מבוא לשימושים ויישומים של מוליבדן

סקירה כללית של יישומי מוליבדן
מליבדן משמש מלכתחילה בתעשיית הברזל והפלדה, המהווה כ-80% מצריכת המוליבדן הכוללת, ואחריה התעשייה הכימית עם כ-10%. בנוסף, נעשה שימוש במוליבדן בתחומי הטכנולוגיה החשמלית והאלקטרונית, הרפואה והחקלאות, המהווים כ-10 אחוזים מהצריכה הכוללת.

סגסוגות

מוליבדן נצרך באופן האינטנסיבי ביותר בתחום הברזל והפלדה, שם הוא משמש בעיקר לייצור פלדות סגסוגת (כ-43% מסך צריכת המוליבדן בברזל ופלדה), פלדות אל חלד (כ-23%), כלי עבודה וגבוהים פלדות מהירות (כ-8%), וברזל יצוק וגלילים (כ-6%). רוב המוליבדן משמש ישירות לייצור פלדה או ברזל יצוק לאחר עיבוד כתחמוצת מוליבדן תעשייתית, בעוד שחלק קטן מומס תחילה לפרומוליבדן ולאחר מכן משמש לייצור פלדה. למוליבדן כאלמנט מתג בפלדה יש ​​את היתרונות הבאים: הוא מגביר את החוזק והקשיחות של הפלדה; זה משפר את עמידות הקורוזיה של הפלדה בתמיסות חומצה ואלקליות ומתכות נוזליות; זה מגביר את עמידות הבלאי של הפלדה; והוא משפר את יכולת ההתקשות, הריתוך וההתנגדות לחום של הפלדה. לדוגמה, פלדות אל חלד המכילות 4%-5% מוליבדן משמשות לעתים קרובות במקומות בהם השחיקה והקורוזיה חמורות יותר, כגון ציוד ימי וציוד כימי.

למוליבדן כמצע על ידי הוספת יסודות אחרים (כגון טיטניום, זירקוניום, הפניום, טונגסטן ואלמנטים של אדמה נדירה וכו') מהווים סגסוגות לא ברזליות, יסודות סגסוגת אלו לא רק סגסוגות מוליבדן ממלאות את התפקיד של תמיסה מוצקה המחזקת ושמירה על נמוכה פלסטיות טמפרטורה, אלא גם היווצרות של הפצה יציבה ומפוזרת של שלבי קרביד, כדי לשפר את חוזק הסגסוגת וטמפרטורת התגבשות מחדש. סגסוגות מבוססות מוליבדן משמשות לגופי חימום גבוהים, חומרים שוחקים, אלקטרודות לתנור התכת זכוכית, ציפויי ריסוס, כלי עבודה מתכת ורכיבי חללית בגלל החוזק הטוב שלהם, היציבות המכנית והמשיכות הגבוהה שלהם.

תחום כימי

חומר סיכה: מוליבדן דו חמצני הוא חומר סיכה מוצק טוב בגלל מקדם החיכוך הנמוך שלו, חוזק התפוקה הגבוה ויכולתו לשמש בדרך כלל בוואקום ובטמפרטורות שונות במיוחד נמוכות וגבוהות, ולכן נמצא בשימוש נרחב בטורבינות גז, גלגלי שיניים, תבניות, תעופה וחלל, תעשייה גרעינית ותחומים אחרים.

זרז: תרכובות מוליבדן הן אחד הזרזים המגוונים ביותר ונמצאות בשימוש נרחב בתעשיות הכימיות, הנפט, הפלסטיק, הטקסטיל ואחרות. לדוגמה: למוליבדן דיסולפיד תכונות נוגדות גופרית, והוא יכול לזרז הידרוגנציה של פחמן חד חמצני לייצור אלכוהול בתנאים מסוימים, שהוא זרז כימי מבטיח C1; מוליבדן משמש בשילוב עם קובלט וניקל כזרז לטיפול מקדים בזיקוק נפט. זרזים נפוצים נוספים המכילים מוליבדן הם: מוליבדן דיסולפיד, מוליבדן אוקסיד, מוליבדאט, אמוניום סק-מוליבדאט וכן הלאה.
פיגמנט: צהוב כרום וצהוב קדמיום הם הפיגמנטים הצהובים האנאורגניים הנפוצים ביותר בעולם כיום, אך עופרת, כרום וקדמיום הם רעילים, בעוד שצהוב מוליבדן אינו רק לא רעיל, אלא גם בעל צבע בהיר, יציבות אור וחום. הוא גם טוב, ולכן משמש בפיגמנטים ודיו, פלסטיק, מוצרי גומי וקרמיקה.
מעכב בעירה פולימר אורגני ומפחית עשן: בפוליאסטר הלוגנוני על ידי הוספת 3% -4% של מוליבדן טריאוקסיד, ניתן להגדיל את אינדקס החמצן הקריטי ב-3% -4%, כמות הפחמן שנוצרת במהלך הבעירה גדלה ב-4% בערך, כך שכמות העשן ירדה ב-3%.
מעכבי קורוזיה: למוליבדאט רעילות נמוכה מאוד והוא מאכל חלש לתוספים אורגניים המוספים למעכבי קורוזיה והוא נפוץ בבניית מיזוג אוויר ומערכות קירור וחימום כדי למנוע חלודה של פלדה עדינה.

שדות חשמל ואלקטרוניקה

למוליבדן מוליכות חשמלית טובה ועמידות בטמפרטורה גבוהה, עם מקדם התפשטות תרמית דומה לזה של זכוכית, והוא נמצא בשימוש נרחב בייצור חוטי חוטים ספירליים כגון חוטי ליבה, חוטי עופרת וווים. בנוסף, חוט מוליבדן הוא גם חוט אלקטרודה אידיאלי עבור מכונות חיתוך חוטי EDM, המסוגל לחתוך כל מיני סוגים של פלדה וסגסוגות קשות, ועיבוד הפריקה שלו יציב, מה שמשפר למעשה את דיוק התבניות.
לחומר פירוקסן מוליבדן חד-שכבתי יש תכונות מוליכים למחצה טובות, ביצועים מסוימים על פני הסיליקון והגרפן בשימוש נרחב, צפויים להפוך לדור הבא של חומרים מוליכים למחצה. המכון לננוטכנולוגיה של קליפורניה השתמש בהצלחה ב-MoS2 כדי ליצור שבב מיקרו-מעבד גמיש מבוסס מוליבדן פירוקסן, שבב זה הוא רק 20% מהגודל של השבב המקביל מבוסס סיליקון, צריכת החשמל נמוכה ביותר, ופירוקסן מוליבדן עשוי מטרנזיסטורים במצב המתנה. מצב לצריכת חשמל של טרנזיסטורי סיליקון מאה אלף מצריכת החשמל, וזול יותר מאותו גודל של מעגלי גרפן, והמעגלים שלו גם גמישים מאוד, דקים במיוחד, ניתנים לחיבור לעור גוף האדם.

תחום רפואי

מוליבדן הוא אחד מיסודות הקורט החיוניים ומרכיב של אנזימים רבים. תפקידו העיקרי בגוף הוא להשתתף בתגובות ההדדיות בין גופרית, ברזל ונחושת. הכמות הנכונה של מוליבדן יכולה לקדם את התפתחות גוף האדם, לשפר את אגירת החמצן בגוף, לעכב גידולים, לשמור על חילוף החומרים האנרגטי של שריר הלב, להגן על שריר הלב, והיעדר מוליבדן עלול להוביל לעששת. , אבנים בכליות, מחלת קרוהן, מקרוגלוסיה, סרטן הוושט ועוד. לכן, מוליבדן משמש גם ברפואה, כמו אמוניום מוליבדאט, תרופה משמשת בעיקר לתלות ארוכת טווח בהזנה גבוהה תוך ורידי של המטופל.

גידול בעלי חיים

תפקידו הביולוגי של המוליבדן מתבסס בעיקר על תפקידו כמרכיב של אנזימים מסוימים המכילים מוליבדן בגוף החי, המשפיעים בעקיפין על הפעילות הביולוגית של האנזימים. בנוסף, למוליבדן תפקיד מיוחד במטבוליזם התזונתי של מעלי גירה. מצד אחד, מוליבדן, כמרכיב בחנקתי אוקסידאז של מיקרואורגניזמים ברחם בבעלי גירה, מעורב ישירות בהמרה של חנקת מזון ברחם, ומצד שני, למוליבדן, כקו-פקטור של סולפט אוקסידאז, יש מגרה השפעה על מיקרואורגניזמים ברום, אשר תורמת לעיכול של חומר גולמי מסוג סיבים בבעלי גירה ובכך מקדם את צמיחתם. לכן, כאשר תכולת המוליבדן במרעה ובמזון אינה מספקת, יש צורך להוסיף תוספי מוליבדן למזון בהתאם לצרכים תזונתיים קפדניים ולדרישות טכנולוגיות תהליך כדי לענות על צרכי בעל החיים, הדוגמה הנפוצה ביותר היא תוספת של 10 מ"ג/ד של מוליבדן להזנה של פרות חולבות.

חַקלָאוּת

מוליבדן הוא אחד מ"יסודות הקורט" החיוניים בצמחים, וחוסר מוליבדן ישפיע על צמיחה תקינה של צמחים. כיסוד קורט חיוני לצמיחת צמחים, מוליבדן לא רק מקדם ספיגת זרחן, אלא גם מאיץ היווצרות והמרה של אלכוהול בצמחים, מגביר את תכולת הכלורופיל וויטמין C, ומשפר את עמידות הצמחים לבצורת, קור ומחלות. לאור חשיבותו של מוליבדן לצמחים, מדינות רבות החלו לייצר ולהשתמש בדשנים קורטיים המכילים מוליבדן, כגון מחוז צ'אנגשה בסין, מחוז הונאן, העיירה ננוואה, עם ערבוב זרעי אמוניום מוליבדאט, עלייה בתפוקת בוטנים של 32.2%, חוות מדינת היילונגג'יאנג על דשן מוליבדן פולי סויה, התשואות פולי סויה גדלו בכ-10%.