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  • W-MMC Metal Matrix Composites

Molybdän

Molybdön

Mit seinen einzigartigen mechanischen und chemischen Eigenschaften ist Molybdän ein hervorragender Werkstoff für höchste Anforderungen. Molybdän verfügt über einen sehr hohen Schmelzpunkt, eine geringe Wärmeausdehnung und eine hohe Wärmeleitfähigkeit und wird aufgrund dieser Eigenschaften in zahlreichen Industrien eingesetzt. Molybdän ist ein richtiger Allrounder. Wir machen aus dem Werkstoff unter anderem Bänder und Drähte für die Lichtindustrie, Halbleiterbasisplatten für die Leistungselektronik, Glasschmelzelektroden, Heizeinsätze für Hochtemperaturöfen und Sputtertargets für die Herstellung von Solarzellen und Flachbildschirmen.

Ordnungszahl 42
CAS-Nummer 7439-98-7
Atommasse 95,94 [g/mol]
Schmelzpunkt 2.620 °C
Siedepunkt 4.639 °C
Dichte bei 20 °C 10,22 [g/cm³]
Kristallstruktur kubisch-raumzentriert
Linearer thermischer Ausdehnungskoeffizient bei 20 °C
5,2 × 10-6 [m/(mK)]
Wärmeleitfähigkeit bei 20 °C
142 [W/(mK)]
Spezifische Wärme bei 20 °C 0,25 [J/(gK)]
Elektrische Leitfähigkeit bei 20 °C 17,9 × 106 [S/m]
Spezifischer elektrischer Widerstand bei 20 °C 0,056 [(Ωmm2)/m]
Materialspektrum

Reines Molybdän oder lieber eine Legierung?

Auf unsere Qualität können Sie sich verlassen. Wir produzieren unsere Molybdänprodukte vom Metalloxid bis zum fertigen Produkt. Als Ausgangsmaterial verwenden wir nur reinstes Molybdänoxid. So garantieren wir Ihnen für unser Molybdän eine Reinheit von 99,97 % (metallische Reinheit ohne W). Der restliche Anteil setzt sich vorwiegend aus den folgenden Elementen zusammen:

Element Typischer max. Wert
[μg/g]
Garantierter max. Wert
[μg/g]
Al 1 10
Cr 3 20
Cu 2 20
Fe 5 20
K 6 20
Ni
1 10
Si 2 20
W 169 300
C 13 30
H 0 10
N 5 10
O 6 40
Cd 1 5
Hg 0 1
Pb 0 5

Die Anwesenheit von Cr (VI) und organischen Verunreinigungen kann durch den Produktionsprozess ausgeschlossen werden (mehrfache Wärmebehandlung bei Temperaturen über 1.000 °C in H2.)

Werkstoffbezeichnung Chemische Zusammensetzung (Gewichtsprozent)
Mo (rein) > 99,97 % Mo
TZM 0,5 % Ti / 0,08 % Zr /
0,01 - 0,04 % C
MHC 1,2 % Hf / 0,05 - 0,12 % C
Mo-Lanthanoxid
(ML)
ML 0,3 % La2O3
MLR (R = Recrystallized) 0,7 % La2O3
MLS (S = Stress relieved) 0,7 % La2O3
Mo-ILQ
(ILQ = Incandescent Lamp Quality)
0,03 % La2O3
Mo-Yttriumoxid  MY 0,47 % Y2O3 / 0,08 % Ce2O3
MoRe  MoRe5 5,0 % Re
 MoRe41 41,0 % Re
MoW  MoW30 30,0 % W
 MoW50 50,0 % W

Wir bereiten unser Molybdän auf jeden Einsatz optimal vor. Folgende Eigenschaften definieren wir durch verschiedene Legierungszusätze:

  • Physikalische Eigenschaften (z. B. Schmelzpunkt, Dichte, elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Wärmeausdehnung)
  • Mechanische Eigenschaften (z. B. Festigkeit, Kriechverhalten, Duktilität)
  • Chemische Eigenschaften (Korrosionsbeständigkeit, Ätzverhalten)
  • Bearbeitbarkeit (spanabhebende Bearbeitung, Verformungsverhalten, Schweißeignung)
  • Rekristallisationsverhalten (Rekristallisationstemperatur)

Doch damit nicht genug: Auch durch maßgeschneiderte Herstellprozesse können wir die Eigenschaften von Molybdän in weiten Bereichen variieren. Das Ergebnis: Molybdänlegierungen mit unterschiedlichen Eigenschaftsprofilen, die genau auf die jeweilige Anwendung zugeschnitten sind.

  • TZM (Titan-Zirkonium-Molybdän)

    Mit geringen Mengen kleiner, feinster Karbide verwandeln wir unser Molybdän in TZM. Im Vergleich zu reinem Molybdän ist TZM fester und hat eine höhere Rekristallisationstemperatur sowie eine höhere Kriechfestigkeit. TZM kommt bei Hochtemperaturanwendungen, unter starker mechanischer Beanspruchung etwa als Schmiedewerkzeug, oder auch als Drehanode in Röntgenröhren zum Einsatz. Die empfohlenen Einsatztemperaturen liegen zwischen 700 und 1.400 °C.

  • MHC (Molybdän-Hafnium-Kohlenstoff)

    MHC ist eine teilchenverstärkte Molybdän-Basislegierung, die Hafnium und Kohlenstoff enthält. Durch die feinen homogen verteilten Karbide wird das Material extrem warm- und kriechfest und die empfohlene maximale Einsatztemperatur erhöht sich gegenüber TZM nochmals um 150 °C auf 1.550 °C. MHC findet unter anderem in der Metallformgebung seinen Einsatz. Als Strangpressmatrize hält es höchsten thermischen und mechanischen Belastungen stand.

  • ML (Molybdän-Lanthanoxid)

    Geringe Mengen an Lanthanoxidpartikeln (0,3 bzw. 0,7 Gewichtsprozent) sorgen für eine sogenannte Stapelfaserstruktur des Molybdäns. Diese besondere Gefügestruktur ist abhängig von der Herstellroute bis zu 2.000 °C stabil. Molybdän-Lanthanoxid ist daher auch bei extremen Einsatzbedingungen kriechfest. Diese Legierung verarbeiten wir zu Ofenbauteilen wie Heizseilen und -drähten, Sinter- und Glühschiffchen oder Verdampferwendeln. In der Lichtindustrie kommt Molybdän-Lanthanoxid unter anderem als Halte- und Zuführungsdraht zum Einsatz.

  • Mo-ILQ (Molybdän-ILQ)

    Mo-ILQ ist eine mikrodotierte Molybdänlegierung mit nur 0,03 Gewichtsprozent Lanthanoxid, die speziell für den Einsatz in der Lichtindustrie entwickelt wurde. Durch den speziell angepassten Dotierungsgehalt ist die Rekristallisationstemperatur höher als bei reinem Molybdän. Auch die Mikrostruktur ist nach der Rekristallisation feinkörniger als bei reinem Molybdän. Im Vergleich zu unserem ML ist Mo-ILQ besser umformbar und daher einfacher zu verarbeiten. Mo-ILQ kommt als Kern- und Haltedraht bei der Herstellung des Filaments in Glühlampen und Halogenlampen zum Einsatz.

  • MY (Molybdän-Yttrium-Ceroxid)

    Unser MY ist eine teilchenverfestigte Molybdän-Legierung, die 0,47 Gewichtsprozent Yttriumoxid und 0,08 Gewichtsprozent Ceroxid enthält. MY haben wir speziell für den Einsatz in der Lichtindustrie entwickelt. MY zeigt eine gute Anbindung zu Quarzglas, lässt sich gut schweißen und hat eine verbesserte Oxidationsbeständigkeit im Vergleich zu reinem Molybdän. MY wird hauptsächlich als stromzuführendes ESS-Band, sowie in der Beschichtungstechnik als Verdampferschiffchen eingesetzt.

  • MoRe (Molybdän-Rhenium)

    Geringe Mengen Rhenium machen Molybdän schon unter Raumtemperatur duktil. Molybdän-Rhenium (MoRe) kommt vor allem als Thermoelementdraht zum Einsatz und überzeugt in allen Anwendungen, wo hohe Duktilität bei gleichzeitig hoher Festigkeit gefordert ist.

  • MoW (Molybdän-Wolfram)

    Die Hochtemperatureigenschaften und Korrosionsbeständigkeit unseres Molybdäns verbessern wir mit Wolfram. MoW-Werkstoffe werden mit 30 und 50 Gewichtsprozent W vorzugsweise für die Herstellung von Zink und für Rührwerkzeuge in der Glasindustrie eingesetzt. Außerdem fertigen wir aus unseren MoW-Legierungen Sputtertargets für die Herstellung von Flachbildschirmen. MoW-Schichten zeigen ein verbessertes Ätzverhalten in der Produktion von Dünnfilmtransistoren.

Eigenschaften

Rundum gut: Werkstoffeigenschaften von Molybdän

Molybdän zählt zu den hochschmelzenden Metallen (auch Refraktärmetalle genannt). Refraktärmetalle sind jene Metalle, die einen höheren Schmelzpunkt als Platin haben (1.772 °C). Bei hochschmelzenden Metallen ist die Bindungsenergie zwischen den einzelnen Atomen besonders hoch. Refraktärmetalle haben einen hohen Schmelzpunkt bei gleichzeitig niedrigem Dampfdruck, eine gute Warmfestigkeit und im Fall von Molybdän- und Wolframbasiswerkstoffen auch sehr hohe Elastizitätsmodule. Auch der niedrige thermische Ausdehnungskoeffizient und die relativ hohe Dichte sind für Refraktärmetalle charakteristisch. Da Molybdän in der gleichen Gruppe wie Wolfram im Periodensystem steht, hat es ähnliche physikalische und chemische Eigenschaften. Besonders erwähnenswert ist die gute thermische Leitfähigkeit von Molybdän und Wolfram. Molybdän ist jedoch schon bei niedrigeren Temperaturen gut verformbar und daher leichter zu verarbeiten als Wolfram. Molybdän ist ein richtiger Allrounder und zeigt ein sehr ausgewogenes Eigenschaftenprofil.

Die Eigenschaften unseres Molybdäns und seiner Legierungen beeinflussen wir durch die Art und Menge der Legierungselemente sowie durch einen maßgeschneiderten Herstellprozess. Karbide, wie wir sie gezielt in TZM und MHC einbringen, beeinflussen die mechanischen Eigenschaften unseres Molybdäns in allen Temperaturbereichen. Oxide erhöhen vor allem die Rekristallisationstemperatur und Kriechbeständigkeit des Molybdäns. Rhenium macht Molybdän auch bei Raumtemperatur duktil. Kupfer erhöht die Wärmeleitfähigkeit, ohne den thermischen Ausdehnungskoeffizienten gravierend zu beeinflussen.

  • Physikalische Eigenschaften
    • Verdampfungsgeschwindigkeit von hochschmelzenden Metallen
    • Dampfdrücke von hochschmelzenden Metallen
    • Linearer thermischer Ausdehnungskoeffizient von Mo und TZM in Abhängigkeit von der Temperatur
    • Wärmeleitfähigkeit von Mo und TZM in Abhängigkeit von der Temperatur
    • Spezifische Wärme von Mo und TZM
    • Spezifischer elektrischer Widerstand von TZM und Mo/MLR

    Der niedrige thermische Ausdehnungskoeffizient und die relativ hohe Dichte sind für Refraktärmetalle typisch. So auch für Molybdän. Auch die gute thermische Leitfähigkeit und der geringe elektrische spezifische Widerstand sind charakteristisch für Molybdän. Molybdän hat eine starke Bindung zwischen den Atomen und einen höheren E-Modul als viele andere Metalle. Die thermophysikalischen Eigenschaften von Molybdän ändern sich mit der Temperatur.

    • Linearer thermischer Ausdehnungskoeffizient von Mo und W in Abhängigkeit von der Temperatur
    • Spezifische Wärme von Mo und W
    • Temperaturabhängige Emissivitätswerte für Mo

    Die Abbildung fasst die in der Literatur zugänglichen temperaturabhängigen Emissivitätswerte für Molybdän - dargestellt als rotes Streuband - zusammen. Experimentell an Plansee-Proben in typischen Lieferzuständen bestimmte Emissivitätswerte liegen am oberen Ende des Streubandes.

    Der spezifische elektrische Widerstand ρ („rho“) eines Materials ist der Kehrwert seiner elektrischen Leitfähigkeit. Je höher der Wert des spezifischen elektrischen Widerstands ist, desto schlechter leitet das Material Strom. Die Einheit des spezifischen elektrischen Widerstands ρ ist Ωmm²/m. Metalle haben sehr unterschiedliche spezifische elektrische Widerstände. Ein Beispiel: 0,016 Ωmm²/m (Silber) oder 0,427 Ωmm²/m (Titan). Der spezifische elektrische Widerstand wird stark von der Temperatur, sowie Legierungselementen, Verunreinigungen und Gitterbaufehlern des jeweiligen Materials beeinflusst. Unsere Hochleistungswerkstoffe Molybdän und Wolfram haben einen sehr geringen spezifischen elektrischen Widerstand: etwa 0,05 Ωmm²/m bei Raumtemperatur und sogar bei einer Temperatur von 1.500 °C noch unter 0,5 Ωmm²/m. Daher sind die Werkstoffe optimal für die Verwendung als elektrische Kontakte und als Beschichtungswerkstoffe geeignet. Da Molybdän und Wolfram ein kubisches Kristallgitter besitzen, ist der spezifische elektrische Widerstand in allen kristallographischen Raumrichtungen gleich.

    • Spezifischer elektrischer Widerstand von Mo und W
    • Wärmeleitfähigkeit von Mo und W in Abhängigkeit von der Temperatur
  • Mechanische Eigenschaften

    Aufgrund seines hohen Schmelzpunkts von 2.620 °C ist Molybdän auch bei hohen Temperaturen fest und kriechbeständig. Mit zunehmender Verformung von Molybdän steigt seine Festigkeit noch weiter. Im Gegensatz zu anderen Metallen nimmt auch die Duktilität von Molybdänwerkstoffen mit zunehmender Verformung zu. Um die Duktilität des Molybdäns durch Legieren zu steigern und die Spröd-Duktil-Übergangstemperatur zu senken, verwenden wir Rhenium. Darüber hinaus legieren wir Molybdän unter anderem mit Titan, Zirkonium, Hafnium, Kohlenstoff oder Seltenerd-Oxiden.So entstehen unterschiedliche Werkstoffe mit ganz speziellen Eigenschaftsprofilen. Der Elastizitätsmodul ist auf Grund starker Bindungen zwischen den Molybdänatomen sowohl bei Molybdän als auch dessen Legierungen sehr hoch, verglichen zu anderen Metallen. 

    • Elastizitätsmodul von Mo, aufgetragen über die Prüftemperatur im Vergleich zu anderen hochschmelzenden Metallen W, Cr, Ta und Nb
    • Typische 0,2% Dehngrenzwerte für Mo- und TZM
    • Typische Zugfestigkeitswerte für Mo- und TZM-Blechmaterial im spannungsarmgeglühten bzw. rekristallisierten Zustand (Bleckstärke 2 mm)
    • Vergleich der stationären Kriechraten von Mo-, TZM- und MLR-Blechmaterial bei 1100 °C
    • Vergleich der stationären Kriechraten von Mo-, TZM- und MLR-Blechmaterial bei 1450 und 1800 °C

    Beschreibung des Probenmaterials für die Kriechversuche

     

    Werkstoff Prüftemperatur [°C] Blechstärke [mm] Wärmebehandlung vor der Prüfung
    Mo 1.100 1,5 1.200 °C / 1h
    1.450 2,0 1.500 °C / 1h
    1.800 6,0 1.800 °C / 1h
    TZM 1.100 1,5 1.200 °C / 1h
    1.450 1,5 1.500 °C / 1h
    1.800 3,5 1.800 °C / 1h
    MLR 1.100 1,5 1.700 °C / 3h
    1.450 1,0 1.700 °C / 3h
    1.800 1,0 1.700 °C / 3h
    • Typische 0,2 % Dehngrenzwerte für Mo-, TZM- und MHC-Stabmaterial (Durchmesser 25 mm; spannungsarmgeglühter Zustand)
    • Typische Zugfestigkeitswerte für Mo-, TZM- und MHC-Stabmaterial (Durchmesser 25 mm; spannungsarmgeglühter Zustand)
    • Härtewerte für Mo-, TZM- und MHC-Stabmaterial (Durchmesser 25 mm; spannungsarmgeglühter Zustand) in Abhängigkeit der Temperatur

    Spröd-Duktil-Übergangstemperatur

    Wird Molybdän über eine bestimmte Temperatur erwärmt, verliert es seine Sprödigkeit und wird duktil. Diese zum Übergang von Sprödigkeit zu Duktilität notwendige Temperatur bezeichnet man als Spröd-Duktil-Übergangstemperatur. Sie hängt unter anderem von der chemischen Zusammensetzung und dem Verformungsgrad des Metalls ab.

    Mit steigendem Rekristallisationsgrad nimmt die Duktilität von Molybdän ab. Daher ist die Rekristallisationstemperatur eine entscheidende Größe. Bei der Rekristallisationstemperatur wandelt sich das Gefüge um. Diese Kornneubildung verringert die Festigkeit und Härte von Molybdän und erhöht die Bruchneigung. Nur aufwendige Umformschritte wie Walzen, Schmieden oder Ziehen können das Ausgangsgefüge wieder einstellen. Die Rekristallisationstemperatur hängt vom Verformungsgrad des Molybdäns und dessen chemischer Zusammensetzung ab. Wird Molybdän beispielsweise mit kleinen Oxidteilchen (z.B. Lanthanoxid) dotiert, erhöhen sich die Rekristallisationstemperatur und Kriechfestigkeit des Werkstoffs. Die untenstehende Tabelle fasst typische Rekristallisationstemperaturen von Molybdän-Basiswerkstoffen zusammen.

    Werkstoff Temperatur [°C] für 100 % Rekristallisation (Glühdauer 1 Stunde)
      Umformgrad = 90 % Umformgrad = 99,99 %
    Mo (rein) 1.100 -
    TZM 1.400 -
    MHC 1.550 -
    ML 1.300 2.000
    Mo-ILQ 1.200 1.400
    MY 1.100 1.350
    MoRe41 1.300 -
    MoW30 1.200 -

    Bei der mechanischen Bearbeitung von Molybdän und generell von Refraktärmetallen ist die Kenntnis über die speziellen Eigenschaften dieser Materialgruppe unumgänglich. Die spanlose Formgebung wie Biegen oder Abkanten muss über der Spröd-Duktil-Übergangstemperatur erfolgen, damit das Blech zuverlässig rissfrei verformbar ist. Je dicker das Blech, desto höhere Temperaturen sind notwendig, um es rissfrei zu formen. Auch Schneiden und Stanzen von Molybdän sind gut möglich, wenn das Werkzeug geschärft ist und die Anwärmtemperatur richtig eingestellt ist. Die spanabhebende Bearbeitung mit sehr robusten und starken Maschinen ist ebenfalls kein Problem. Bei speziellen Fragen rund um das Thema mechanische Bearbeitung von Refraktärmetallen stehen wir Ihnen mit unserer langjährigen Erfahrung sehr gerne zur Verfügung.

  • Chemisches Verhalten

    Die gute chemische Beständigkeit von Molybdän und seinen Legierungen wird in der chemischen Industrie und in der Glasindustrie besonders geschätzt. Bei einer Luftfeuchtigkeit von unter 60 % ist Molybdän korrosionsbeständig. Erst bei höherer Luftfeuchtigkeit bilden sich Anlauffarben aus. In alkalischen und oxidierenden Flüssigkeiten wird Molybdän bei Temperaturen über 100 °C unbeständig. Für die Anwendung von Molybdän in oxidierenden Gasen und Elementen über 250 °C haben wir zum Schutz vor Oxidation eine Schutzschicht namens Sibor® entwickelt. Glasschmelzen, Wasserstoff, Stickstoff, Edelgase, Metallschmelzen und Oxidkeramiken greifen Molybdän auch bei sehr hohen Temperaturen nicht oder im Vergleich zu anderen metallischen Werkstoffen weniger an.

    Nachstehende Tabelle zeigt das Korrosionsverhalten von Molybdän. Die Angaben beziehen sich, wenn nicht gesondert vermerkt, auf reine, nicht mit Sauerstoff vermengte Lösungen. Fremde, chemisch aktive Substanzen in kleinsten Konzentrationen können das Korrosionsverhalten stark beeinflussen. Sie haben Fragen zu komplexen Korrosionsthemen? Wir stehen Ihnen mit unserer Erfahrung und unserem eigenen Korrosionslabor sehr gerne zur Verfügung.

     

    MEDIUM  RESISTENT (+), NICHT-RESISTENT (-)                                        ANMERKUNG  
    Wasser    
    Warm- und Kaltwasser < 80 °C + Verfärbung
    Heißwasser > 80 °C, entlüftet + Verfärbung
    Dampf bis zu 600 °C + Verfärbung
    Säuren    
    Flusssäure, HF + < 100 °C
    Salzsäure, HCI +  
    Phosphorsäure, H3PO4 + < 270 °C
    Schwefelsäure, H2SO4 + < 70 %, < 190 °C
    Salpetersäure, HNO3 - Auflösung
    Königswasser, HNO3 + 3 HCl - Auflösung
    Organische Säuren +  
    Laugen    
    Ammoniaklösung, NH4OH +  
    Kaliumhydroxid, KOH + < 50 %, < 100 °C
    Natriumhydroxid, NaOH + < 50 %, < 100 °C
    Halogene    
    Fluor, F2 - Starker Angriff
    Chlor, Cl2 + < 250 °C
    Brom, Br2 + < 450 °C
    Iod, I2 + < 450 °C
    Nichtmetalle    
    Bor, B + < 900 °C
    Carbon, C + < 900 °C
    Silizium, Si + < 550 °C
    Phosphor, P + < 800 °C
    Schwefel, S + < 440 °C
    Gase*    
    Ammoniak, NH3 + < 900 °C
    Kohlenmonoxid, CO + < 1.000 °C
    Kohlendioxid, CO2 + < 1.100 °C
    Kohlenwasserstoff + < 1.000 °C
    Luft und Sauerstoff, O2 + < 400 °C, Verfärbung
    Edelgase (He, Ar, N2) +  
    Wasserstoff, H2 +  
    Wasserdampf + < 600 °C, Verfärbung
    *Besondere Aufmerksamkeit muss dem Taupunkt des Gases geschenkt werden. Feuchtigkeit kann zu Oxidation führen.
    Schmelzen    
    Glasschmelzen* + < 1.700 °C
    Aluminium, Al -  
    Beryllium, Be -  
    Bismut, Bi + < 1.430 °C
    Caesium, Cs + < 870 °C
    Cer, Ce + < 800 °C
    Chrom, Cr -  
    Kupfer, Cu + < 1.300 °C
    Europium, Eu +  
    Gallium, Ga + < 400 °C
    Gold, Au +  
    Eisen, Fe -  
    Blei, Pb + < 1.100 °C
    Lithium, Li + < 1.425 °C
    Magnesium, Mg + < 1.000 °C
    Quecksilber, Hg + < 600 °C
    Nickel, Ni -  
    Plutonium, Pu +  
    Kalium, K + < 1.200 °C
    Rubidium, Rb + < 1.035 °C
    Samarium, Sm +  
    Scandium, Sc -  
    Silber, Ag + < 1.020 °C
    Natrium, Na + < 1.020 °C
    Zinn, Sn + < 550 °C
    Uran, U -  
    Zink, Zn** -  
    *Ausgenommen Gläser mit Oxidationsmitteln;
    **Die Legierung MoW30 weist eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gegenüber Zn-Schmelzen auf.
     
    Ofenbauwerkstoffe    
    Aluminiumoxid, Al2O3 + < 1.900 °C
    Berylliumoxid, BeO + < 1.900 °C
    Graphit, C + < 900 °C
    Magnesit, MgCO3 + < 1.600 °C
    Magnesiumoxid, MgO + < 1.600 °C
    Siliziumcarbid, SiC + < 550 °C
    Zirkoniumdioxid, ZrO2 + < 1.900 °C

    Korrosionsverhalten von Molybdän gegenüber ausgewählten Stoffen

Molybdänlegierungen im Vergleich zu reinem Molybdän
 
  TZM MHC ML Mo-ILQ MY MoRe MoW
Legierungsbestandteile (in
Gewichtsprozent)
0,5 % Ti
0,08 % Zr
0,01 - 0,04 % C
1,2 % Hf
0,05 - 0,12 % C
0,3 % La2O3
0,7 % La2O3
0,03 % La2O3 0,47 % Y2O3
0,08 % Ce2O3
5 % Re 
41 % Re
30 - 50 % W
Wärmeleitfähigkeit - - - -
Raumtemperaturfestigkeit + + + +
Hochtemperaturfestigkeit /  Kriechfestigkeit ++ (< 1.400 °C)
+ (> 1.400 °C)
++ (< 1.500 °C)
+ (> 1.500 °C)
+ (< 1.400 °C)
++ (> 1.400 °C)
+ + + +
Rekristallisationstemperatur + ++ ++ + + + +
Duktilität nach HT-Einsatz + + ++ + + ++ ~
Schweißbarkeit + + + + + ++ ~

~ vergleichbar mit reinem Mo + höher als reines Mo ++ viel höher als reines Mo - niedriger als reines Mo

Merkmale und Einsatzbereiche

Qualitätsmerkmale

So vielfältig wie seine Eigenschaften sind die industriellen Anwendungen unseres Molybdäns. Drei davon möchten wir Ihnen kurz vorstellen:

  • Hohe Reinheit und hohe Kriechbeständigkeit

    Unser Molybdän ist besonders rein, hält höchsten Temperaturen stand und lässt sich dennoch gut verarbeiten. Zum Beispiel zu Tiegeln für alle gängigen Prozesse in der Saphirzucht. Mit ihrer hohen Reinheit beweisen diese ihre Stärke als optimales Schmelz- und Erstarrungsgefäß.

  • Gute Formbeständigkeit und exzellente Korrosionsbeständigkeit

    Unsere Rührer homogenisieren Glasschmelzen jeglicher Art. Sie müssen extremen Temperaturen und aggressiven Glasschmelzen trotzen. Molybdän macht's möglich. Mit ausgezeichneten Formbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit gegenüber Metall- und Glasschmelzen sorgt unser Werkstoff für eine optimale Rührwirkung und lange Standzeiten.

  • Gute Wärmeleitfähigkeit und niedrige Wärmeausdehnung

    Bei hohen Leistungsdichten und Strömen in Leistungsdioden und Transistoren entsteht Wärme. Die gute Wärmeleitfähigkeit und eine auf die Halbleitermaterialien angepasste thermische Ausdehnung machen Molybdän und seine Legierungen zum perfekten Trägermaterial für Leistungselektronik. Als Basisplatte führt Molybdän Wärme zuverlässig ab.

Vorkommen

Natürliches Vorkommen und Aufbereitung

Molybdän ist schon seit dem 3. Jahrhundert v. Chr. bekannt. Der Begriff Molybdaena stand damals jedoch für Grafit und Bleiglanz, der mit dem Molybdänglanz (natürliches Vorkommen) verwechselt wurde. Erst im 17. Jahrhundert erkannte man, dass Molybdaena kein Blei enthält, und 1778 gelang es Carl Wilhelm Scheele, mithilfe von Salpetersäure, weißes Molybdänoxid (MoO3) herzustellen. Scheele nannte den weißen Niederschlag "Terra molybdaenae" (Molybdänerde). Im Jahr 1781 gelang es Peter Jakob Hjelm erstmals Molybdänoxid zu reduzieren. Das Resultat: Metallisches Molybdän. Das chemische Symbol und genaueres Wissen über die chemischen Eigenschaften von Molybdän verdanken wir Jöns Jakob Berzelius. Die erste Fertigung von reinem Molybdän gelang erst Anfang des 20. Jahrhunderts durch Reduktion von Molybdäntrioxid (MoO3) mit Wasserstoff. Das wichtigste Mineral für die Herstellung von Molybdän ist Molybdänit (MoS2). Die größten Molybdänvorkommen sind in Nord- und Südamerika sowie in China zu finden. In den Kupferminen Chiles fällt Molybdän als Nebenprodukt der Kupfergewinnung an. Diese Erze enthalten etwa 0,5 Gewichtsprozent Molybdänit. Mithilfe der sogenannten Flotation werden die Begleitmineralien vom Molybdän getrennt. Nach diesem Verfahren enthält das Konzentrat durchschnittlich etwa 85 % Molybdänit, welches anschließend bei 600 °C geröstet wird und es entsteht technisch reines Molybdänoxid (technical Mo-Oxide: TMO).

Molymet Logo

Mit unserer Beteiligung am chilenischen Unternehmen Molibdenos y ­­Metales (Molymet) haben wir einen wichtigen Schritt gesetzt um unsere Molybdänversorgung nachhaltig abzusichern.

Molymet ist weltweit der größte Verarbeiter von Molybdän-Erzkonzentraten.

Mehr über Molymet

Wussten Sie, dass in manchen Molybdänkonzentraten etwa 0,1 % Rhenium zu finden ist? Dieses Rhenium sublimiert beim Röstvorgang als Rheniumheptoxid (Re2O7) und wird im Staubabscheider als Nebenprodukt der Molybdänaufbereitung gewonnen.

Das geröstete Molybdänkonzentrat oder auch technisches Molybdänoxid wird bei ca. 1.000 °C sublimiert oder durch chemische Verfahren weiter gereinigt. Die so erhaltenen Produkte für die Herstellung metallischen Molybdäns sind:

  • ADM (Ammon-Dimolybdat) / (NH4)2O 2MoO3 (weiß)
  • Molybdän-Trioxid / MoO3 (grün)

Aus den oben genannten Vorprodukten fertigen wir
durch eine Zwei-Stufen-Reduktion mit Wasserstoff
metallisches Molybdänpulver. Wir reduzieren
Molybdäntrioxid unter Wasserstoffatmosphäre und
erhalten ein leicht reduziertes Molybdänoxid (MoO2)
mit der typischen Farbe rotbraun. Daher wird
Molybdändioxid auch "Molybdänrot" genannt:

MoO3 + H MoO2 + H2O

Die zweite Reduktion findet ebenfalls
unter Wasserstoffatmosphäre statt und das Endprodukt
ist metallisch graues Molybdänpulver:

MoO2 + 2H2 Mo + 2H2O

Produktionsprozess

Wie wir das alles machen? Mit Pulvermetallurgie!

Was ist Pulvermetallurgie eigentlich? Heutzutage werden bekanntlich die meisten industriellen Metalle und Legierungen wie zum Beispiel Stähle, Aluminium und Kupfer, durch Schmelzen und Abgießen in eine Rohform gebracht. Die Pulvermetallurgie jedoch umgeht den Schmelzvorgang und erzeugt die Produkte durch Verpressen von Metallpulvern und anschließender Wärmebehandlung (Sintern) unterhalb der Schmelztemperatur des Materials. Die drei wichtigsten Einflussgrößen für die Pulvermetallurgie sind das Metallpulver, das Pressen und das Sintern. All das können wir bei uns im Haus steuern und optimieren.

Warum setzen wir auf Pulvermetallurgie? Die Pulvermetallurgie ermöglicht es, Werkstoffe mit einem Schmelzpunkt von weit über 2.000 °C herzustellen. Das Verfahren ist selbst bei geringeren Produktionsmengen noch besonders wirtschaftlich. Maßgeschneiderte Pulvermischungen ermöglichen eine Vielzahl an besonders homogenen Werkstoffen mit ausgewählten Eigenschaften.

Das Molybdänpulver wird mit möglichen Legierungselementen gemischt und anschließend vorwiegend kaltisostatisch gepreßt. Dabei werden Drücke bis zu ca. 2.000 bar aufgebracht. Der so entstandene Pressling (auch Grünling genannt) wird danach in speziellen Öfen bei Temperaturen über 2.000 °C gesintert. Dabei wird er dicht und bildet seine Mikrostruktur aus. Die ganz besonderen Eigenschaften unserer Werkstoffe, wie ihre hohe Warmfestigkeit und Härte oder ihr Fließverhalten, entstehen durch die richtige Umformung, zum Beispiel beim Schmieden, Walzen oder Ziehen. Nur wenn all diese Schritte perfekt zusammenspielen, können wir unseren hohen Qualitätsanspruch erfüllen und Produkte mit höchster Reinheit und Güte erzeugen.

    Oxid
    Reduktion
    Mischen Legieren
    Pressen
    Sintern
    Umformen
    Wärme- behandlung
    Mechan. Bearbeitung
    Qualitäts- sicherung
    Recycling
OxidMolymet (Chile) ist der weltweit größte Verarbeiter von Molybdän-Erzkonzentraten und unser Hauptlieferant für Molybdäntrioxid. Die Plansee Group hält 21,15 % Anteile an Molymet. Global Tungsten & Powders (USA) ist eine Division der Plansee Group und unser Hauptlieferant für Wolfram-Metallpulver.
Produktspektrum

Überblick der Halbzeuge aus Molybdän und Molybdän-Legierungen:

 

  Bleche
und
Platten
[Stärke]
Gerollte Bleche und Bänder
[Stärke]
Stäbe
[Durchmesser]
Drähte
[Durchmesser]  
Mo
0,05 – 50 mm Blech: 0,100 – 0,381 mm
Band: 0,015 – 0,762 mm
0.3 – 210 mm 0,015 – 3,17 mm
TZM 0,30 – 50 mm   1,0 – 165 mm Auf Anfrage
MHC     10 – 165 mm  
MLS/MLR MLS: 0,20 – 1,0 mm
MLR: 1,0 – 50 mm
Blech MLS: 0,254 – 0,381 mm
Band MLS: 0,100 – 0,762 mm
   
ML     0,3 – 100 mm 0,200 – 3,17 mm
Mo-ILQ       0,015 – 3,17 mm
MY   0,015 – 0,200 mm   Auf Anfrage
MoRe41 Auf Anfrage   Auf Anfrage Auf Anfrage
MoW30/MoW50
Auf Anfrage   Auf Anfrage  
Online Shop

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Downloads

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Sicherheitsdatenblatt: Mo, TZM, MHC, ML, MY
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Metal Matrix Composites