2　鉬的性質(zhì)［6～8］
　　2.1　鉬的物理性質(zhì)
　　鉬是元素周期表中VIB族元素，原子序數(shù)42，原子量95.94。高熔點(diǎn)與高沸點(diǎn)是鉬的顯著特點(diǎn)之一，其熔點(diǎn)為2 620  ℃，僅次于碳、鎢、錸、鉭和鋨，沸點(diǎn)為5 560  ℃。20  ℃時(shí)，鉬的密度為10.22 g/cm3，僅約為鎢的1/2。鉬的線膨脹系數(shù)為(5.8～6.2)×10-6，只是一般鋼鐵的1/3～1/2，與二氧化硅相近，線膨脹系數(shù)低使得鉬材在高溫下尺寸穩(wěn)定，減少了破裂的危險(xiǎn)。鉬的熱導(dǎo)率數(shù)倍于許多高溫合金，大約為銅的1/2。鉬的電導(dǎo)率較高，約為銅的1/3，而且隨溫度的升高而下降。鉬具有很高的彈性模量，是工業(yè)中彈性模量最高者之一，而且受溫度影響較小，甚至在800  ℃時(shí)仍高于普通鋼在室溫下的數(shù)值。熱中子捕獲面小也是鉬的重要性質(zhì)之一，這使鉬能用于核反應(yīng)堆中心的結(jié)構(gòu)材料。鉬的延伸性能比鎢好，可加工成很薄的箔材和很細(xì)的絲材。表1是鉬的一些主要物理性質(zhì)。
　　表1鉬的物理性質(zhì)
　　2.2　鉬的化學(xué)性質(zhì)
　　鉬具有2個(gè)未被電子充滿的外電子層，N層與O層，其自由電子層的結(jié)構(gòu)為1s22s2p63s2p6d104s2p6d55s1，這樣的結(jié)構(gòu)使鉬具有多種化學(xué)價(jià)態(tài)，可形成種類繁多的化合物。常溫下鉬在空氣中的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，不會(huì)被鹽酸、氫氟酸、堿液腐蝕，但能溶于濃硫酸、硝酸和王水；當(dāng)溫度達(dá)到400 ℃，會(huì)發(fā)生輕微氧化，高于600 ℃時(shí)鉬金屬迅速氧化成三氧化鉬；高于700 ℃時(shí)，水蒸氣將鉬強(qiáng)烈氧化生成二氧化鉬。表2是鉬與某些金屬熔液、非金屬元素在不同條件下的作用情況。
　　表2鉬與某些金屬熔液、非金屬元素的作用情況

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　　3　鉬的應(yīng)用
　　3.1　鉬的傳統(tǒng)應(yīng)用
　　圖1鉬在不同領(lǐng)域消耗比例
　　圖1是國(guó)際鉬協(xié)會(huì)公布的鉬在各領(lǐng)域用量所占比例，由此可以比較直觀地看出鉬的主要用途［9］。
　　3.1.1　鉬在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用［10］
　　鉬被譽(yù)為“工業(yè)味精”，雖然所占鋼鐵總量的比例不大，但現(xiàn)代工業(yè)的每一個(gè)進(jìn)步幾乎都與鉬息息相關(guān)。結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、工具鋼、高速鋼、鑄鐵等鋼鐵產(chǎn)品是鉬的主要應(yīng)用領(lǐng)域，從國(guó)際鉬協(xié)會(huì)提　供的資料，鋼鐵工業(yè)中消耗鉬占鉬總消耗量的80%。
　　鉬作為添加劑，可賦予鋼材均勻的微晶結(jié)構(gòu)，改善鋼鐵的性能。鉬的添加方式也多種多樣，可以是鉬鐵、氧化鉬壓塊、高純?nèi)趸f、鉬粉、納米鉬粉等。鋼中添加鉬可使鋼具有均勻的微晶結(jié)構(gòu)，降低共析分解溫度，擴(kuò)大熱處理溫度范圍和淬透深度，還能提高鋼鐵的硬度和韌性、抗蠕變性能。鐵中添加鉬能使生鐵合金化，可使鐵晶粒細(xì)化，還可提高其高溫性能、耐磨性能和耐酸性能。鋼鐵中添加鉬之后，還能降低回火脆性、提高抗氫脆性、抗硫化物引起的應(yīng)力開(kāi)裂、改善高強(qiáng)度低合金鋼的焊接性能、改善不銹鋼的防腐性，特別是防氯化物點(diǎn)蝕。
　　3.1.2　鉬在石油及化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用［11～13］
　　鉬具有優(yōu)良的耐酸和耐其他金屬腐蝕的性能，可用于制作真空管、熱交換器、重蒸鍋、油罐襯里、各種酸堿液容器、儲(chǔ)罐等化工設(shè)備材料。
　　MoO3、MoS2及有機(jī)鉬等形式的化合物是石油化工和化學(xué)工業(yè)中一類非常重要的催化劑和催化活化劑，常用于氧化-還原反應(yīng)、有機(jī)合成、石油加氫精制、合成氨、有機(jī)裂解等方面，特別是含鉬催化劑在石油加工工業(yè)具有重要的位置。鉬在石油裂化與重整中起著重要的作用，是一種理想的電子供體和載體。
　　鉬化合物，如α-MoO3、八鉬酸銨與鉬酸鈣等不但能阻燃而且能抑煙，如與無(wú)機(jī)、有機(jī)阻燃劑合用能發(fā)揮協(xié)同作用，抑煙效果更好，是一種有著廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品。 鉬的一些化合物在顏料工業(yè)中也有著廣泛的用途，鉬酸鉛、鉬酸鋅、鉬酸鈣常用于顏料、染料、油漆和墨水的生產(chǎn)。鉬化合物還是一種應(yīng)用非常廣泛的化學(xué)試劑，雖然用量有限但種類繁多，如三氧化鉬、鉬酸銨、仲鉬酸銨、磷鉬酸和鉬酸鈉等。
　　3.1.3　純鉬與鉬基復(fù)合材料的應(yīng)用［14～16］
　　鉬除具有高溫強(qiáng)度，良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱和低的熱膨脹系數(shù)(與電子管用玻璃相近)外，還擁有較鎢易于加工的優(yōu)勢(shì)，因此用常規(guī)加工方法生產(chǎn)的板、帶、箔、管、棒、線和型材等在電子管(柵極和陽(yáng)極)、電光源(支撐材料吊鉤、支桿、繞芯線、引線支架等)零件、線切割絲、金屬加工工具(壓鑄和擠壓模、鍛模、穿孔頂頭、液態(tài)金屬濾篩)及渦輪盤(pán)等部件中得到廣泛應(yīng)用。鉬還是一種重的熱噴涂材料，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)工業(yè)以提高活塞環(huán)、同步環(huán)、撥叉和其他受磨部件的性能，亦可用于修復(fù)磨損的曲軸、軋輥、軸桿先進(jìn)機(jī)械部件。
　　有色合金消耗的鉬約占鉬總消耗量的5%～8%，主要為鉬基合金和具有特種性能的有色金屬合金材料。在大多數(shù)超合金及許多鎳基、鈦基合金中，鉬是一種重要的添加元素。在高溫下鉬能有效加速固體強(qiáng)化，防止氯化物點(diǎn)蝕，提高在還原液中的防腐性能。
　　鉬基合金是以鉬為基體加入其他元素而構(gòu)成的有色合金，主要合金元素有鈦、鋯、鉿、錸、鎢及稀土元素，形成的合金主要有TZM、TZC、鉬錸合金等。鉬基合金克服了純鉬的一些缺點(diǎn)，得到了廣泛應(yīng)用。 TZM合金具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度及綜合性能，是應(yīng)用最廣泛的鉬合金。美國(guó)用TZM合金制作發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪盤(pán)，其用鉬量占鉬總用量的15％。我國(guó)生產(chǎn)包括TZM鉬合金在內(nèi)的鉬材已不少于22個(gè)牌號(hào)，20世紀(jì)90年代初我國(guó)鉬及鉬制品的產(chǎn)量已近200 t。
　　TZM和TZC鉬合金的高溫機(jī)械性能比純鉬好，廣泛用于制造高溫工具、模具及各種結(jié)構(gòu)件。我國(guó)早在20世紀(jì)80年代即已成功地將它們制成各種無(wú)縫鋼管的熱穿孔頂頭。此種用粉冶技術(shù)制造的燒結(jié)鉬頂頭減少了原料消耗(為鑄態(tài)的50％)，平均使用壽命提高1.5～2倍。鉬錸合金(含50％Re)制成的無(wú)縫管高溫性能優(yōu)良，可在接近其熔點(diǎn)的溫度下使用，用作熱電偶套管和電子管陰極的支架、環(huán)、柵極等零件。

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