鉬合金的應(yīng)用

鉬是鋼鐵工業(yè)不可缺少的極為重要的添加劑 。鉬的化工產(chǎn)品是石油工業(yè)、金屬防腐、顏料化工不可缺少的原料。這些特點促使鉬和鉬合金在各個工業(yè)部門都有很廣闊的應(yīng)。圖1所示為 2016年鉬的消費領(lǐng)域及所占比例。金屬鉬和鉬合金在當(dāng)今工業(yè)領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用，其中主要的應(yīng)用領(lǐng)域有：

1、鋼鐵工業(yè)

鋼中添加鉬可起到細(xì)化晶粒的作用，使鋼獲得均勻的微晶結(jié)構(gòu)，降低共晶分解溫度，擴(kuò)大熱處理和淬火溫度范圍，增加鋼的淬火硬化深度。最終使得鋼的硬度和韌性、抗蠕變性能和耐腐蝕性能都得到改善 。含 0.3%的鉬鋼比含 1%的鎢鋼的高溫性能更好。鑄鐵中添加鉬使得其組織均勻，同時改善它的高溫性能、耐磨性能和耐酸性能 。耐熱合金和耐腐蝕合金中都包含有少量的鉬，耐腐蝕性能隨著鉬含量提高而變好 。

2、 金屬壓力加工行業(yè)

鉬靶、鉬棒等鉬合金不僅高溫下的強(qiáng)度和硬度比較高，而且熱物理性能好，決定了它用于制作鋼或合金熱加工的工具材料。添加鉬的模具可用于擠壓型鋼和其它合金型材。鉬壓鑄模和鉬芯棒是壓鑄鋁、銅、鋅的最好元件。TZM 合金芯棒可以避免熱裂和鑄件粘結(jié)有關(guān)的質(zhì)量問題。在精煉鋅的設(shè)備上采用Mo-30W 合金制造壓鑄機(jī)的泵、活門和攪拌器熱電偶管套的零件，具有非常好的穩(wěn)定性 。同時，鉬絲是電火花線切割的電極絲 ，其放電性能穩(wěn)定可用于切割各種金屬材料。

3、電光源、電真空行業(yè)

鉬的熔點為 2620℃，其在高溫下還具有較高的強(qiáng)度和良好的導(dǎo)電性，因此廣泛的應(yīng)用在電光源和電真空行業(yè)。如用作電燈泡中鎢絲支撐材料，封裝在石英玻璃的導(dǎo)電桿，真空電子管的柵極和二級整流管陰極材料等。這是由于鉬的硬度高，導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能好，在電弧作用下的抗燒蝕能力強(qiáng)。此外，鉬和水銀浸潤性能好，又不和水銀發(fā)生反應(yīng)，因此確保用作水銀開關(guān)的電極材料。由于鉬和硅的熱膨脹系數(shù)相近，因此多用于硅整流器的托盤  。鉬箔也常用作硫化鎘的載體材料在太陽能電池中，與玻璃載體相比，改善了它的塑形和撓性 。鉬錸合金是真空或其它儀表的遠(yuǎn)景材料。鉬錸合金的多次斷路穩(wěn)定性比鎢發(fā)熱體高得多  。高純鉬（純度達(dá) 99.99%以上）用于芯片制造的布線材料，Mo-Cu 合金用于封裝材料上 。

4、表面工程行業(yè)

鉬濺射靶材主要用于平面顯示、半導(dǎo)體、太陽能電池、機(jī)械、汽車、玻璃、裝飾、醫(yī)療等行業(yè)，它的使用會使液晶顯示器（LCD）更加清晰。鉬具有良好的導(dǎo)電性與高溫制程穩(wěn)定性，與薄膜太陽能電池（CIGS）形成良好的歐姆接觸 ，此外，鉬作為玻璃與 CIGS 的接口，與鄰近材料相似的熱膨脹系數(shù)，可以避免高溫制程下微結(jié)構(gòu)的匹配問題，大幅減少制程中熱應(yīng)力造成的缺陷。在生產(chǎn)過程中，一般采用直流濺鍍的方式在基體上沉積一層鉬薄膜當(dāng)作鉬電極，鉬在 CIGS電池組中的應(yīng)用。同樣靶材生產(chǎn)中用到 Mo-Na，Mo-Nb，Mo-W 等。

5、高溫爐行業(yè)

鉬在高溫爐行業(yè)得到廣泛應(yīng)用是由于其在高溫下的蒸汽壓較低。通常用作高溫爐、真空爐和氣氛爐的發(fā)熱體，支撐架的結(jié)構(gòu)件、隔熱屏、底盤、導(dǎo)軌和高溫器皿。這是由于它兩個特殊的優(yōu)良性能決定的：第一是二硅化鉬發(fā)熱元件是高溫下工作的一種電阻元件，它的高溫抗氧化性非常好，這是由于它在空氣中加熱時其表面會與氧氣反應(yīng)，而生成的二氧化硅保護(hù)膜可以避免發(fā)熱元件再被氧化；第二個是二硅化鉬發(fā)熱元件的電阻率隨著溫度的升高而迅速增加，使得發(fā)熱元件在低溫時功率較大確保升溫速率大，而高溫時功率反而變小，確保了材料不會產(chǎn)生過熱的危險。二硅化鉬電爐具有低能耗、快速升溫、穩(wěn)定的產(chǎn)品、清潔的環(huán)境和低維護(hù)費用特點 。

6、玻璃工業(yè)

在玻璃工業(yè)中常用鉬取代鉑。由于在熔融的玻璃中鉬的抗腐蝕性能特別好，因此，鉬被用作玻璃纖維、鈉鈣玻璃和高硼玻璃的常用電極 。此外，研究表明，由于鉬具有較高的高溫強(qiáng)度、易加工性能和玻璃成分的兼容性，因此常用作玻璃熔體的攪拌器、隔熱屏和熔融電極。

同時，少量鉬的融入并不會影響玻璃的變色性能。由于金屬鉬中可以做到碳的含量非常低，因此可以有效防止碳與玻璃熔體反應(yīng)生成二氧化碳?xì)馀?。研究表明，鉬的光致變色特性可以用于變色玻璃的生產(chǎn)。

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