[科普中国]-致密钼制取

致密钼制取(preparacian of compact molyb-denum)是指以金属钼粉或金属钼块、钼屑为原料生产结构紧密、具有金属材料属性的金属钼锭或钼条的过程，为钼冶金流程的组成部分。以金属钼粉为原料的采用粉末冶金法，以金属钼块、钼屑为原料的采用熔炼法。致密钼主要用作钼材、电极、耐高温结构件和钢添加剂的原料。

简介致密钼制取(preparacian of compact molyb-denum)是指以金属钼粉或金属钼块、钼屑为原料生产结构紧密、具有金属材料属性的金属钼锭或钼条的过程，为钼冶金流程的组成部分。以金属钼粉为原料的采用粉末冶金法，以金属钼块、钼屑为原料的采用熔炼法。致密钼主要用作钼材、电极、耐高温结构件和钢添加剂的原料1。

粉末冶金法以金属钼粉为原料，经成形烧结等制取致密金属钼的方法。它是工业中最常用的致密金属钼制取的方法，其主体工艺流程为：

钼粉→成形→低温烧结→高温烧结→致密金属钼。

成形用压力将金属粉末压实成具有一定形状、尺寸、孔隙度和强度的坯块的过程。钼粉成形的方法主要有金属模压成形和等静压成形两种方法。

(1)金属模压成形。这是一种经典的成形方法。它适用于较小型且形状较规则坯料的成形。在钼粉中加入如甘油和酒精混合液这样的成形剂，经过混合，然后将铂粉直接装入钢模，在油压机上用196-294MPa的压力压制成形。压制出的压坯的相对密度为60%-65%。

(2)等静压成形。是一种新型的成形方法。能制取密度均匀的坯料和制件。工业中应用的等静压主要有水静压、厚壁弹性包套等静压和热等静压，水静压是由高压容器中的液体将压力传送给装于橡胶软膜中的钼粉末而实现成形的。厚壁弹性包套等静压是由装于钢模内的厚壁弹性包套件将压力传送给钼粉末而实现成形的。热等静压兼有成形和烧结作用，适用于制取密度接近理论值的较大和较复杂形状坯料或制件的成形2。

低温烧结钢模成形的坯料在马弗炉中进行低温预烧结，以提高金属坯料的强度和导电性。烧结温度一般为1373-1573K，保温时间20-40min。

高温烧结使低温烧结(或等静压成形)制得的坯料在高温下固结为具有金属特性的致密金属钼。工业上常用的高温烧结设备有垂熔炉、电阻炉、感应电炉、电子束炉等。高温烧结温度一般为1973-2373K，烧结所得的钼制品的相对密度可达90%-98%，既可作为进一步加工的原料，又可作为成品直接使用3。

熔炼法有电弧熔炼法和电子束熔炼法两种。

1.电弧熔炼法

以烧结钼条为自耗电极，在真空中用电弧熔化金属钼，熔融金属流入水冷坩埚中冷却成锭。此法可制取数吨重的大钼锭，其气体杂质含量远低于用粉末冶金法生产的金属钼坯。

2.电子束熔炼法

使高速的电子流撞击被加热的金属钼。大部分电子在撞击金属钼后被吸收，其动能绝大部分转变为热能而熔化金属铝。任何形状金属钼，如钼粉、钼条、相块、钼碎屑等都可通过电子束熔炼制取致密金属钼。用于制取致密金属钼的电子束熔炼炉的熔炼功率为60-200kW，熔前的真空度为6.67×10-3Pa，熔炼的真空度为1.33×10-2-1.33×10-3Pa，熔炼速度为10-35kg/h，冷却时间为60-150min。一般熔炼2次，有特殊要求的熔炼3次。在熔炼过程中可使绝大部分的有害杂质氧、碳、氮等除至接近它们在固态金属钼中溶解度的极限值，已用此法熔炼出20-30mm×300-500mm的钼单晶2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学