金属钼粉 钼粉是一种耐火材料，其高温特性兼具强度、导热性和耐腐蚀性。本指南介绍了钼粉的生产工艺和特性，以及钼合金和应用。它还详细介绍了产品规格、价格、供应商、优势与替代品，以及专家建议的使用方法。
概述
纯金属钼粉的基本特性包括
- 出色的高温强度，最高可达 2100°C
- 即使在高温下也能保持拉伸强度
- 热膨胀系数极低
- 导热性和导电性
- 抗侵蚀和腐蚀
- 实现轻质结构材料
钼粉在热负荷结构（如隔热罩、火箭喷嘴、细丝和复合材料加固件）方面的需求出现增长，这些结构的极端条件超过了传统合金。本报告探讨了钼粉的生产方法、成本驱动因素、应用领域和加工指南。
组成和特点
金属钼粉 只包括单一的纯金属元素：
| 化学式 | 莫 |
|---|---|
| 原子序数 | 42 |
| 原子量 | 95.95 克/摩尔 |
| 密度 | 10.28 克/立方厘米 |
| 熔点 | 2623°C |
| 沸点 | 4639°C |
显著特点：
- 新粉末时呈银白色光泽
- 具有高抗热震性的韧性
- 可进行近净成形制造
- 可与碳、硅或硼合金化
- 耐酸碱腐蚀
- 在不同温度下保持机械强度
这些化学、物理和机械特性的有用组合刺激了各种应用。但直到最近十年，由于难以生产出价格合理的纯钼金属粉末，钼的供应一直受到限制。
生产方法
目前的进步使钼金属粉末的商业化生产成为可能：
| 方法 | 说明 | 颗粒大小 | 纯净 |
|---|---|---|---|
| 电解 | 溶解在水溶液中的 MoO3 在阴极被还原 | 50 μm | 高 99.95%+ |
| 钙热还原 | 利用钙还原三氧化钼 | 150 μm | 适中 98% |
| 氢气还原 | 使用干氢固态还原氧化 MoO3 | 亚微米 | 高 99.9% |
| 血浆球体化 | 球状不规则钼片 | 15 至 150 μm | 适中 98% |
- 电解和氢气工艺可实现高纯度
- 减少方法为大多数应用提供了更低的成本
- 后处理等离子体球化可改善粉末性能
正在实施的计划以更高效的干法工艺为目标，淘汰湿法冶金，以提高经济效益，从而实现主流化。
耐火材料应用
独特的钼金属粉末特性可满足极端需求：
高温结构部件
- 火箭喷嘴、导弹部件
- 核聚变反应堆元件
- 炉膛和五金件
- 真空管灯丝
热管理
- 带陶瓷基质的散热板
- 管道和工具的热喷涂涂层
复合混合物
- 分散强化合金加固材料
- 火花等离子烧结金属陶瓷
电气触点
- 真空开关电极
- 继电器触点抗电弧侵蚀
金属化浆料
- 导电厚膜印刷电路
- 瞬态液相中的接合剂 扩散接合
因此，钼粉在增值应用而非纯商品量方面的表现超出了其利基重量级。
产品规格
钼金属粉末可按标准或客户要求进行商业化生产：
| 参数 | 典型值 |
|---|---|
| 颗粒大小 | 1 μm 至 150 μm |
| 纯净 | 98% 至 99.95% 钼 |
| 形态学 | 角状、球状 |
| 表观密度 | 4 至 6 克/立方厘米 |
| 真实密度 | 10.2 克/立方厘米 |
| 比表面积 | 0.2 至 2 平方米/克 |
| 氧气含量 | < 0.1 wt% |
| 粉末流速 | 尚可，通过调节会有所改善 |
| 表面氧化物 | 存在，但原生层很薄 |
粒径分布 - 匹配客户加工方法、拉伸强度与延展性目标。
纯度等级 - 99.9% 足以满足大多数应用。纯度越高，成本越高。
调节 - 混合、干润滑和干燥可改善粉末包装和流动性能。
可根据具体应用定制粉末特性，但需要一定的 MOQ。
金属钼粉定价
作为一种小批量生产的专业粉末，它服务于细分行业，成本趋势高于主流金属：
| 数量 | 价格（每磅 $） |
|---|---|
| 1 磅 | $50+ |
| 10 磅 | $35+ |
| 100 磅 | $25+ |
| 500 磅以上（钼锭） | $5+ 磅 |
研究级纯度高于 99.95% 的 1 克包装会有很高的溢价，每克售价约为 $200 以上。
对于小型烧结或 AM 打印部件而言，材料成本占主导地位，因此应用必须证明其价值。可实现轻量化、绝缘性和导电性组合，否则无法实现。
与替代品的比较
钼在高温特性方面与特种金属和复合材料竞争：
| 材料 | 导热性 | 熔点 | 密度 | 费用 |
|---|---|---|---|---|
| 钼 | 138 W/(m.K) | 2622°C | 10.28 克/立方厘米 | $$$ |
| 钨 | 173 W/(m.K) | 3422°C | 19.35 克/立方厘米 | $$ |
| 钽 | 57 W/(m.K) | 2996°C | 16.6 克/立方厘米 | $$$$ |
| 二硅化钼 | 不适用 | 2035°C | 不适用 | $$ |
| 碳化钨 | 66 W/(m.K) | 2870°C | 15.63 克/立方厘米 | $$ |
| 石墨 | 高达 1500 | 3652°C | 2.26 克/立方厘米 | $ |
钼的优点
- 无与伦比的高温拉伸强度，最高可达 2100°C
- 密度较低，可实现轻质高温结构
- 在极端加工过程中抗熔融金属腐蚀
挑战
- 难以将粉末完全致密成形
- 脆性金属间化合物的出现会影响延展性
- 极高的熔点使合金化和连接变得困难
- 粉末生产的经济性有待进一步提高
随着粉末工艺的不断改进，钼在极端应用领域占据主导地位。与碳/硼的混合有助于烧结，而合金添加物则可根据温度要求定制性能。
研发方向
新出现的钼粉改进包括
生产
- 使用熔盐的电解路线
- 能量较低的钼矿焙烧/还原
- 微波等离子体球化
合金设计
- 钨/钽 HEA 复合材料
- 液相烧结添加物，如铜/镍
- 取决于速率的强化机制
合并
- 闪火花等离子烧结
- 具有拓扑优化功能的晶格结构
- 装订机喷墨印刷绿色状态排版
应用
- 固态电池电解板更换
- 3D 打印火箭推进器原型
- 抗蠕变玻璃密封卡套 衬套
摘要
钼具有罕见的耐火特性，包括高温强度、热传导性、耐腐蚀性和延展性，因此可制成创新的轻质部件和复合材料，在核聚变、太空旅行和工业加工等极端热管理应用领域实现性能提升。最近粉末冶金技术的改进使传统的钼轧机成型与增材制造方法相得益彰。将颗粒大小和形态与所需的致密化方法相匹配，可以制造出以前无法实现的形状。虽然钼的价格比传统金属高，但它在特殊热学领域的优势却远远超过了其他金属。
