金屬鉬是一種銀白色的過(guò)渡金屬元素(原子序數(shù)42),在工業(yè)領(lǐng)域具有不可替代的重要價(jià)值。這種高熔點(diǎn)金屬(2622℃)以其卓越的耐高溫特性著稱,特別是在極端環(huán)境下仍能保持優(yōu)異的機(jī)械性能,這使得它成為航空航天、電子工業(yè)和國(guó)防科技等領(lǐng)域的關(guān)鍵材料。需要重點(diǎn)注意的是,鉬的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性能也相當(dāng)突出,尤其是其熱膨脹系數(shù)極低(4.8×10^-6/K),這種特性使其成為半導(dǎo)體封裝和電子元器件的理想選擇。
在自然界中,鉬主要以輝鉬礦(MoS2)的形式存在,全球探明儲(chǔ)量約1900萬(wàn)噸。現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)通常采用焙燒法將礦石轉(zhuǎn)化為三氧化鉬(MoO3),再通過(guò)氫還原工藝制得純度為99.95%以上的金屬鉬。值得注意的是,鉬合金(如TZM合金含鈦0.5%、鋯0.08%)的強(qiáng)度可達(dá)純鉬的2倍以上,這種強(qiáng)化效果使其在高溫結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域大放異彩。隨著新能源技術(shù)的發(fā)展,鉬在光伏電池背板和鋰離子電池正極材料的應(yīng)用也日益廣泛。
從物理特性來(lái)看,鉬的密度為10.22g/cm3,位于鎢和鉭之間,兼具適中的重量與高強(qiáng)度。其彈性模量高達(dá)329GPa,這個(gè)數(shù)值遠(yuǎn)超大多數(shù)工程金屬。特別值得關(guān)注的是,鉬在高溫下的抗蠕變性能(1000℃時(shí)仍保持穩(wěn)定)使其成為熔爐發(fā)熱體、玻璃熔煉電極等高溫設(shè)備的首選材料。在化工領(lǐng)域,鉬金屬優(yōu)異的耐腐蝕性(尤其在鹽酸和硫酸環(huán)境中)也拓展了其在反應(yīng)容器襯里方面的應(yīng)用空間。
隨著科技的進(jìn)步,鉬材料的制備工藝不斷革新。粉末冶金法制備的鉬制品致密度可達(dá)理論值的98%以上,而電子束熔煉技術(shù)更能獲得超高純度(99.999%)的單晶鉬。這些尖端材料在粒子加速器、核反應(yīng)堆等高科技裝備中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。當(dāng)前全球鉬年產(chǎn)量約30萬(wàn)噸,中國(guó)、美國(guó)和智利是主要生產(chǎn)國(guó),其中中國(guó)貢獻(xiàn)了全球40%以上的供應(yīng)量,這種戰(zhàn)略資源在國(guó)家工業(yè)體系中的地位正日益凸顯。