A molibdén sokféle arca: felhasználási hely, tulajdonságai, biológiai szerepe az emberi szervezetben. A molibdén alkalmazása és tulajdonságai

Tulajdonságai miatt a molibdén ipari felhasználása széles körben elterjedt Oroszországban és a világon. Kohászat, repülési ipar, gépipar, mezőgazdaság – ez nem a teljes lista, ahol ezt a stratégiai fémet használják. Olyan kereslet van rá, hogy a molibdén ára évről évre folyamatosan növekszik.

Anyag jellemzői

Fizikai tulajdonságok. A molibdén egy szürke ritkaföldfém, amely az ólomhoz hasonló megjelenésű. Olvadáspont 2619 ºС.
Megnövekedett plaszticitás jellemzi. Young modulusa 336 GPa, ami 1,5-szer több, mint az acélé. Sűrűsége 10,2 g/cm3. A volfrám a leginkább hőálló fémnek számít. De ami a fajlagos hőállóságot 1400 ºС-ig terjedő hőmérsékleten illeti, a molibdénnek nincs versenytársa. A molibdénnek alacsony a lineáris tágulási együtthatója. Ha a hőmérséklet 1000 ºС-kal változik, mérete csak 0,0049 mm-rel nő.

Hővezető képessége 300 W/m K. Az elektromos ellenállás 5,6 μΩ cm Az előzetes mechanikai és hőkezelések után a fém szilárdsága 20-23 kg/mm2 lehet. Paramágneses tulajdonságokkal rendelkezik.

A hátrányok között megjegyezzük az alacsony plaszticitást -30 ºС alatti hőmérsékleten.

Kémiai tulajdonságok. A molibdén teljesen ellenáll a támadásoknak környezet normál légköri körülmények között. Az oxidációs folyamat 420 ºC-on kezdődik, és egy kis keménységű vegyület, a molibdén-oxid képződik.

A molibdén 2620 ºС-ig inert a hidrogénnel szemben. Semleges az olyan elemekkel szemben, mint a szén, fluor, szilícium, nitrogén, kén. A molibdén nem lép kémiai reakcióba a főbb savakkal: sósav, kénsav, salétromsav, fluorsav.

Technológiai tulajdonságok. Szobahőmérsékleten egy 5 mm sugarú molibdén kört csomóba lehet kötni anélkül speciális felszerelés vagy 0,1 mm vastagságúra kinyújtjuk. A fémnek ez az alakíthatósága segít elérni különböző típusok profilhengerelt termékek.

A molibdén könnyen feldolgozható vágással, feltéve, hogy kénalapú vágófolyadékot használnak.

A molibdén nem tűnik ki a hegesztési varratok minőségével. A 3. hegeszthetőségi csoportba tartozik. A hegesztési folyamat íves módszerrel történik. A hegesztett kötések nagyobb alakíthatósága érdekében az érintkezési zónának védőgáz környezetben kell lennie. Itt előnyben részesítjük a héliumot vagy az argont.

Biológiai tulajdonságok. A molibdén az emberi szervezetben 8-10 mg tartományban található. Mindenekelőtt az anabolikus folyamatok lefolyását befolyásolja. Fokozza a C-vitamin hatását, ezáltal erősíti az immunrendszert. A molibdén egy rézszabályozó, és megakadályozza annak felhalmozódását a vérben.

A molibdénötvözetek jellegzetes kémiai összetételűek - az ötvözőelemek alacsony százaléka. Csak a kétkomponensű szilárd oldatok tartalmaznak jelentős százalékban (legfeljebb 50%) volfrámot.

A molibdénötvözetek fő hazai márkái a következők:

• Molibdén ötvözet TsM-2A. Az ötvöző adalékok a titán (0,07-03%) és a cirkónium (0,07-0,15%). Ezen elemeken kívül tartalmazhat keményfém fázisokat (legfeljebb 0,004%). A szakítószilárdság 30 kg/mm2. Az 1200 C-os hőmérsékleti küszöb átlépése után jelentősen csökken. Az ötvözet fő előnyei a gyárthatóság és a hajlékonyság, amelyek lehetővé teszik ipari félkész termékek előállítását belőle.
• A VM-1 molibdénötvözet nem különbözik jelentősen a fent leírt ötvözettől. Hasonló mutatókkal rendelkezik mind a kémiai, mind a mechanikai tulajdonságok tekintetében.
• A Molibdén VM-2 nagyobb százalékban tartalmaz cirkóniumot, így hőállóbb. Ez lehetővé teszi, hogy ellenálljon az 1300-1400 C-os környezeti hőmérsékletnek. Szakítószilárdsága 48 kg/mm2, 1,6-szor nagyobb, mint a TsM-2A.
• A VM-3 molibdénötvözet további ötvözése titánnal (1,3%), cirkóniummal (0,6%) és nióbiummal (1,8%) a hőállóság további növekedéséhez vezet. Akár 27 kg/mm2 terhelést is elbír 1360 C-ig. A VM-3 azonban csökkentett rugalmassággal rendelkezik. Ez technológiailag kevésbé fejlett, és korlátozza a gyártásban való felhasználását.

A molibdén alkalmazási lehetőségei

Hő- és korrózióálló anyagként különféle iparágak mechanizmusainak és szerkezeteinek leginkább terhelt alkatrészeinek gyártásához használják. Fő céljai között meg kell jegyezni:

• Alkalmazás a légi közlekedésben a turbóprop sugárhajtóművek különféle alkatrészeinek gyártásában: légbeömlők, turbinalapátok stb.
• A rakéta- és űripar molibdént használ a gyártás során egyes részek repülőgép alkatrészek: orrkúpok, hővisszaverők, kormányok, méhsejt panelek, bőr stb. Ez a hőállóság és a sűrűség közötti kapcsolat miatt következik be. Bár a molibdén abszolút hőállósága gyengébb, mint a volfrám, fajlagos ellenállásában megelőzi. Ezért 1350 °C alatti hőmérsékleten kifizetődőbb a molibdén használata, mert a szerkezet súlya jelentősen csökken.
• Alkalmazása a kohászatban ötvöző adalékként. A molibdén finomítja az acél szemcseszerkezetét, ezáltal erősíti azt. Ezen kívül javul a korrózióállóság, az edzhetőség és a keménység. 0,3% molibdén hozzáadása az acélhoz háromszorosára növeli a szilárdságát.
• Az elektrotechnikában izzólámpák wolfram izzószál-tartóinak gyártására használják. Ez a felhasználás a molibdén azon tulajdonságaival kapcsolatos, hogy megemelt hőmérsékleten is megtartja a lineáris méreteket.
• A gépiparban a molibdént csúszócsapágyak és gördülőcsapágyak golyóinak anyagaként használják. Forgácsolószerszámok tippjei: süllyesztők, fúrók, esztergaszerszámok, marók.
• A molibdén elektródákat elektromos kemencékben használják üveg olvasztására, mivel a fém nem lép kémiai reakcióba a szilícium-oxiddal.
• A molibdén-szulfidok magas hőmérsékletű kenőanyagként szolgálnak a kritikus súrlódású alkatrészekben.
• A fűtéstechnikában fűtőberendezések és vákuumkemencék hőszigetelésének anyagaként használják.
• Az orvostudományban a molibdén nyersanyag a technécium előállításában, amely a rosszindulatú daganatok diagnosztizálásának eszközeként szolgál.
• IN mezőgazdaság Molibdént adnak a műtrágyákhoz. A molibdén bizonyítottan fokozza a növények növekedését.

Korróziógátló tulajdonságai miatt még motorolajhoz is adják.

A kémia életünk alapja. Minden háztartási cikk a periódusos rendszer elemeinek vegyületeiből áll. Az emberi test minden percben összetett átalakulásokon megy keresztül, amelyekben kémiai anyagok vesznek részt. Ebben a cikkben egy olyan fémről lesz szó, mint a molibdén: hol használják, tulajdonságairól és az emberi szervezetben betöltött szerepéről.

Menjünk mélyebben a történelembe

A molibdént tartalmazó ásványok már az ókori Görögországban ismertek voltak. Ezek a természetes vegyületek a grafithoz hasonló szerkezettel rendelkeztek. Ezért gyakran használták vele együtt tollak készítésére. A molibdenit MoS₂ papírra írva szürkés-zöld árnyalatú volt. Jellegzetes fénye miatt a molibdaena nevet kapta - „mint az ólom”.

Karl Wilhelm Scheele végzett kutatásokat, amelyek során MoO₃-trioxidot szintetizált, de megfelelő kemence hiányában nem tudta a fémet tiszta formájában elkülöníteni. Jöns Jakob Berzeliusnak 1817-ben sikerült molibdént nyernie úgy, hogy az oxidot nem szénnel, hanem hidrogénnel redukálta. A szintetizált kémiai elemet gondosan tanulmányozták és leírták a tudós munkáiban.

Fizikai tulajdonságok

A molibdén tűzállósága miatt rézből, alumíniumból és cinkből alkatrészek öntésére szolgáló formák készítésére használják. A fém nagy szilárdsága lehetővé teszi a folyamatok nagy nyomás alatt történő végrehajtását.

Hengerlés és sajtolás, felhordás

A por olvasztásával kapott nyersdarabokból hengerelt termékek készülnek - rudak és huzal. Ezekből állnak tiszta fém molibdénnek nevezik. Hol használják ezeket a termékeket? Leggyakrabban hőelemek gyártására használják, amelyek 2000 ⁰C feletti hőmérséklet mérésére szolgálnak. Az izzólámpák volfrámszálának tekercselésére szolgáló horgok és magok szintén molibdénhuzalból készülnek. A generátorlámpák katódbemeneteinek és fókuszáló elektródáinak megbízhatónak kell lenniük, és meg kell felelniük a fém magas tűzállóságának követelményeinek. A hengerelt molibdén kiválóan alkalmas erre a célra.

A magas hőmérsékletű olvasztókemencékben elektródák helyett rudakat és lemezeket használnak. Különleges környezetben kell lenniük, amely argonból, hidrogénből vagy vákuumból áll. Tekintettel arra, hogy a molibdén nem lép kémiai reakcióba az üveggel, olvasztókemence-alkatrészek gyártására használják.

Alkalmazás más iparágakban

A molibdén alkalmazásra talált az olajiparban. Ott katalizátorként használják, amely képes megtisztítani a termékeket a kénszennyeződésektől. A kenőanyagok alumínium-diszulfid alapúak. Stabilizálják a különféle eszközök működését, és védik a felületeket a mechanikai igénybevételtől magas hőmérsékleten. Ez a kenőanyag korróziógátló tulajdonságokkal is rendelkezik.

A festékek és lakkok gyártása során, ahol molibdént és oxidjait használják, sárga-narancssárga árnyalatú tartós pigmenteket kapnak. A mesterséges szálak szintézise sem megy végbe ezen anyag nélkül. A talaj nitrogéntartalmának növelésére molibdént tartalmazó mikroműtrágyákat használnak.

A molibdén szerepe a szervezetben

A molibdén jelentős szerepet játszik az emberi szervezetben. Részt vesz a hemoglobinszintézisben, a nitrogén- és purinanyagcserében. Felelős a vas és a C-vitamin felszívódásáért, és erős antioxidáns. A mikroelem onkoprotektív és fiatalító hatású.

Molibdénben gazdag élelmiszerek a hüvelyesek, a gabonafélék és a leveles zöldségek. A szükséges mennyiségű mikroelem naponta bejut a szervezetbe, ha megfelelően táplálkozik. Hiánya ásványi komplexekkel pótolható.

A molibdén felfedezésében három tudós vett részt: először a svéd Karl Scheele állította elő molibdénsavból a MoO 3 oxidot (1778), majd a francia P. Ghelm szénnel redukálta és szennyezett fémet kapott (1782), majd ezt követően. J. Berzelius tiszta molibdént ért el az oxid és a hidrogén kombinációjának eredményeként.

A molibdént az egész bolygón bányászják, mivel viszonylag egyenletesen oszlik el mind a földkéregben, mind az óceánok vizeiben. Ez az elem a szénben és az olajban egyaránt megtalálható, de legnagyobb mennyisége a földpátban található.

Molibdén: fizikai tulajdonságok

Külsőleg a molibdén hagyományos világosszürke színű fém. A tűzálló kategóriájába tartozik, de minél tisztább, annál lágyabb lesz. A molibdén fő jellemzői:

• sűrűség (sz.) – 10,22 g/cm³
• olvadáspont – 2620°C (2890 K)
• forráspont – 4639°C (4885 K)
• hővezető képesség 300 K-n – 138 W/(m K)

Molibdén: kémiai tulajdonságok

Az Mo elem 400°C-ig stabil, utána oxidálódik. A mai napig számos molibdén-oxidot sikerült előállítani, köztük MoO 3-trioxidot, molibdén (IV)-oxidot, MoO 2-t stb. Vannak karbidok is – Mo 2 C és MoC, amelyek kristályos, magas olvadáspontú anyagok.


A molibdén több mint 20 féle ásványban van jelen. A leggyakoribbak a következők:

• >molibdenit - MoS 2
• molibdit - Fe(MoO 4) 3 nH 2 O
• wulfenit - PbMoO 4
• powellite - SaMoO 4

Molibdén: hol használják?

A molibdén elterjedtségét a világon mindenekelőtt a globális kohászat igényei határozzák meg. Ez a fém a legtöbb korrózióálló és hőálló acél ötvözőelemeként működik. Ezenkívül nélkülözhetetlen a fém fokozott szilárdsági jellemzőinek és fokozott szívósságának biztosításához. Az izzók és a magas hőmérsékletű kemencék gyártói nem nélkülözhetik a molibdént. A vegyipar a Mo-t és vegyületeit kémiai reakciók katalizátoraként, színezékek pigmentjeként stb.


A molibdén másik alkalmazási területe az orvostudomány: a tiszta Mo segít az orvosoknak a rák diagnosztizálásában. Ugyanez az elem található a nagy teljesítményű gázdinamikus lézerek tükreinek anyagában.

Biológiai szerep

A molibdén nem gyakori elem, de minden emberi szervezetben jelen van. Sőt, a Mo hiánya az emberi szervezetben megzavarhatja a legfontosabbat biológiai folyamatok, ezáltal súlyos betegségeket okozva. Köztudott, hogy a legnagyobb koncentrációban a molibdén a következő termékekben van jelen: tej, máj, gabonafélék, hüvelyesek és leveles zöldségek.

A molibdén tulajdonságai nagyon hasznos az emberek számára. Végül is molibdén, ötvözetekhez adva, növeli azok forgácsolással szembeni ellenállását. A kések és egyéb vágótárgyak, valamint a fúrók kizárólag ritka fémek keverékével készült acélból készülnek. Érdekes módon a technológia évszázadokra feledésbe merült. A 19. századig a tudósok megpróbálták megfejteni a középkorban kovácsolt japán szamurájkardok titkát. A 20. század fordulóján a fizikusok és vegyészek végre felfedezték a molibdén jelenlétét a fegyveracélban. Ő tette a kardokat rendkívül erőssé és tartóssá.

Molibdén képlet A Mo.Element nem található meg tiszta formájában. Az ásványi anyagok molibdéntartalma egyenletesen oszlik el a földkéregben, ami nem teszi lehetővé a bányászatot. Néha csak a molibdenitérc felhalmozódását találják. Legnagyobb lelőhelyét az Egyesült Államok Colorado államában fejlesztik.

Annak érdekében, hogy a pisztolyok ne törjenek ki, 6% molibdén hozzáadása szükséges az ötvözethez. Ez az elem arról is ismert, hogy az alkatrészeket ellenállóbbá teszi a magas hőmérsékletekkel szemben. Sok gyári kemence és egyéb, például gőzt termelő tartály molibdénötvözetekből készül. Az autóiparban is használják vezérműtengelyekhez és szelepekhez.

A szerelvények és csövek molibdén „infúziót” igényelnek a korróziógátló tulajdonságok javítása érdekében. Repülőgépek gyártására csak a fémből készült kompozíciók alkalmasak. Korunk utasszállító repülőgépei lenyűgöző méretűek. Az „adalékanyag” nélküli acél csak akkor nyúlik el ilyen paraméterekre, ha a fal vastag. A repülőgépekhez vékony lapokra van szükség. Ezeket csak molibdénötvözőkből lehet előállítani.

600 és 900 Celsius fok közötti hőmérsékleten molibdén fém aktívan oxidálódik és képződik molibdén-oxid. Elnyeli az oxigént, amikor neont és argont engednek át a felületén. Az emberek így tisztítják meg ezeket a nemesgázokat a felesleges szennyeződésektől.

Molibdén nélkül különböző bundák és báránybőrök lennének. A cserző keverékekhez fémet adnak. Molibdénsav sóit használják hozzájuk. A recept nélkül nem lehetett volna ilyen puha és rugalmas bőrt kapni.

Még olajipar molibdén alapú. A szerves anyagok feltöréséhez szükséges. Így nevezik az olajfelosztás folyamatát.

A molibdenit ásványt tisztelik az oktatás területén. A grafithoz hasonlóan ceruza vezetékekhez használják. Az ásvány nagyon puha. Szerkezete pikkelyes. A legkisebb nyomással a mérlegek szétválnak, betűk és egyéb szimbólumok formájában a papíron maradnak.

A művészet emberei is ólomfényű fém felé fordulnak. Az elemet a színező készítményekhez, különösen a zománchoz adják. A készítményben lévő molibdén egyszerűbb, vékonyabb rétegben oszlik el a kezelendő felületen, és jobban tapad hozzá.

Az ékszerészek megtanulták a platinát molibdénnel helyettesíteni. A fém megjelenésében egy nemes elemhez hasonlít, és nem oxidálódik normál hőmérsékleten. Azok, akik ékszereket készítenek, figyelembe veszik az amerikai fizikusok felfedezését.

Nem álltak meg egy egyszerű elem és egy értékes elem külső hasonlóságánál. A tudósok megváltoztatták a molibdén rácsát, és a lehető legközelebb hozták a platinához. A kísérletekhez nikkelvegyületre volt szükségünk a cikk hősével és nitrogénnel. Ennek a gáznak a jelenlétében a molibdén molekularácsa kitágul, és megnőtt benne az elektronsűrűség. Ezek azok a paraméterek, amelyek megkülönböztetik a platinát.

Az amerikaiak az energiaszektorban szükséges új elektrokatalizátorok létrehozásának reményében kísérleteztek. Most az alkatrészek platinából készülnek, ami nagyon drága. A nyitás csökkenti az iparosok, következésképpen a fogyasztók költségeit. Az ékszerészek nemcsak a platinát helyettesíthetik, hanem mesterséges analógját is létrehozhatják.

A "molibdén" szó görögül. Az ókori nyelvben a fogalom jelentése „ólom”. Fénye a 42-es fém fényéhez hasonló. Szóval elhívtam svéd vegyész Scheele molibdén-molibdén. A tudós 1778-ban izolálta oxid formájában. Egy másik vegyész, Scheele honfitársa, Gjelm tiszta fémet tudott előállítani. Ez 1782-ben történt. Ekkor redukálták a molibdén-oxidot szénnel, ami ólomfényű, szennyeződések nélküli fém megjelenéséhez vezetett.

Oroszországban 10 lelőhely van a 42. számú elemből. Hét bányát fejlesztenek ipari méretekben. A szomszédos Kínában is bányásznak fémet. Az Égi Birodalom 7 tartománya büszke molibdénre: Shanxi, Liaoning, Hebei, Jilin, Jiangxi, Shandong és Henan. Kanadában vannak betétek. Az Egyesült Államok alacsonyabb a lerakódások számában, de amint már jeleztük, a Coloradóban található molibdénkészletek tekintetében az első helyen áll.

A molibdénre nemcsak az iparosoknak van szüksége, hanem a szervezetnek is. A fém az élőlények állandó alkotóeleme. A 42-es számú elem szabályozza az anyagcsere folyamatokat, megtartja a fluoridot a szervekben, ezáltal segíti a fogak erősségét. Molibdén nélkül a sejtek nem képesek növekedni vagy fejlődni. A fém elősegíti az aszkorbinsav szintézisét és biztosítja a normál szöveti légzést. Nem lesz légzés, nem lesz élet. A tudósok szerint egyébként pontosan ezért nincs a Marson. Azt állítják, hogy az élet nem azért keletkezett a vörös bolygón, mert nem volt molibdén.

A szervezetnek napi 75-300 mikrokg-ra van szüksége. Kisebb és nagyobb adagok egyaránt károsak. A molibdén tárháza a leveles zöldségek, gabonafélék, hüvelyesek, napraforgómag és fokhagyma. Tehát ez utóbbi nem csak a megfázás ellen véd és javítja az immunitást. A fokhagyma segít a vörös növényi sejtek termelésében, beindítja a sejtlégzést és így tovább.