8677848 a 174.1113248.

Resistività del molibdeno e del tungsteno

Conduttività termica dipendente dalla temperatura di molibdeno e tungsteno

Con un punto di fusione fino a 2620 gradi, il molibdeno mantiene la sua forza e resistenza allo scorrimento viscoso anche a temperature elevate. Maggiore è il grado di modellatura del materiale, maggiore sarà il miglioramento della resistenza del molibdeno. Rispetto ad altri metalli, anche la duttilità dei materiali a base di molibdeno aumenta con il grado di formatura. Aggiungiamo il renio come elemento di lega, che non solo può migliorare la duttilità del molibdeno, ma anche ridurre la temperatura di transizione fragile-duttile. Utilizziamo anche ossidi di titanio, zirconio, afnio, carbonio e terre rare come ingredienti di lega da aggiungere ai materiali di molibdeno. Ciò significa che possiamo creare un’ampia gamma di materiali con una gamma di proprietà molto definita. Rispetto ad altri metalli, il molibdeno e le sue leghe hanno una forte energia di legame tra gli atomi di molibdeno, quindi hanno un modulo elastico molto elevato.

Confronto del modulo elastico del molibdeno con il modulo elastico di altri metalli refrattari (W, Cr, Ta e Nb) alle temperature di prova

Valori tipici del limite di snervamento per molibdeno e titanio zirconio molibdeno 0,2%

Valori tipici di resistenza alla trazione per lastre di molibdeno e titanio zirconio molibdeno in condizioni di distensione e/o ricristallizzate (spessore della lamiera: 2 mm)

Confronto dei tassi di scorrimento allo stato stazionario di fogli di molibdeno, titanio zirconio molibdeno e molibdeno lantanio ricristallizzato a 1100 gradi

Confronto dei tassi di creep allo stato stazionario di fogli di molibdeno, titanio zirconio molibdeno e molibdeno lantanio ricristallizzato a 1450 gradi e 1800 gradi

 

Descrizione dei materiali campione del test di creep:

Valori tipici di resistenza allo snervamento di 0,2% per barre di molibdeno, titanio zirconio molibdeno e carburo di molibdeno afnio (diametro: 25 mm; condizioni di distensione)

Valori tipici di resistenza alla trazione per barre di molibdeno, titanio zirconio molibdeno e carburo di molibdeno afnio (diametro: 25 mm; condizione di distensione)

Valori di durezza termica delle barre di molibdeno, titanio zirconio molibdeno e carburo di molibdeno afnio (diametro: 25 mm; condizione distesa)

Micrografia ottica di un foglio di molibdeno (alleviato dallo stress)

Micrografia ottica di foglio di molibdeno (ricristallizzato)

Micrografia ottica di un foglio di molibdeno lantanio ricristallizzato

Temperatura di transizione fragile-duttile:

Se riscaldato ad una certa temperatura, il molibdeno perde la sua fragilità e diventa duttile. La temperatura necessaria per trasformare la fragilità in duttilità è detta temperatura di transizione fragile-duttile. La temperatura di transizione fragile-duttile è correlata a molti fattori, tra cui la composizione chimica e il grado di deformazione del metallo. La duttilità del molibdeno diminuisce con l'aumentare del grado di ricristallizzazione. Ciò significa che la temperatura di ricristallizzazione è un fattore decisivo. La struttura cambia con la temperatura di ricristallizzazione. Questo rimodellamento del grano riduce la resistenza e la durezza del molibdeno e aumenta la probabilità di frattura. A seconda del processo di formatura, sono necessarie operazioni come laminazione, forgiatura o trafilatura per ripristinare la struttura originale. La temperatura di ricristallizzazione dipende dal grado di deformazione del molibdeno e dalla sua composizione chimica. Il drogaggio con piccole quantità di particelle di ossido (come l'ossido di lantanio) può aumentare la temperatura di ricristallizzazione e la resistenza al creep del molibdeno. La tabella seguente riassume le temperature di ricristallizzazione tipiche per i materiali base di molibdeno.

In generale, durante la formatura e la lavorazione del molibdeno e dei metalli refrattari, è necessario comprendere appieno le proprietà speciali di questo gruppo di materiali. Se vengono utilizzati processi di formatura senza trucioli come piegatura o piegatura, questi processi devono essere utilizzati al di sopra della temperatura di transizione fragile-duttile per garantire che la lamiera possa essere lavorata in modo sicuro senza il rischio di crepe. Quanto più spessa è la lamiera, tanto maggiore è la temperatura necessaria per una formatura senza crepe. Il molibdeno è molto adatto anche per operazioni di taglio e stampaggio se l'utensile è adeguatamente affilato e la temperatura di preriscaldamento è regolata correttamente. Il taglio può essere eseguito senza problemi anche con una macchina estremamente robusta e potente. Se avete domande sulla lavorazione dei metalli refrattari, saremo lieti di avvalervi della nostra esperienza pluriennale per aiutarvi.

L'eccellente resistenza chimica del molibdeno e delle sue leghe ha attirato grande attenzione da parte della comunità chimica e dell'industria del vetro. Il molibdeno è resistente alla corrosione con un'umidità atmosferica inferiore al 60%. Il molibdeno inizierà a sbiadire solo a livelli di umidità più elevati. Il molibdeno non è più resistente alla corrosione nei liquidi alcalini e ossidanti a temperature superiori a 100 gradi. Per le applicazioni in cui il molibdeno viene utilizzato in gas ossidanti ed elementi superiori a 250 gradi, abbiamo sviluppato lo strato protettivo Sibor®, che protegge il molibdeno dall'ossidazione. Il vetro fuso, l'idrogeno, l'azoto, i gas inerti, i metalli fusi e le ceramiche a base di ossido non corrodono il molibdeno anche a temperature molto elevate, né lo corrodono meno di altri materiali metallici.

La tabella seguente elenca le proprietà di resistenza alla corrosione del molibdeno. Salvo diversa indicazione, tutte le specifiche si riferiscono a soluzioni pure senza ossigeno. Piccole concentrazioni di impurità chimicamente attive possono influenzare significativamente la resistenza alla corrosione del molibdeno. Se avete domande su argomenti complessi legati alla corrosione, saremo lieti di utilizzare la nostra esperienza e il nostro laboratorio interno sulla corrosione per assistervi.

Comportamento alla corrosione del molibdeno

Flangia in molibdeno

Barca di evaporazione per placcatura sotto vuoto al molibdeno

Viti e bulloni a testa piatta in molibdeno puro

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