Какие элементы содержит пластина из чистого молибдена? Чистота, следовые пределы и свойства

Базовый элемент и уровень чистоты

Чистая молибденовая пластина по своей сути является молибденом. Материал производится путем восстановления оксида молибдена водородом до металлического порошка, прессования и спекания порошка в брусок или слиток, а затем прокатки спеченной прессовки в пластину, лист, полосу или фольгу при высокой температуре. Коммерческий нелегированный лист обычно содержит минимум 99,95 процентов молибдена, а оставшаяся часть содержит микроэлементы, присущие исходному материалу или улавливаемые во время обработки порошка и прокатки. Применимой спецификацией продукции для плоских-прокатных форм является ASTM B386/B386M, которая охватывает нелегированный молибден и пластины, листы, полосы и фольгу из нелегированного молибдена и сплавов молибдена и определяет марку молибдена 361 среди нелегированных марок; покупатели, выбирающие пластину, должны ссылаться на эту спецификацию и требуемый класс, а не полагаться только на заявление о чистоте.

Обычно регистрируемые микроэлементы

Микроэлементы делятся на две группы: металлические примеси замещения, возникающие из руды и в процессе восстановления, и элементы внедрения, растворенные в решетке. В металлическую группу входят железо, никель, медь, кремний, алюминий, кальций, магний, свинец, висмут, сурьма, олово, кадмий и фосфор. Межузельная группа — это углерод, кислород и азот, которые занимают узлы решетки и сильно влияют на пластичность, поведение при рекристаллизации и свариваемость. Поставщики сообщают об обеих группах как о сертифицированном химическом анализе для каждой партии, а приведенные ниже значения являются репрезентативными для контролируемого производственного анализа нелегированной пластины с содержанием молибдена минимум 99,95 процентов.

Почему интерстициальные элементы имеют наибольшее значение

Кислород, азот и углерод присутствуют в частях на миллион, а не в процентах, но они доминируют в практическом поведении пластины. Кислород и азот в растворе повышают температуру перехода от пластичного-к-хрупкому состоянию, поэтому пластина, отвечающая требованиям по содержанию молибдена, все равно может расколоться во время изгиба, если межузельная нагрузка высока. Углерод влияет на температуру рекристаллизации и рост зерна, что, в свою очередь, определяет температуру, при которой деталь печи начинает прогибаться под собственным весом. По этой причине в закупочных документах часто указывается максимальное количество кислорода и максимальное количество азота в дополнение к минимальному содержанию молибдена и требуется, чтобы анализ проводился на готовой пластине, а не на порошковой смеси.

Как проверяется анализ

Содержание молибдена и микроэлементы металлов обычно определяются методом оптической эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой на растворенном образце, при этом масс-спектрометрические методы используются там, где требуются очень низкие пределы обнаружения. Углерод и серу определяют методом сжигания, а кислород и азот - методом плавления в инертном газе. Поскольку эти методы измеряют разные параметры, в полном сертификате анализа молибденовой пластины вместе с каждым результатом указывается метод испытания, а также номер партии и размеры пластины, к которым применяется сертификат.

Свойства, вытекающие из чистоты

Молибден плавится примерно при 2623 градусах Цельсия, имеет плотность около 10,2 грамма на кубический сантиметр, теплопроводность примерно 138 Вт на метр-кельвин при комнатной температуре и коэффициент теплового расширения около 4,8 частей на миллион на кельвин. Его модуль упругости составляет примерно 329 гигапаскалей. Эти свойства в сочетании с коррозионной стойкостью металла делают пластину из чистого молибдена стандартным материалом для высокотемпературных подин, нагревательных элементов и радиационных экранов в вакуумных и водородных печах, для электродов и мешалок для плавки стекла, для распылительных мишеней, для химического технологического оборудования, работающего с агрессивными средами, а также для сопел ракет и других компонентов горячих- секций аэрокосмической отрасли. При эксплуатации практический потолок температуры устанавливается не плавлением, а рекристаллизацией и окислением, поэтому компоненты обычно используются в вакууме, водороде или инертной атмосфере при температуре выше примерно 600 градусов Цельсия.

Часто задаваемые вопросы

Q:Какие элементы содержит пластина из чистого молибдена?
A: Молибден в качестве основного элемента, обычно более 99,95 процента, плюс микроэлементы, такие как железо, никель, углерод, алюминий, кислород, азот, кремний, кальций, магний, медь, свинец, висмут, сурьма, олово, кадмий и фосфор.

Q:Какая спецификация охватывает молибденовую пластину?
A: ASTM B386/B386M охватывает нелегированные пластины, листы, полосы и фольгу из нелегированного молибдена и молибденовых сплавов и определяет марки нелегированных материалов и сплавов, к которым следует относиться в заказе на поставку.

Q:Вредны ли микроэлементы?
Ответ: В допустимых диапазонах это не так, но содержание межузельных элементов кислорода, азота и углерода намеренно поддерживается на низком уровне, поскольку они контролируют пластичность, переход от пластичного -к-хрупкому состоянию и поведение при рекристаллизации.

Q:Как проверяется химический анализ молибденовой пластины?
A: Следы молибдена и металлов — по данным оптической эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой, углерода и серы — по анализу горения, а кислорода и азота — по результатам синтеза в инертном газе, все указывается с указанием метода и номера партии.

Q:Почему молибден работает в высоко-печах с высокими температурами?
A: Его температура плавления около 2623 градусов по Цельсию, высокая теплопроводность и низкое тепловое расширение делают его стабильным по размерам при высокой температуре, при условии, что он используется в вакууме, водороде или инертной атмосфере во избежание окисления.