神奇的金属——钼
2010年06月08日 14:59 28102次浏览 来源： 《中国钼业》 分类： 钼
(金堆城钼业股份有限公司技术中心 作者：武洲 孙院军)
摘要：详细叙述了钼金属元素的发现过程及钼工业应用的发展历史。根据钼元素的物理化学特性，阐述了钼在钢铁工业、石油化学工业、有色金属工业中的传统应用，提供了纯钼、钼基复合材料的主要用途。揭示了钼在润滑、人体、生物体、农业、医学中不可替代的特殊作用。最后，探讨了钼作为功能材料在显示器、太阳能电池、传感器、发光材料和军工等钼的新兴应用领域的作用。
前言
钼是一种稀有金属，是不可再生的重要战略资源，是发展高新技术、实现国家现代化、建设现代国防的重要基础材料。随着科学技术的不断发展，钼以其独特的性能广泛应用于钢铁工业、有色金属工业、核工业、航空航天工业、化学化工、电子工业等领域，同时钼的各种不同的新兴用途也不断地被发掘出来，使钼这一神奇的金属更加绚烂多姿。笔者作为一名从事钼材料的科研人员越来越感觉到钼的重要性、不可替代性，本文就钼的发现过程，发展历史、性能、应用等方面进行了比较全面的探讨，让读者更加清晰地认识这种独具魅力和潜力的金属。
1 钼的历史［1～5］
1.1 钼的发现过程
自然条件下没有金属形态的钼存在，而主要以辉钼矿的形式分布在自然界中，地壳中的平均丰度为1.3 mg/kg。18世纪的希腊人把方铅矿叫做molyldena，他们把外形和密度大体相同的辉钼矿误认为是方铅矿。1778年，瑞典科学家卡尔.威廉.谢勒（Carl Wilhelm Scheele）用硝酸分解辉钼矿时得到钼酸，并获得了钼盐，同年制出了氧化钼，证实了钼的存在，并且借用希腊人的误解将其命名为molybdos。1782年，谢勒的同胞彼得. 雅各布.耶尔姆（Peter Jacob Hjelm）用亚麻子油调过的木炭和钼酸混合物密闭灼烧成功地还原了这种氧化物，获得一种黑色金属粉末，并称这种金属粉末为“钼”，molybdenum。1893年，德国化学家M. Moissan 用电炉加热碳和二氧化钼的混合物，得到含钼量在92%～96%的铸态金属钼。20世纪初，别尔齐利乌斯用氢还原三氧化钼得到了更纯的金属钼。
1.2 钼的发展史
虽然钼是18世纪才发现，但很早就有应用，如曾在14世纪的一把日本武剑中就发现含有钼。由于钼易于氧化、脆性大，加之2 0世纪前钼冶炼和加工水平有限，钼一直不能进行机械加工，在工业上基本无法进行大量应用，所用的也仅仅是一些钼化合物,如作为磷试剂用的钼酸铵、作为颜料用的钼蓝和其他某些化合物。1891年，法国的斯奈德Schneider)公司率先将钼作为合金元素生产了含钼装甲板，发现其性能优越，而且钼的密度仅是钨的1/2，在许多钢铁合金应用领域钼可有效地取代钨，从而拉开了钼工业应用的序幕。1900年，又成功地研究出了钼铁生产工艺，同时发现钼钢能满足炮钢材料需要的特殊性能，这使钼钢的生产在1910年迅速发展。此后，钼成为耐热和防腐的各种结构钢的重要成分，也是有色金属－镍和铬合金的重要成分。
金属钼的工业生产以及在电气工业上的广泛应用，大约是与金属钨在同一年代（1909年）开始的。因为生产这两种致密金属的粉末冶金法和压力加工工艺已研究成功，完全可应用于生产。另一个原因是第一次世界大战的爆发，导致了钨需求的剧增和钨铁供应的极度紧张，致使钼在许多高硬度和耐冲击钢中取代了钨。结果钼需求的增长促使了对钼的进一步研究。这时，美国科罗拉多州的大型矿山克莱麦克斯(Climax)矿随之开发，并于1918年投产。
第一次世界大战的结束导致了钼需求锐减，要解决这个问题就得开发钼在新的民用工业的应用，不久对许多用于汽车工业的新型低钼合金钢进行了试验并得到认可。30年代得出了这样一个观点，锻造和热处理钼基高速钢必须要求适当的温度，这一观点的提出是技术上的一个突破。从此，对钼作为合金元素在钢铁和其他领域的开发研究进入了一个新的阶段。20世纪30年代末，钼已经是广泛使用的工业原料。1945年第二次世界大战结束再一次刺激了钼在民用工业领域应用的开发与研究，加上战后重建给许多含钼工具钢的应用开辟了广阔的市场。在第二次世界大战期间，美国的克莱麦克斯钼业公司研究出真空电弧熔炼法。用这种方法得到了重450～1 000 kg 的钼锭，从此开辟了用钼作结构材料的道路。不断发展的粉末冶金法在50年代已能生产重180 kg 以上的坯料。50年代后，钼的研究工作主要是积极探索耐热钼基合金的成分和生产工艺。而今，钼材料的高纯化、复合化、纳米化是研究的主要方向。
责任编辑：仁可
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