Campos de aplicación del carburo de molibdeno
Desde la estructura de consumo global, el molibdeno puede considerarse un aliado del hierro. El 80% de la demanda de molibdeno en los países desarrollados occidentales proviene del acero. El acero inoxidable absorbe el 30% del molibdeno, el acero de baja aleación absorbe el 30%, las brocas y herramientas de corte representan el 10% y el acero fundido representa el 10%. Otro 20% del molibdeno se consume en productos químicos de molibdeno, lubricantes a base de molibdeno y refinación de petróleo. Es bastante típico que la proporción del consumo de molibdeno en la producción de acero en los Estados Unidos en 1998 fuera del 75%.
Las aleaciones a base de molibdeno también se utilizan cada vez más en las industrias electrónica, de procesamiento de metales y aeroespacial.
1. Aleación de molibdeno
La aleación TZM tiene excelentes propiedades integrales y de alta resistencia y es la aleación de molibdeno más utilizada. Estados Unidos utiliza la aleación TZM para fabricar discos de turbinas de motores y su uso de molibdeno representa el 15% del uso total de molibdeno. Mi país produce no menos de 22 marcas de materiales de molibdeno, incluidas las aleaciones de molibdeno TZM. A principios de la década de 1990, la producción de molibdeno y productos de molibdeno de mi país alcanzó casi 200 toneladas.
Las aleaciones de molibdeno TZM y TZC tienen mejores propiedades mecánicas que el molibdeno puro y se utilizan ampliamente en la fabricación de alta tecnología, moldes y diversas piezas estructurales. Ya en el siglo XX nuestro país fabricó con éxito tapones perforados en caliente para diversos tubos de acero sin costura. Este tipo de tapón de molibdeno sinterizado fabricado con tecnología de fundición de polvo reduce el consumo de materia prima (al 50% del consumo en estado fundido) y aumenta la vida útil promedio de 1,5 a 2 veces.
El tubo sin costura hecho de aleación de molibdeno-renio (que contiene 50% Re) tiene un rendimiento excelente y puede usarse a temperaturas cercanas a su punto de fusión. Se usa como soporte, anillo y anillo para termopar. Mangas y cátodos de tubos de electrones. Puerta y otras piezas.
Además de su alta resistencia, buena conductividad eléctrica, conductividad térmica y bajo coeficiente de expansión térmica (similar al vidrio para tubos electrónicos), el molibdeno y las aleaciones de molibdeno también tienen la ventaja de ser más fáciles de procesar que el tungsteno, por lo que se producen utilizando métodos de procesamiento convencionales. Las placas, tiras, láminas, tubos, varillas, alambres y perfiles se utilizan en tubos electrónicos (rejillas y ánodos), piezas de fuentes de luz eléctrica (material de soporte), herramientas para trabajar metales (fundición a presión y extrusión). troqueles, troqueles de forja, tapones perforados, filtros de metal líquido) y discos de turbina se utilizan ampliamente.
2. Elementos de aleación de acero
Como aliado del acero, el molibdeno, junto con el níquel y el cromo, puede reducir la fragilización que a menudo se produce en el acero aleado durante el tratamiento térmico. Estados Unidos está liderando el camino para resolver la escasez de recursos de tungsteno mediante el uso de molibdeno en lugar de tungsteno en el acero de alta velocidad. Se ha calculado que el molibdeno tiene el doble de "poder" que el tungsteno. De esta manera, el acero que contiene un 18% de tungsteno puede sustituirse por acero que contiene un 9% de molibdeno (con cromo y vanadio añadidos al mismo tiempo), lo que reduce en gran medida el coste de producción del acero. La función del molibdeno en el acero inoxidable es mejorar la resistencia a la corrosión, aumentar la resistencia y mejorar la soldabilidad. Se puede observar que el molibdeno desempeña un papel extraordinario en la industria del acero.
3． Otras aplicaciones
El molibdeno tiene una presión de vapor extremadamente baja a las temperaturas y presiones en las que operan los hornos de vacío. Por lo tanto, las piezas de molibdeno tienen la menor contaminación de la pieza de trabajo o sustancia de trabajo en el horno, y las pérdidas por evaporación ciertamente no limitarán la vida útil de las piezas ricas en molibdeno, como los elementos calefactores y las envolturas de aislamiento térmico.
La alta resistencia del molibdeno lo convierte en un electrodo y equipo de manipulación y procesamiento ideal durante períodos de calentamiento rápido en la fabricación de productos de vidrio. El molibdeno es químicamente compatible con la mayoría de los componentes de vidrio y no causará efectos de color dañinos debido a pequeñas cantidades de molibdeno que se disuelven en el tanque de fusión de vidrio. Como electrodo calefactor en un horno de fusión de vidrio, su vida útil puede ser de 3 a 5 años.
4. Aplicaciones emergentes
La principal forma de resolver los problemas de baja ductilidad y alta oxidación del molibdeno es desarrollar un material compuesto avanzado basado en disiliciuro de molibdeno (MoSi2).
El MoO2 formado por el contacto entre el molibdeno y el oxígeno se sublima a 800°C y obtiene una sustancia similar a una nebulosa de color blanco amarillento cuando se condensa, lo que plantea serios desafíos de ingeniería a las ventajas del molibdeno en cuanto a alta resistencia y resistencia a la fluencia. . pregunta. Para este fin se utiliza un recubrimiento rico en silicio con capacidad de autocuración. Sin embargo, este recubrimiento tiene una resistencia extremadamente pobre a los efectos del ciclo térmico. Mo-Si-B, un material compuesto a base de disiliciuro de molibdeno, tiene una excelente resistencia y una excelente resistencia a la oxidación, pero tiene poca ductilidad y se limita a la producción de pequeños lotes de productos comerciales. Para resolver el problema de la ductilidad, se determinó el rango de composición de este material compuesto de molibdeno, silicio y boro, de modo que además de una excelente resistencia a la oxidación, sus altas propiedades mecánicas son comparables a las de la aleación TZM. El material compuesto utiliza Mo5SiB (T2) como fase matriz y molibdeno metálico como segunda fase. La fase metálica mejora la ductilidad del material compuesto y la fase de matriz puede formar una incrustación de óxido autorreparable.
El material compuesto Mo-6Ti-2.2Si-1.1B preparado con titanio añadido es casi invisible a simple vista cuando se expone al aire a 1370°C durante 2 horas, lo que es incluso mejor que el TZM. Este es un logro notable para las aleaciones a base de molibdeno.
El segundo nuevo logro del molibdeno es el revestimiento de ojivas cargadas (llamadas escudos de carga en términos militares), que pueden penetrar y cortar a grandes profundidades en aplicaciones militares e industriales. En este tipo de dispositivos, los explosivos que rodean el revestimiento son detonados de forma controlada, provocando que el revestimiento se deforme de una forma muy peculiar. La deformación hace que el material de revestimiento produzca fragmentos en forma de varilla (eyectores) con una velocidad extremadamente alta y una gran tensión que pueden penetrar profundamente en el material objetivo o el objetivo.
El desarrollo de mascarillas médicas revestidas de molibdeno es un nuevo campo de investigación. El material tradicional del revestimiento de las ojivas es el cobre, pero la velocidad del sonido del molibdeno es de 5,12 kilómetros/segundo (el cobre es de 3,94 kilómetros/segundo) y la densidad es de 10,2 g/cm3 (el cobre es de 8,93 g/cm3). Para obtener chorros coherentes de alta velocidad, la punta debe tener una alta velocidad del sonido. El diseño de pulverización que utiliza molibdeno puede permitir que la velocidad de la punta del chorro sea superior a 12 kilómetros/segundo, mientras que la velocidad que utiliza cobre es inferior a 10 kilómetros/segundo. La diferencia de velocidad entre los dos es del 20% al 25%. La razón es que la alta velocidad del sonido aumenta la energía de la punta, lo que conduce a una mayor penetración. Las últimas mascarillas de tipo médico son preferentemente cónicas y con forma de trompeta. Reemplazar el cobre por molibdeno será una reforma importante en materia de artillería.
El tercer nuevo logro del molibdeno es la fabricación de dispositivos de visualización de pantalla plana. En la industria electrónica, los dispositivos de visualización de panel plano todavía utilizan tecnología de pantalla de cristal líquido (LCD) de matriz activa. Sin embargo, la pantalla LCD está en pleno desarrollo con pantalla de emisión de campo (FED), pantalla de electroluminiscencia (EL), panel de pantalla de plasma (PDP), pantalla de luminiscencia de rayos catódicos (CRT) y pantalla fluorescente de vacío (VFD), que se encuentran en diferentes etapas de desarrollo. Feroz competencia por el puesto. En este proceso de visualización, la visualización se realiza mediante dos láminas de vidrio separadas por vacío. El cristal de la parte posterior sirve de cátodo. En él se encuentran distribuidos más de 500 millones de puntas de emisores en forma de un conjunto de emisores de campo. Los intervalos entre los emisores son mucho más pequeños que los píxeles de una pantalla de televisión. Las puntas emisoras están hechas de molibdeno y se pueden controlar individualmente o en grupos durante la visualización. En vista de su amplio ángulo de visión, rápido tiempo de respuesta, amplia tolerancia de rango dimensional y especialmente bajo consumo de energía, junto con la tendencia de ser claros, brillantes, extraíbles y duraderos, se han convertido en la principal fuerza impulsora para el desarrollo de pantallas de panel. tecnología. El mercado de las pantallas tiene un valor de mercado de más de 10 mil millones de dólares estadounidenses. El proceso de visualización de pantalla plana utiliza la evaporación de un haz de electrones para depositar molibdeno en la punta del emisor. Aunque la cantidad es pequeña, tiene un futuro ilimitado para el desarrollo de televisores de pantalla grande y de alta definición.