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钼
元素符号Mo，原子序数42，在元素周期表中属ⅥB族，原子量95.94，体心立方晶格，熔点2610℃。金属钼是一种用途广泛的难熔金属材料。生产钼材的原料是钼粉。各类钼材如钼棒、钼板、钼管、钼丝以及掺杂钼和各种钼制品在现代工业的各个部门中都有重要的应用。
简史1782年瑞典化学家耶尔姆(P.J.Hjelm)将氧化钼和木炭一起加热得到了黑的金属钼粉末。纯钼材料的生产和在工业中的应用与首批钨丝白炽灯同时投放市场。钼比钨容易加工，较为经济，很适合在白炽灯中作钨丝的支撑、挂钩。该用途一直延续至今。1911年出现用钼丝或钼带作发热体的高温炉，温度可达1705℃。在1939年以前，生产钼材的惟一方法是粉末冶金法，用直接通电加热的方法来烧结压坯。产品的截面小，重量轻，只能制作丝、片、带等，在照明灯和电子管中使用。1939至1945年期间，美国研究出了“活化烧结法”，降低了钼的烧结温度。用间接加热可以烧结重达上百公斤的坯料。1943年美国人帕克(R.M.Parke)和哈姆(J.L.Ham)研究成功用自耗电电弧炉熔铸钼锭的方法，得到了致密、均匀、高质量的钼和钼合金锭。从这一年起，钼开始用作玻璃熔炉的加热电，且用量不断增加，已成为钼的重要用途之一。40年代后期至60年代，航空航天、原子能工业迅速发展，钼因其熔点高、高温强度好和耐腐蚀而受到重视。各类钼材的制取工艺及各系列钼合金在此期间得到了很大的发展。中国在50年代初开始用粉末冶金法生产钼丝、钼棒和钼片。50年代末用真空白耗电弧炉熔炼出钼锭，并用模锻方法锻造出钼叶片。60年代初用熔炼和粉末冶金的坯锭轧制出大型纯钼和钼合金板材。现在能用此两种坯锭生产出钼及其合金的各种规格的棒材、板材、管材及异形制品等。
性质包括物理性质、化学性质和力学性能。钼有良好的耐腐蚀性，对多种无机酸如盐酸、氢氟酸、磷酸，多种液态金属如锂、铋、镁、钾、钠，熔融的氟盐等都有好的抗侵蚀性。钼还能耐大多数熔融玻璃的侵蚀。钼与氧化物耐火材料氧化锆、氧化铝、氧化铍、氧化钍等直至1750℃以上都不起作用。但钼的抗氧化性能差，不耐氧化性酸如硝酸、王水和氧化性熔盐如等的腐蚀。常温下钼在空气中稳定，650℃以上氧化，生成的氧化物在700℃以上挥发形成白烟雾，常称“灾难性氧化”。钼的力学性能取决于材料的纯度和制取过程。塑性加工可使纯铝强化。钼有塑性一脆性转变。影响钼塑性的因素有间隙元素，如氮、碳尤其是氧使钼的塑一脆转变温度升高。其他如晶粒取向、变形量、再结晶程度等都影响其塑一脆转变温度。钼的主要物理性质如下:
钼对几种介质的耐腐蚀性列于表1。钼的拉伸性能列于表2。
用途 钼的应用较广，在电子工业中用作灯泡和电子管中钨丝的支撑材料、阳、栅，还可作钨丝的缠绕芯杆。在金属加工工业中可用作压铸和挤压模具、热穿孔顶头、电阻铆焊的电、钻或镗刀具的刀杆。钼的膨胀系数与高温玻璃相近，是良好的玻璃与金属的封接材料。在原子能工业中用作在液态碱金属介质中工作的材料和在熔盐反应堆中使用。在化学工业中用作耐酸阀门等。用钼作发热体的加热炉在真空或氢气中温度可到2205℃。钼耐玻璃侵蚀，其少量氧化物不会使玻璃着，所以在玻璃及玻璃纤维工业中可代替铂作熔融玻璃的搅拌器，用钼棒或钼板作玻璃熔窑的加热电等。由于钼在高温下不抗氧化，即使加抗氧化保护涂层后也不能在高温下长期使用，因此在航空航天工业中只能作瞬时或短时工作的部件。如火箭发动机的喷管、火箭鼻锥、方向舵、防热屏等。
制取方法钼加工材的制备工艺主要包括坯锭制取、塑性加工、热处理和焊接。
坯锭制取钼坯锭的制取主要有熔炼和粉末冶金两种方法。(1)熔炼法。将垂熔钼条焊接、捆扎成自耗电，用真空白耗电弧炉或电子轰击炉熔炼成钼铸锭。为了脱氧和消除气孔，常加入钛或碳。熔炼钼锭杂质含量低，纯度高，密度可达理论值。但铸锭的晶粒粗大，塑性加工时需要挤压开坯，然后再进一步锻造或轧制。熔炼法产品收得率较低。(2)粉末冶金法。小规格坯锭可由钼粉用传统的机械模压成形，于炉中通氢垂熔烧结成垂熔钼条，作为加工杆、丝、窄带等的坯料或电弧熔炼的自耗电；大规格坯锭用等静压成形，成形压力一般为150MPa，通氢高温烧结，温度一般在1900℃。如需要塑性加工，则坯锭的相对密度(实测密度与理论密度之比)应在93％以上。粉末冶金坯锭的组织均匀、晶粒细，有利于塑性加工，可以不经挤压而直接锻造，板坯可以直接轧制，产品的收得率高。如轧制1.0mm厚的大型钼板，粉末板材的收得率可以比熔炼板材高出1倍以上。因此，粉末冶金法是制取钼坯锭的主要方法。
塑性加工塑性加工可以提高钼的强度和低温塑性，其方法有常规的挤压、锻造和轧制等。用这些方法可以生产钼的棒、板、带、丝和管材。虽然钼在高温下剧烈氧化，但氧并不向内部渗透，氧化层易于清洗，所以坯锭可以在煤气炉或燃油炉中加热，并不需防氧化保护。塑性加工也可在大气气氛中进行，但氧化物的挥发会污染空气，应注意通风防护。
(1)挤压。用于熔炼钼锭的开坯。钼铸锭的晶粒粗大，初加工困难，需要经挤压将粗大的柱状晶破碎后再锻造或轧制。也可以用挤压得到成品棒材和管材。挤压温度与挤压比和挤压速度有关，一般为1100～1300℃，也可以将挤压温度提高到1500℃以降低变形抗力。为了将铸态晶粒破碎，纯钼挤压比应大于4。挤压时用玻璃粉或玻璃纤维作润滑剂。
(2)锻造。用以获得各种尺寸的棒材或其他形状的锻件。普通锻造可生产直径约为18mm以上的棒材和其他形状的锻件。粉末烧结钼锭可以直接锻造，开锻温度一般在1300℃左右，火的变形量应在30％以上。随着变形量增加，锻造温度可逐步降低，终锻温度在1000℃左右。旋转模锻用于生产直径小于18mm的细棒和钼杆，进一步加工拉制成丝材。旋锻的开锻温度通常在1400℃左右，道次变形量为10％～20％，随着变形量增加模锻温度逐步降低。
(3)轧制。主要用于生产板材、带材和箔材，也可轧制棒材和管材。粉末烧结板坯可以直接轧制，其开坯温度一般在1400～1500℃，初轧道的变形量很重要，应大于25％，可以到40％以上，并在设备允许的情况下以大压下量为佳。随着变形量增加轧制温度可逐步降至1200℃；900℃；500～600℃。板厚到1.5～2mm时可在200～300℃冷轧；板厚到10.0mm以下时可在室温冷轧。轧制工艺不同时，板材的力学性能有明显差别。交叉轧制的板材，其力学性能较好。熔炼钼锭经挤压、锻造的板坯，轧制温度一般在1200～1250℃。用熔炼钼锭生产板材，其产品收得率一般在20％～25％用粉末冶金板坯生产板材的产品收得率约为50％。中国目前粉末冶金法生产钼板。
热处理纯钼只应用再结晶退火和消除应力退火。再结晶退火用于挤压、锻造、轧制等热加工过程的中间退火，退火温度取决于加工条件和变形量。消除应力退火用于温加工和冷加工过程中，以便消除加工硬化、减少变形抗力，其退火温度一般为900℃。塑性加工的钼材以消除应力状态下使用为佳。热处理不能使纯钼强化。
焊接钼可用惰性气体保护焊或电子束焊，但钼有焊接脆性的缺点。
钼材标准中国实行的钼材标准列于表4。
表4中国实行的钼材标准
废钼回收的技术创新与未来趋势
行业技术革新聚焦绿色高效方向。湿法冶金领域，离子交换和溶剂萃取技术提升钼回收率至98%以上；火法冶金中，等离子熔炼减少能耗20%。智能化趋势显著:AI分选机器人可识别含钼废料，区块链技术实现供应链透明化管理。未来，随着电动汽车（电池含钼材料）和氢能（钼基催化剂）的兴起，废钼回收将向高纯化、定制化发展，催生专业化细分市场。
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钨钼材料的化学性质与氧化反应
各种含碳气体和固体碳（碳黑、煤、石墨）在1000～1200℃范围与钨和钼开始反应，生成碳化物（W3C、WC和Mo2C、MoC）1400～1600℃下，反应加剧。金属钨和钼中即使含有少量的碳化物杂质，也会使钨和钼脆化。钨和钼与氮气反应:钨在低于2000℃时，不与氮气反应，高于2000℃与氮气作用生成氮化物WN2。氮气在600℃以上缓慢地溶解于钼中，1200℃以上使钼发脆，高于1500℃钼与氮气反应生成氮化物。
钨和钼与氧和空气的反应:金属钨和钼常温下在空气中是稳定的，在约400℃开始氧化，在更高的温度下迅速氧化，生成三氧化钨和三氧化钼。钨和钼与氢气的反应: 直到熔点温度，氢气都不与钨和钼发生作用，使氢气成为钨和钼热处理过程中的重要介质。但在低于1200℃时，钨轻微吸收氢气。钨和钼与氯气的反应:金属钨加热至500℃时，直接与氯气发生作用，生成WCl6，温度更高时，WCl6分解成WCl5。碘蒸汽对钨不起作用。钨和钼与水蒸气的反应:钨和钼容易与水蒸气发生氧化反应，这种作用在600℃以上更为急剧。
钼与钨的性能与应用
钼和钨是周期系ⅥB族元素，地壳中的丰度均为1.2ppm。18世纪前，一直误将辉钼矿（MoS2）和石墨混同于铅。1782年瑞典耶尔姆制得金属钼。重要的矿物是辉钼矿，还有钼酸钙矿（CaMoO4 ）、钼酸铁矿（Fe2（MoO4）2·nH2O）。钨的主要矿物是黑钨矿（Fe，Mn）WO4 ，白钨矿（CaWO4 ）。钼与钨是我国的丰产元素，其储量占世界首位，辽宁杨家杖子的辉钼矿闻名于世。钨的储量占世界总量的50％以上，以江西省的大庾岭等地为。
金属的性质与用途
钼和钨是银白高熔点金属，在常温下很不活泼，与大多数非金属（F2除外）不作用。在高温下易与氧、硫、卤素、炭及氢反应。钼和钨不被普通酸所侵蚀或溶解，但浓硝酸或热浓硫酸可侵蚀钼。这两种金属都溶于王水或HF和HNO3的混合物。它们不被碱溶液侵蚀，但被熔融的碱性氧化剂迅速腐蚀，如KNO3。它们的主要反应见图9—4。
钼和钨大量用于制合金钢，可提高钢的耐高温强度，耐磨性、耐腐蚀性等。在机械工业中，钼钢和钨钢可做刀具、钻头等各种机器零件；钼和金属的合金在制造，以及导弹火箭等尖端领域里有重要。此外，钨丝用于制作灯丝，高温电炉的发热元件。金属钼易加工成丝、带、片、棒等，在电子工业中有广泛应用。钼丝用作支撑电灯泡中加热丝的小钩，电子管的栅等。
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钼主要用于钢铁工业,其中的大部分是以工业氧化钼压块后直接用于炼钢或铸铁,少部分熔炼成钼铁 钼箔片后再用于炼钢.低合金钢中的钼含量不大于1%,但这方面的消费却占钼总消费量的50%左右.不锈钢中加入钼,能改善钢的耐腐蚀性.在铸铁中加入钼,能提高铁的强度和耐磨性能.含钼18%的镍基超合金具有熔点高、密度低和热胀系数小等特性,用于制造航空和航天的各种高温部件.金属钼在电子管、晶体管和整流器等电子器件方面得到广泛应用.氧化钼和钼酸盐是化学和石油工业中的优良催化剂.二硫化钼是一种重要的润滑剂,用于航天和机械工业部门.除此之外,二硫化钼因其的抗硫性质,可以在一定条件下催化一氧化碳加氢制取醇类物质,是很有前景的C1化学催化剂.钼是植物所的微量元素之一,在农业上用作微量元素化肥. 纯钼丝用于高温电炉和电火花加工还有线切割加工；钼片用来制造无线电器材和X射线器材；钼耐高温 钼坩埚烧蚀,主要用于火炮内膛、火箭喷口、电灯泡钨丝支架的制造.合金钢中加钼可以提高弹性限、抗腐蚀性能以及保持永久磁性等,钼是植物生长和发育中所需七种微量营养元素中的一种,没有它,植物就无法生存.动物和鱼类与植物一样,同样需要钼. 钼在其它合金领域及化工领域的应用也不断扩大.例如,二硫化钼润滑剂广泛用于各类机械的润滑,钼金属逐步应用于核电、新能源等领域.由于钼的重要性,各国政府视其为战略性金属,钼在二十世纪初被大量应用于制造装备,现代高、精、尖装备对材料的要求更高,如钼和钨、铬、钒的合金用于制造军舰、火箭、卫星的合金构件和零部件. 钼在薄膜太阳能及其他镀膜行业中,作为不同膜面的衬底也被广泛的应用.