Poudre de métal molybdène
Table des matières
Poudre métallique de molybdène Le molybdène est un matériau réfractaire apprécié pour ses propriétés à haute température combinant solidité, conductivité thermique et résistance à la corrosion. Ce guide couvre les processus de fabrication et les caractéristiques de la poudre de molybdène, ainsi que les alliages et les applications du molybdène. Il détaille également les spécifications des produits, les prix, les fournisseurs, les avantages par rapport aux autres solutions, ainsi que des recommandations d'experts pour l'utilisation.
![Poudre de métal molybdène 1 poudre métallique de molybdène](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/FeCoNiCrTi-Powder.png)
Vue d'ensemble
Les propriétés essentielles de la poudre de molybdène métallique pure sont les suivantes :
- Excellente résistance à haute température jusqu'à 2100°C
- Conserve sa résistance à la traction même à haute température
- Très faible coefficient de dilatation thermique
- Conductivité thermique et électrique
- Résiste à l'érosion et à la corrosion
- Permet l'utilisation de matériaux de construction légers
Les poudres de molybdène connaissent une croissance de la demande pour les structures soumises à des charges thermiques telles que les boucliers thermiques, les tuyères de fusées, les filaments et les renforts composites où les conditions extrêmes dépassent les alliages traditionnels. Ce rapport explore les méthodes de production, les facteurs de coût, les domaines d'application et les conseils de traitement des poudres de molybdène.
Composition et caractéristiques
Poudre métallique de molybdène ne comprend qu'un seul élément métallique pur :
Formule chimique | Mo |
---|---|
Numéro atomique | 42 |
Poids atomique | 95,95 g/mol |
Densité | 10,28 g/cc |
Point de fusion | 2623°C |
Point d'ébullition | 4639°C |
Caractéristiques principales :
- Éclat blanc argenté lorsqu'il est fraîchement réduit en poudre
- Ductile avec une grande résistance aux chocs thermiques
- Une forme proche de celle d'un filet pour la fabrication
- Peut être allié au carbone, au silicium ou au bore
- Résiste à la corrosion acide et alcaline
- Conserve sa résistance mécanique à toutes les températures
Ces combinaisons utiles de propriétés chimiques, physiques et mécaniques stimulent les applications. Toutefois, jusqu'à la dernière décennie, la disponibilité de ce métal était limitée par les difficultés à produire de la poudre de molybdène pur à un prix abordable.
Méthodes de production
Les progrès réalisés permettent désormais la production commerciale de poudres métalliques de molybdène via.. :
Méthode | Description | Taille des particules | La pureté |
---|---|---|---|
Électrolyse | MoO3 dissous dans une solution aqueuse réduit à la cathode | 50 μm | Élevée 99.95%+ |
Réduction calciothermique | Réduction du trioxyde de molybdène à l'aide de calcium | 150 μm | Modéré 98% |
Réduction de l'hydrogène | Réduction à l'état solide de MoO3 à l'aide d'hydrogène sec | Submicron | Haut 99.9% |
Sphéroïdisation du plasma | Paillettes de molybdène irrégulières et sphéroïdales | 15 à 150 μm | Modéré 98% |
- Les procédés d'électrolyse et d'hydrogène permettent d'obtenir une grande pureté.
- Les méthodes de réduction sont moins coûteuses pour la plupart des applications
- La sphéroïdisation plasma post-processus améliore les propriétés des poudres
Les initiatives en cours visent à améliorer l'efficacité des procédés à sec, en éliminant l'hydrométallurgie, afin d'améliorer les aspects économiques en vue d'une adoption généralisée.
Applications des matériaux réfractaires
Les propriétés uniques de la poudre de métal molybdène répondent à des exigences extrêmes :
Composants structurels à haute température
- Tuyères de fusées, pièces de missiles
- Éléments du réacteur de fusion nucléaire
- Foyers de four et quincaillerie
- Filaments de tubes à vide
Gestion thermique
- Plaques de dissipation thermique à matrice céramique
- Revêtements par pulvérisation thermique sur les tuyaux et les outils
Mélanges composites
- Renforts en alliage renforcés par dispersion
- Cermets frittés par plasma d'étincelles
Contacts électriques
- Électrodes pour interrupteurs à vide
- Contacts de relais résistant à l'érosion par l'arc
Pâtes de métallisation
- Films épais conducteurs circuits imprimés
- Agent d'assemblage en phase liquide transitoire Liaison par diffusion
La poudre de molybdène dépasse donc sa catégorie de poids dans les applications à valeur ajoutée plutôt que dans les volumes de produits de base.
Spécifications des produits
La poudre de molybdène est disponible dans le commerce sous forme de variations standardisées ou personnalisées :
Paramètres | Valeurs typiques |
---|---|
Taille des particules | 1 μm à 150 μm |
La pureté | 98% à 99,95% molybdène |
Morphologie | Angulaire, sphéroïdale |
Densité apparente | 4 à 6 gm/cc |
Véritable densité | 10,2 gm/cc |
Surface spécifique | 0,2 à 2 m2/g |
Teneur en oxygène | < 0,1 wt% |
Débit de poudre | Moyen, s'améliore avec le conditionnement |
Oxyde de surface | Présence d'une couche indigène mince |
Distribution de la taille des particules - Faire correspondre la méthode de traitement du client, la résistance à la traction et les objectifs de ductilité.
Degré de pureté - 99,9% suffit pour la plupart des applications. Une plus grande pureté augmente le coût.
Conditionnement - Le mélange, le graissage à sec et la dessiccation améliorent les propriétés de tassement et d'écoulement des poudres.
Il est possible de personnaliser les caractéristiques des poudres en fonction de l'application, mais cela nécessite des quantités minimales de commande.
Prix des poudres métalliques de molybdène
Comme il s'agit d'une poudre spécialisée produite en petites quantités et destinée à des secteurs de niche, les coûts sont généralement plus élevés que ceux des métaux courants :
Quantité | Prix ($ par livre) |
---|---|
1 lb | $50+ |
10 livres | $35+ |
100 livres | $25+ |
500 lbs+ (lingot de Mo) | $5+ lb |
Les puretés de qualité recherche supérieures à 99,95% attirent des primes considérables pour les paquets de 1 gramme dont le prix est d'environ $200+ par gramme.
Les coûts des matériaux dominent pour les petites pièces frittées ou imprimées par AM - les applications doivent donc justifier les valeurs. Permet des combinaisons d'allègement, d'isolation et de conductivité impossibles à réaliser autrement.
Comparaison avec les autres solutions
Le molybdène est en concurrence avec les métaux spéciaux et les composites qui visent les propriétés à haute température :
Matériau | Conductivité thermique | Point de fusion | Densité | Coût |
---|---|---|---|---|
Molybdène | 138 W/(m.K) | 2622°C | 10,28 g/cc | $$$ |
Tungstène | 173 W/(m.K) | 3422°C | 19,35 g/cc | $$ |
Tantale | 57 W/(m.K) | 2996°C | 16,6 g/cc | $$$$ |
DiSiliciure de molybdène | N/A | 2035°C | N/A | $$ |
Carbure de tungstène | 66 W/(m.K) | 2870°C | 15,63 g/cc | $$ |
Graphite | Jusqu'à 1500 | 3652°C | 2,26 g/cc | $ |
Molybdène Pros
- Résistance inégalée à la traction à haute température jusqu'à 2100°C
- Une densité plus faible permet d'obtenir des structures légères à haute température
- Résiste à la corrosion des métaux en fusion lors de traitements extrêmes
Défis
- Difficile de densifier complètement la poudre pour lui donner une forme complète
- Des intermétalliques fragiles peuvent apparaître, compromettant la ductilité.
- Le point de fusion très élevé rend l'alliage et l'assemblage difficiles.
- L'économie de la production de poudre doit encore être améliorée
Grâce aux améliorations constantes des procédés de fabrication des poudres, le molybdène domine les niches de service extrêmes. Le mélange avec le carbone/bore facilite le frittage et les ajouts d'alliage personnalisent les propriétés en fonction des exigences de température.
Orientations de la recherche et du développement
Les nouvelles améliorations apportées à la poudre de molybdène sont les suivantes :
Production
- Voies électrolytiques utilisant des sels fondus
- Grillage/réduction de la molybdénite à faible consommation d'énergie
- Sphéroïdisation du plasma par micro-ondes
Conception en alliage
- Composites HEA avec tungstène/tantale
- Les ajouts de frittage en phase liquide tels que Cu/Ni
- Mécanismes de renforcement dépendant du taux
Consolidation
- Frittage par plasma à étincelles
- Structures en treillis avec optimisation de la topologie
- Reliure imprimée par jet d'encre verte
Applications
- Remplacement des plaques électrolytiques des accumulateurs à semi-conducteurs
- Prototypes de propulseurs de fusée imprimés en 3D
- Bague d'étanchéité en verre résistante au fluage Bagues
![Poudre métallique de molybdène 8 poudre métallique de molybdène](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/TC4-ELI-Powder.jpg)
Résumé
Les propriétés réfractaires rares du molybdène, notamment la résistance aux températures élevées, la conduction thermique, la résistance à la corrosion et la ductilité, permettent d'obtenir des composants légers et des composites innovants qui débloquent des avancées en termes de performances dans les applications de gestion thermique extrême dans les domaines de la fusion nucléaire, des voyages spatiaux et du traitement industriel. Les récentes améliorations apportées à la métallurgie des poudres permettent désormais de compléter les formes traditionnelles des broyeurs de molybdène par des méthodes de fabrication additive. L'adaptation de la taille et de la morphologie des particules aux approches de densification souhaitées permet de fabriquer des formes qui n'étaient pas viables auparavant. Bien que relativement plus cher que les métaux conventionnels, le molybdène dépasse largement sa catégorie de poids dans les niches thermiques spécialisées, surpassant les autres solutions.
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MET3DP Technology Co. est un fournisseur de premier plan de solutions de fabrication additive dont le siège se trouve à Qingdao, en Chine. Notre société est spécialisée dans les équipements d'impression 3D et les poudres métalliques de haute performance pour les applications industrielles.
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