Molibdeno en polvo es un material versátil con propiedades únicas que lo hacen ideal para diversas aplicaciones industriales. Esta guía ofrece una visión completa del polvo de molibdeno, incluida su composición, características, proceso de fabricación, aplicaciones y mucho más.
Visión general del molibdeno en polvo
El polvo de molibdeno es una forma en polvo del molibdeno metálico. Es de color blanco plateado y está formado por pequeñas partículas de molibdeno cuyo tamaño puede oscilar entre 1 y 100 micras.
Entre las propiedades clave que distinguen al polvo de molibdeno se incluyen:
- Alto punto de fusión de 2.623°C que lo hace refractario
- Excelente conductividad térmica para la disipación del calor
- Bajo coeficiente de dilatación térmica que minimiza la distorsión
- Resistencia a la corrosión en medios ácidos y alcalinos
- Capacidad para absorber gases como el hidrógeno
- Resistencia y dureza incluso a altas temperaturas
Estas útiles características permiten al polvo de molibdeno desempeñar funciones específicas en la electrónica, la química, la metalurgia, el vidrio y otros sectores.
Composición del polvo de molibdeno
El polvo de molibdeno disponible en el mercado contiene una pureza mínima del 99% de molibdeno en peso. Las principales impurezas son trazas de metales como hierro, níquel, cromo y silicio.
| Elemento | Composición (%) |
|---|---|
| Molibdeno | ≥ 99 |
| Oxígeno | ≤ 0.05 |
| Nitrógeno | ≤ 0.05 |
| Carbono | ≤ 0.01 |
| Silicio | ≤ 0.01 |
| Níquel | ≤ 0.004 |
| Cromo | ≤ 0.002 |
| Hierro | ≤ 0.002 |
También se producen grados de pureza superior al 99,9%. Éstos tienen un control más estricto de los contaminantes permitidos, adaptado a usos finales específicos.
Características del molibdeno en polvo
El polvo de molibdeno ofrece unas prestaciones únicas derivadas de las propiedades metalúrgicas inherentes al molibdeno.
Propiedades físicas
| Propiedad | Especificación |
|---|---|
| Color | Blanco plateado metalizado |
| Densidad | 10,22 g/cm<sup>3</sup> |
| Punto de fusión | 2,623°C |
| Conductividad térmica | 138 W/(m-K) |
| Resistividad eléctrica | 53 nΩ-m |
| Coeficiente de dilatación térmica | 4,8 μm/(m-K) |
Propiedades mecánicas
Como metal refractario, el molibdeno conserva su impresionante resistencia, dureza y resistencia a la fluencia mucho más allá del rango de trabajo de los metales comunes.
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Resistencia a la tracción | 560 MPa |
| Límite elástico | 470 MPa |
| Alargamiento | 38% |
| Microdureza | 2.200 HV |
Reactividad y resistencia a la corrosión
El molibdeno presenta una excelente resistencia a la corrosión y compatibilidad química gracias a una capa exterior protectora de óxido. Esto le permite soportar condiciones muy ácidas o alcalinas.
No se oxida en el aire por debajo de 600°C. Pero por encima de este rango de temperatura, absorbe activamente compuestos de oxígeno, azufre y carbono. Esta capacidad de absorción de oxígeno se aprovecha en aplicaciones de tratamiento térmico.
En general, el molibdeno tiene un buen comportamiento frente a los mecanismos de desgaste por oxidación e incrustación.
Proceso de fabricación del molibdeno en polvo
El polvo de molibdeno se fabrica comercialmente a partir de minerales de molibdeno utilizando diversas rutas metalúrgicas y de procesamiento de polvo.
1. Extracción del mineral de molibdenita
La molibdenita (MoS2) es la única fuente mineral viable para la producción de molibdeno metálico. Los concentrados con un alto contenido de MoS2, superior al 85%, se someten a tostación o lixiviación a presión para extraer molibdeno bruto en forma de MoO3.
2. Purificación hasta grado técnico
Las impurezas del óxido molibdico bruto se eliminan mediante sublimación o tratamiento químico. Así se obtiene un grado de pureza técnica del MoO3 de aproximadamente el 99,95%.
3. Reducción de hidrógeno
El MoO3 purificado se convierte en polvo metálico de molibdeno mediante una reacción de reducción con gas hidrógeno a 700-1100°C.
2 MoO3 + 3 H2 → 2 Mo + 3 H2O
Este polvo de molibdeno intermedio puede contener todavía algunas impurezas de oxígeno y nitrógeno que es necesario eliminar.
4. Refinamiento adicional
Para las calidades de gran pureza, otros pasos como la fusión por haz de electrones en vacío o la desoxidación térmica en atmósfera de hidrógeno ayudan a conseguir la química y la limpieza deseadas.
A continuación, el polvo se clasifica en tamaños de partícula específicos mediante procesos de trituración, molienda y tamizado. También puede someterse a compactación en diversas formas prensadas y sinterizadas.
Aplicaciones del molibdeno en polvo
Filamentos y elementos calefactores
La naturaleza refractaria del molibdeno, sus propiedades térmicas y su resistencia a la oxidación lo hacen ideal para elementos calefactores y componentes de hornos de alta temperatura.
Se utiliza sobre todo como alambre de bobinado o filamentos calefactores en aplicaciones como:
- Sistemas de calefacción eléctrica
- Lámparas de descarga de alta intensidad (HID)
- Hornos de fusión de vidrio
- Cátodos para sputtering
- Electrodos de tubos de vacío
| Solicitud | Temperaturas de funcionamiento |
|---|---|
| Fundición de vidrio | 1400-1700°C |
| Hornos de difusión | 1000-1400°C |
| Hornos de alta temperatura | Hasta 2000°C |
Productos pulvimetalúrgicos
El polvo de molibdeno sirve como aditivo de aleación para mejorar la resistencia en caliente, la resistencia a la fluencia, la protección contra la corrosión y las propiedades térmicas de las superaleaciones ferrosas y de níquel.
También favorece la sinterabilidad durante la sinterización en fase líquida. Entre las piezas fabricadas con polvos prealeados de Mo se incluyen:
- Motor de turbina & toberas de cohetes
- Guías de válvulas
- Matrices de forja en caliente
- Revestimientos de combustible nuclear
Aditivo cerámico
El molibdeno proporciona protección oxidativa a las herramientas de grafito utilizadas en el procesamiento de obleas de silicio para la fabricación de chips.
También se utiliza en elementos calefactores de di-siliciuro de molibdeno (MoSi2) que funcionan a temperaturas superiores a las típicas del metal.
Aditivo lubricante
Los compuestos orgánicos de molibdeno, como el disulfuro de molibdeno (MoS2), son lubricantes sólidos de primera calidad que se utilizan como aditivos antifricción y antidesgaste. Forman películas de baja fricción que protegen las interfaces móviles incluso en entornos de alta presión, vacío o radiación.
Tamaños Estándares y Grados de Molibdeno en Polvo
El polvo de molibdeno se comercializa en una amplia gama de tamaños de partícula, la mayoría de 1 a 100 micras:
Distribución del tamaño de las partículas
| Grado | Luz de malla | Micras |
|---|---|---|
| Grueso | -100 malla | 149 micras máx. |
| Medio | -325 mallas | 44 micras máx. |
| Fino | -400 mallas | 38 micras máx. |
| Muy bueno | -635 malla | 20 micras máx. |
| Ultrafino | -2500 malla | 5 micras máx. |
Las especificaciones comunes de grado según las normas ASTM son:
Molibdeno en polvo
| Grado | Pureza Mo | Tamaño de partícula | Oxígeno ppm |
|---|---|---|---|
| Grado R | 99.5% | -325 mallas | 700 |
| Grado T | 99.7% | -325 mallas | 700 |
| Grado A | 99.9% | -325 mallas | 100 |
| Grado B | 99.95% | -635 malla | 10 |
| Grado C | 99.99% | -635 malla | 10 |
Los grados de pureza superiores al 99,95% utilizan límites de contaminación más estrictos para controlar las impurezas metálicas individuales y totales.
Fabricantes y proveedores mundiales
Algunos de los principales productores mundiales de polvo de molibdeno son:
Principales fabricantes de polvo de molibdeno
| Compañía | Ubicación |
|---|---|
| Freeport-McMoRan | EE.UU. |
| CXMET | China |
| Molibdenos y Metales S.A | Chile |
| China Molybdenum Co., Ltd | China |
| JDC Molybdenum Co. | China |
Precios
Los precios del molibdeno en polvo fluctúan en función de la dinámica del mercado y del grado de pureza. Los rangos de precios indicativos son:
| Grado | Precios |
|---|---|
| 99% | $25 - $35 por kg |
| 99.9% | $35 – $50 por kg |
| 99.95% | $50 – $90 por kg |
| 99.99% | $100 – $150 por kg |
Póngase en contacto con los principales proveedores de molibdeno en polvo para obtener presupuestos actualizados basados en su pureza objetivo, distribución granulométrica y necesidades anuales de volumen.
Pros y contras del molibdeno en polvo
Pros
- Excelente resistencia a altas temperaturas
- Excelente resistencia a la corrosión
- Alta conductividad térmica
- Capacidad controlada de eliminación de oxígeno
- Adición de aleación para mejorar las propiedades
- Desempeña funciones críticas que no se sustituyen fácilmente
Contras
- Frágil a temperatura ambiente, requiere aleación
- Propenso a la fragilización por impurezas
- Relativamente raro y caro
- Difícil de mecanizar en forma de polvo
Comparación con el polvo de wolframio
Tanto el molibdeno como el wolframio tienen propiedades refractarias similares. Pero el wolframio presenta unas capacidades térmicas superiores en cuanto a punto de fusión y temperatura de recristalización.
Sin embargo, el molibdeno ofrece una mejor conductividad eléctrica y térmica. También absorbe más fácilmente el oxígeno a altas temperaturas, mientras que el wolframio es relativamente inerte.
Esto confiere al molibdeno una funcionalidad única en aplicaciones en las que es necesaria una oxidación controlada. También hace que el molibdeno sea más apto para las rutas de procesamiento de polvo.
Polvo de molibdeno frente a polvo de wolframio
| Parámetro | Polvo de molibdeno | Polvo de tungsteno |
|---|---|---|
| Punto de fusión | 2,623°C | 3,400°C |
| Densidad | 10,22 g/cc | 19,25 g/cc |
| Conductividad térmica | 138 W/m-K | 173 W/m-K |
| Resistividad eléctrica | 53 nΩ-m | 52 nΩ-m |
| Resistencia a la oxidación | Bien | Excelente |
| Depuración de oxígeno | Alto a ≥ 600°C | Mínimo |
| Precios típicos | 25-150 $ por kg | 20-50 $ por kg |
Esto sitúa a los polvos de molibdeno y wolframio como materiales complementarios para aplicaciones de alta temperatura.
Preguntas más frecuentes
¿Para qué se utiliza el molibdeno en polvo?
El polvo de molibdeno tiene aplicaciones como filamento calefactor y electrodo en hornos de alta temperatura e iluminación, aditivo pulvimetalúrgico para mejorar la resistencia en caliente y a la corrosión de aleaciones, aditivo lubricante sólido y sustrato para electrónica y óptica.
¿Es seguro manipular el polvo de molibdeno?
Como la mayoría de los metales en polvo, puede causar irritación o sensibilidad en exposiciones repetidas, especialmente cuando se inhala o ingiere. Deben tomarse las precauciones adecuadas durante el almacenamiento y la manipulación, incluida una ventilación adecuada y protección respiratoria.
¿Cuál es la diferencia entre el polvo de molibdeno y el disulfuro de molibdeno?
El polvo de molibdeno se refiere al molibdeno elemental puro en forma de polvo. El disulfuro de molibdeno es un compuesto inorgánico que sólo contiene molibdeno y azufre. Tiene una estructura en capas que le confiere propiedades lubricantes y un comportamiento similar al grafito.
¿Cuál es la densidad típica del polvo de molibdeno?
La densidad teórica del polvo de molibdeno puro es de unos 10,22 g/cm. Pero los polvos disponibles en el mercado tienen densidades inferiores, entre el 70 y el 90%, en función de factores como la distribución del tamaño y la forma de las partículas. La compactación a presión y la sinterización pueden utilizarse para aumentar la densidad del polvo hasta el 95% de la teórica.
¿El polvo de molibdeno es ferromagnético o paramagnético?
El molibdeno es un metal paramagnético, lo que significa que es atraído ligeramente por las fuerzas magnéticas. Pero no conserva la magnetización una vez retirado el campo. Esto lo hace adecuado para aplicaciones que requieren un ferromagnetismo mínimo en comparación con las aleaciones ferríticas.
Conclusión
Con su versátil combinación de características refractarias, conductoras, protectoras y lubricantes, el polvo de molibdeno proporciona una funcionalidad especializada en varios sectores que no puede sustituirse fácilmente.
Desempeña un papel fundamental en los sistemas de calefacción eléctrica, las aleaciones de alto rendimiento y los aditivos para lubricantes sólidos que sustentan las industrias modernas de fabricación, transporte y transformación.
Aunque es relativamente más caro que su material refractario hermano, el wolframio, los continuos avances en los procesos de extracción y la falta de alternativas viables garantizan que el polvo de molibdeno conserve una sólida posición en el mercado gracias a sus ventajas únicas en la ciencia de los materiales.