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金属钼有哪些用途

鉴于钼所具有的这些可贵特性，它在现代社会得到广泛应用。

1、钢铁添加剂

作为钢铁的合金添加剂是钼的最重要的用途，据1986年统计，它占世界钼总消耗量的83％。而凡含有钼的钢又占了世界粗钢产量的1/10。因此，钼钢比往往作为一个国家工业发达与否的标志之一。世界钼钢比为0.011％、美国为0.014％，我国仅为0.004％还达不到世界平均值的一半。钢铁添加钼往往分以下几方面：

合金钢：它耗钼量最大，占了世界钼总耗量的44％，占钢铁添加钼量的一半以上．其中结构钢（或称一般钼钢）含钼约0.1％~0.2％被广泛用作摩天大楼、桥梁等大型钢构件，能提高钢材硬度，强度和韧性，延长这些大型设施的寿命。含钼0.3％的钼钢往往用于运输和汽车制造业中的承重部件和传动部件。高强度合金钢含钼通常在0.3％以下，同时含0.5％~3.5％镍、0.5％~1.0％铬，以提高钢材硬度、强度和韧性，并具良好的可焊性和抗腐蚀性能。70年代末，苏联用于西伯利亚开发秋明油田，在高寒地区修建4300km的天燃气管道一项就耗钼18kt。在修筑第二条西伯利亚铁道时耗钼量也很巨大。

不锈钢：它约占钼总耗量的22％，通常加钼量为4％~5％，往往用于防侵蚀、抗腐蚀的地方。比如石油精炼、天燃气井和油井中腐蚀严重的地方、飞机发动机、海洋设备、化工设备……等等。

高速钢和工具钢：它约占钼总耗量的8％。高速钢中通常含钼为3.75％~9.5％，平均4.8％，其中往往还同时要添加钨、钒、铬等金属。世界现应用的高速钢中就有90％的含有钼。全世界每年用于生产高速钢的钼约有6000t。工具钢的含钼量通常为0.6 ％~2.95％，全世界每年用于工具钢的钼为2000~2500t。

铸铁和轧辊：它们的消耗占钼总耗量的6％。当铸铁添加0.3％~1.0％的钼后，将会大大提高抗拉、抗弯和抗疲劳强度，还会提高铸件结构的均匀性，这对大型铸件尤其显得重要，这些铸件广泛应用于汽车制造、压力管道和铸模等。

 2、钼及钼基合金

它们用量约占世界钼总耗量的6％。钼熔点、沸点高，高强度好，抗摩耐腐蚀，热传导率大，热膨胀系数小，淬透性好等优点，使它在宇航、兵器、电子、化工等领域广泛应用。

回收卫星重返大气层时，必须克服热气流冲刷。因此要求能承受振动、冲击、真空、辐射和度交变的环境，钼基合金常用来制作卫星回收舱稳定裙的蒙皮。TZM钼合金还用于制作宇宙火箭或航天飞机的固体燃料火箭发动机的喷管，火箭的鼻锥、飞行器的前缘、方向舵，防热屏、蜂窝结构等。

兵器工业中不仅用钼钢作坦克装甲，还利用TZM及TZC钼合金耐腐蚀特点，用作巡航导弹的整体透平叶轮，还用作高气冷原子反应难的氦气透平叶轮。

电子工业里常利用钼的高熔点，低膨胀系数和较低的二次电子发射率等优点，广泛用作各种电子管的栅极、屏极和高级电光源的电源引出线等．现在研究认为，向钼中添加少量硅、铝、钾可使它二次结晶度比纯钼还高700℃，达1800~1900℃，广泛用作发热元件、隔热屏等．

化学工业常利用钼的耐腐蚀性．熔融玻璃可腐蚀绝大多数金属，而唯独钼与铂可耐其腐蚀。铂太贵，现在往往用钼或含30％钨的钼合金，代替铂作玻璃熔炉的电极。熔炼、盛放熔融液态金属：1059 ℃的铅、1430℃的铋、999℃的锂、599℃的汞、899℃的钾和钠、850℃的锌，此时，钼的耐腐蚀和高强度等优点决定了它是最佳材料选择，并已得到广泛应用。在制造硫酸热交换器及阀门上，钼和钼基合金被广为应用。

加工工业里钼用得更广泛。高下使用的模具受热、机械交变应力作用导致材料疲劳出现裂纹。而利用热膨胀系数小，导热强、高强度好的钼或钼基合金，模具寿命大幅度延长。英国G.K.N公司压铸手表壳等精巧零件时，寿命可达5000次，一般为3000次，轴承生产中采用钼合金模具比原高速钢、轴承钢模具寿命提高15倍。在等锻造难变形的高合金时，钼合金模具可在1200℃下使用。由于钼基合金硬度高，抗冷热疲劳强度高，常用于无缝管穿孔机上作顶头和模具，其寿命比3Cr2W8V模具钢的寿命还高出几百倍。

国外，作汽车活塞环、汽缸体内壁等的钼年耗量已达600多t。钼对激光具高反射率，使它不易被激光损坏，美国正用它研制直径2.5m、厚度13mm的激光反射镜。R.M.琼斯（Jouns）认为，钼与石英的导热、热膨胀性能极接近，很适于制作巨型计算机心脏——硅芯片的封装包护套。钼还是良好喷涂材料，可大大提高被喷涂部件的耐腐蚀性、延长部件寿命。

3、钼化工制品

此项约占钼总耗量的10％，其中约一半是作润滑剂，其次还有催化剂、颜料、防蚀剂、试剂等。

（1）润滑剂：高纯度二硫化钼粉以度适应范围广，抗重荷、耐直空、防辐射……等优点被誉为固体润滑之王而广泛应用。

航空、航天领域：高空宇宙中的高真空和宇宙射线的强辐射是油脂或石墨等常规润滑材料根本无法适应的。二硫化钼在高真空、照辐射、失重高和超低环境下润滑效能优越，因而被广泛用在航天器上，如国际通讯卫星的Ⅳ号天线定向机构，其铝制枢轴套采用了二硫化钼擦涂膜润滑；雨云气象卫星和OAO-I轨道天文观测卫星利用88Ag-12MoS2作电接点电刷；同步气象卫星万向接头轴承，TRIAD卫星球面轴承等等都用二硫化钼作润滑剂．

核工业的高强辐射环境中，二硫化钼是润滑材料最佳选择，国外高原子反应堆通常都用二硫化钼来解决传动部件和摩擦副的润滑；高液钠冷却快中子增殖反应堆的传动机构，它工作在氮气和钠蒸汽中，当它使用二硫化钼润滑后，零件表面形成抗摩的Na2MoO4薄膜；英国的“龙”高气冷反应堆传动机构密闭在充满氮气的干套管中，对它轴承的滚球和滚道面喷涂二硫化钼后，工作摩擦系数可保持在0.003；德国AVR高球床反应堆、美国圣·符仑堡高气冷反应堆的传动机构也都用含二硫化钼的干膜进行轴承润滑。

汽车内燃机仅能将汽油燃烧热能的25％转化为有用功，而摩擦损失10.5％。1979年日本赤冈纯报道，小轿车机油添加二硫化钼后，每升汽油行车距离平均增加7.9％，1975年雷斯顿报道，机油添加1％以上的二硫化钼，汽车油耗平均降低4％~8％。美国铁路协会（R.A.R.）一年间使用过28种润滑剂，认为适用的5种里有3种含二硫化钼。加拿大国营铁路和加拿大太平洋铁路，多年采用含50％MoS2、50％矿物醇的润滑膏．将二硫化钼掺入塑料、青铜、铸铁…等基材，制成自润滑齿轮、轴承和轴瓦，用于怕油污染的高环境的纺织、印染、造纸、食品、橡胶等领域，实现了无油或少油润滑。将二硫化钼添加进润滑油、脂中，制备成复合润滑油、脂、膏，广泛应用于各种领域：冷轧机连轴器上应用二硫化钼钙基脂，轧钢车间天车齿轮箱里应用二硫化钼齿轮成膜膏、大型球磨机轴瓦、齿轮采用二硫化钼干膜或成膜膏来润滑。

（2）催化剂：钼化合物是目前所知用途最广的催化剂之一早在1910年，英国伯蒂舍（Badishe）就发表了钼化合物用作氨合成工艺作催化剂的专利。至今nCo2O3mMoO，仍广泛用于氨合成工业，用作原料气、油加氢、脱硫催化剂。氧化钼与锡、铋、铁的氧化物化合生成的钼酸盐常被用作选择氧化反应过程的催化剂，比如Bi2O2MoO4（Bi2O3·MoO3）用作选择性氧、

化丙烯的催化剂：

 从丙烯生产丙烯腈的反应：

丙烯腈是合成聚丙烯纤维的原料，丙烯氨氧化法是当前大量生产丙烯腈的主要方法．用于这一反应的第一种工业催化剂为磷钼酸铋-二氧化硅催化剂，它几经演变，但钼都是此类催化剂的主要成分。氧化镍-氧化钼催化剂具很高活性和选择性，在435℃下，用作丙烯氧化生产丙烯酸的催化剂。丙烯转化率为84％、丙烯酸产率为79％。现代化学工业重要原料甲醛主要是由甲醇氧化来生产，这个反应的催化剂用银或铁钼氧化物。两者对比，使用寿命银（2~6个月）不如铁钼氧化物（1~2年）；转化率银（60％~73％）更不如铁钼氧化物（99％）。反应度银（635℃）比铁钼氧化物（<430℃）高，选择性银（85％~95％）不如铁钼氧化物（91％~94％）高，而且，银价格远比铁钼氧化物高，为此，甲醇氧化的催化剂大都采用铁钼氧化物MoO3/Fe（MoO4）3。

二硫化钼是加氢脱硫反应催化剂的主要成份（例如硫化过的Co2O3·MoO3/Al2O3催化剂）。它在烯烃或苯环加氢反应中或C—S键氢解反应中都有极大的催化活性。仲钼酸铵用三氧化二铝作载体后是煤加氢液化特别有效的催化剂。在450℃和7MPa氢气压力下，煤液化的转化率高达95％，人造石油产出率为63％。美国研制成功一种含钼6％~20％，钾5％~4％的催化剂，它不怕硫化氢的腐蚀，在用于弗托合成时作催化剂，当进气含（10~25）×10-6H2S声时，亦不受干扰，能生产出含70％碳氢化合物的液化石油气，其主要成分是乙烷和丙烷．

（3）颜料：当今世界最常用无机黄颜料铬黄和镉黄。铅、铬、镉都有很高毒性．在环境保护呼声中，无毒颜料的研制很重要。BSD—钼黄具有色泽鲜艳，光、热稳定性好，适用于制造包括普通油漆、高油漆、建筑涂料等多种制品．也能配制民用和工程塑料制品。还能制作彩蜡制品和彩色石墨．钼橙的结构式大约为25PbCrO4·4PbMoO4·PbSO4早在60年代以后，它已成为一种广泛应用的无机颜料．钼橙具有鲜艳美丽的桔红色彩，光稳定性较强，遮盖力好，并具一定程度的缓蚀防锈性能。因而被广泛用于交通工具、大型露天装置、农用机械以及印刷油墨、塑料等方面。例如，上海电视台天线塔架美丽的彩色正是由含钼橙涂料刷成。现在，世界上许多无机颜料制造公司都生产钼橙。英国1970年生产钼橙10000t以上，1982年世界钼橙产量达35000t，但作为钼资源大国的中国，仅只有小批量生产。

（4）微量化肥：植物有机体由60多种元素组成，氮、膦、钾是植物三大肥素。含量很少的元素硼、锰、锌、铜、钴、钼、碘被称作七种微量营养要素而开始受到人们注意，已在美国、日本等20多个国家使用，我国50年代末开始应用，目前包括钼在内已有十多个微量肥料品种在生产应用中。美国肥料监督协会建议，每平均使用1t常用化肥，应加入0.2kg硼、0.5kg锌、0.5kg锰、0.5kg铜、1kg铁、0.005kg钼。我国湖南长沙县南华乡用钼酸铵拌种，花生增产32.2％，广东德庄县在早稻灌浆期喷施钼肥，早稻增产25.6％，黑龙江国营农场从1957年开始对大豆施用钼肥试验，发展到大面积飞机喷洒和拌种，结果使大豆增产10％左右。

（5）其他：黑色钼膜作太阳能转换的暗镜．对于有效的光热太阳能转换来说，需要高的太阳能吸收率与高的红外反射率相匹配，而黑色钼膜是目前最好的材料。有机聚合物的阻燃剂和消烟剂；英国研究表明，在卤代聚脂中加入3％~4％的三氧化钼，可使临界氧指数（使有机物燃烧的最低O/N）提高3％~4％，燃烧时碳的生成量增加4％左右，使烟雾量减少3％。

水质缓蚀剂：钼的杂多酸盐可用作水质缓蚀剂，在50℃、pH8.13~8.25环境，碳钢片在没加钼盐前腐蚀率为1.241mm/a，加了钼的杂多酸盐后，腐蚀率降到0.15mm/a以下。尤以磷钼酸钠为佳，缓蚀率达95％以上，这对海水中运行的船舶尤其重要。回收137Cs的复合离子交换材料，磷钼酸铵（AMP）离子交换材料可应用于回收135Cs，它对137Cs有高的选择性和耐蚀性，与其他离子交换材料相比，交换容量和淋洗都更优越。钼和钼化合物其他用途还很广泛。

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