Per què s'escull la placa de molibdè per a un servei d'alta-temperatura
La placa de molibdè és un producte metàl·lic refractari amb un punt de fusió d'uns 2620 graus, una densitat de 10,2 g/cm3 i un coeficient d'expansió tèrmica d'aproximadament 4,8 x 10^-6 per K entre 20 graus i 100 graus. Aquests tres números expliquen la major part del seu ús industrial: manté la seva forma allà on es mou l'acer, manté la seva resistència mecànica molt per sobre del rang de treball dels aliatges normals i s'expandeix i es contrau a una velocitat propera a la del vidre de borosilicat i el silici, la qual cosa fa que el vidre fiable-al-un metall i unions de matriu possibles.
Les plaques es subministren normalment amb pureses del 99,95% Mo o superior en condicions de laminació en calent, en fred-, esmolada o polida, i la família de productes s'especifica sota ASTM B386 per a plaques, làmines, tires i làmines. La conductivitat tèrmica d'uns 138 W/(m·K) i la conductivitat elèctrica a prop d'un terç de la del coure permeten que la mateixa placa actuï com a peça estructural, un dispersor de calor i un component-conductor de corrent al mateix temps. Com que el molibdè s'oxida ràpidament a l'aire per sobre d'entre 400 i 500 graus, el servei d'alta-temperatura sempre és al buit, hidrogen, nitrogen o una altra atmosfera protectora.
Aplicacions d'il·luminació, tubs electrònics i segellat
La indústria de la làmpada segueix sent un dels majors usuaris de molibdè en formes de plaques, làmines, varetes i filferro. La seva baixa pressió de vapor i l'alt punt de fusió permeten que el molibdè se situï a només mil·límetres de distància d'un filament que superi els 2000 graus sense evaporar ni contaminar el gas d'ompliment.
Peces de suport i penjadors per a filaments de tungstè enrotllats, incloses agulles, ganxos, anells i mandrils utilitzats durant l'enrotllament
Làmina i cinta de molibdè segellats en quars per a làmpades halògenes i de mercuri de baixa-pressió, on la secció prima coincideix amb l'expansió del quars i manté el buit del segell-estrès.
Escuts i deflectors que redueixen l'enlluernament i donen forma al feix en els fars d'automòbils, a més de barres de suport per als filaments de les làmpades a la il·luminació dels vehicles
Agulles i traus de plom que transporten el corrent a través del vidre de borosilicat en tubs electrònics, tubs de microones, tubs de raigs X-i canals d'alimentació d'alta-tensió
En els tubs d'electrons, la placa i el pin format estan mecanitzats o encunyats amb toleràncies estrictes, de manera que la junta segellada sobreviu a cicles tèrmics repetits entre la temperatura ambient i diversos centenars de graus. L'acabat de la superfície és important aquí: una cara de placa esmerilada i polida ofereix resultats de segellat més repetibles que una superfície-laminada en calent escalada.
Processament de semiconductors,-pel·lícula fina i vidre
Com que el molibdè s'expandeix a una velocitat similar al silici, apareix a les eines de semiconductors com a suports d'hòsties, peces d'implantació d'ions, dissipadors de calor i components estructurals que no s'han d'inclinar quan el conjunt s'escalfa. Les plaques de molibdè també es mecanitzen en dianes de pulverització catòdica per a treballs de pel·lícula fina-, on una placa densa i de gra fi- produeix una taxa de deposició estable i un gruix de capa uniforme.
En la producció fotovoltaica de pel·lícula fina-i de pantalla, les capes de molibdè actuen com a contactes posteriors i elèctrodes de porta, de manera que les plaques objectiu s'especifiquen per a una gran puresa i un baix contingut de gas. En la fusió elèctrica del vidre, la placa i la làmina de molibdè s'utilitzen com a elèctrodes de reforç i com a peces de protecció perquè el metall resisteix l'atac del vidre fos i no acoloreix la fosa com ho farien alguns materials alternatius.
Forns de buit, aeroespacial i blindatge
Els forns de sinterització al buit i{0}}de tractament tèrmic utilitzen plaques de molibdè com a escuts de radiació, plaques de sol, accessoris de càrrega i suports d'elements-escalfadors. En els equips de creixement de cristalls de safir, les plaques i les làmines construeixen els escuts tèrmics i els suports del gresol que han de mantenir-se dimensionalment estables durant milers d'hores a temperatura.
El maquinari aeroespacial i de defensa explota la mateixa combinació de propietats en les insercions de broquets de coets, les peces de vàlvules de gas-calents, els components d'impulsors iònics i els suports estructurals que veuen una calor extrema. En imatges mèdiques i industrials, les plaques de molibdè es mecanitzen en components de tubs de raigs X-, obertures i col·limadors, on el metall dens i d'alta-puresa ofereix una atenuació previsible i una bona gestió tèrmica. Els elèctrodes de mecanitzat de descàrrega elèctrica, els accessoris de soldadura de resistència-i els contactes d'alta-intensitat formen un altre grup d'usuaris que necessiten una resistència elèctrica baixa juntament amb una resistència a l'erosió de l'arc.
Propietats típiques i formularis de subministrament
| Propietat | Valor típic |
|---|---|
| Puresa | 99,95 % Mo mínim (99,97 % disponible) |
| Densitat | 10,2 g/cm3 |
| Punt de fusió | uns 2620 graus |
| Coeficient d'expansió tèrmica | uns 4,8 x 10^-6 per K (20-100 graus) |
| Conductivitat tèrmica | uns 138 W/(m·K) |
| Conductivitat elèctrica | aproximadament un terç de la del coure |
| Temperatura de recristal·lització | aproximadament 1100-1200 graus |
| Estàndard de producte | ASTM B386 (placa, làmina, tira, làmina) |
Els formularis de subministrament segueixen l'aplicació: planxa d'uns 0,5 mm fins a 30 mm de gruix, tira i làmina per sota, amples normalment de fins a uns 500 mm, amb vores tallades, per raig d'aigua o mecanitzats i alleujament opcional de tensions. Els compradors normalment indiquen la tolerància de gruix, la planitud, l'estat de la superfície, la mida del gra i els certificats de prova requerits. El mecanitzat es realitza amb eines de carbur a baixa velocitat de tall, i la soldadura es realitza per TIG o feix d'electrons en buit o atmosfera inert.
Preguntes freqüents
P: Quina és la temperatura màxima de servei d'una placa de molibdè?
Al buit o en una atmosfera protectora, la placa de molibdè s'utilitza contínuament en el rang de 1100-1600 graus i més durant períodes curts; a l'aire s'ha de mantenir per sota d'uns 400 a 500 graus o estar protegit per un recobriment.
P: Per què s'utilitza molibdè en els segells de làmpades halògenes-de quars?
El seu coeficient d'expansió tèrmica és proper al del quars i el vidre de borosilicat, de manera que una fina cinta de molibdè es pot segellar directament al vidre i romandre hermèticament-al buit durant milers de cicles de calefacció i refrigeració.
P: La placa de molibdè és magnètica?
No. El molibdè és paramagnètic amb una susceptibilitat magnètica molt baixa i no és ferromagnètic a temperatura ambient, per això s'accepta en tubs de microones i conjunts de sensors.
P: Quina norma cobreix el subministrament de plaques de molibdè?
ASTM B386 cobreix plaques, làmines, tires i làmines de molibdè; ASTM B387 cobreix barra, vareta i filferro. La composició, la mida del gra, les propietats mecàniques i les toleràncies s'acorden per grau i condició.
P: Les plaques de molibdè es poden soldar i mecanitzar?
Sí. El mecanitzat utilitza eines de carbur a velocitat reduïda amb un bon control d'encenall, i la unió es realitza mitjançant soldadura TIG o per feix d'electrons al buit o gas inert després d'una neteja a fons de la capa d'òxid.
P: Com es compara el molibdè amb el tungstè per a aplicacions de plaques?
El molibdè és més fàcil de mecanitzar i formar i és més lleuger, mentre que el tungstè ofereix un punt de fusió i una densitat més alts. Quan la temperatura de servei és inferior a aproximadament 1600 graus, la placa de molibdè normalment ofereix un millor equilibri de cost i fabricació.
