モリブデン粉末

モリブデン粉 は、様々な産業用途に理想的なユニークな特性を持つ万能材料です。このガイドでは、モリブデン粉末の組成、特性、製造プロセス、用途など、モリブデン粉末の包括的な概要を説明します。

モリブデンパウダーの概要

モリブデンパウダーは金属モリブデンの粉末である。銀白色で、1～100ミクロンの小さなモリブデン粒子からなる。

モリブデン粉末を特徴づける主な特性は以下の通り：

• 融点が2,623℃と高く、耐火性である。
• 放熱のための優れた熱伝導性
• 歪みを最小限に抑える低熱膨張係数
• 酸性およびアルカリ性環境での耐腐食性
• 水素などのガスを吸収する能力
• 高温下でも高い強度と硬度

これらの有用な特性により、モリブデン粉末はエレクトロニクス、化学、冶金、ガラスなどの分野でニッチな役割を果たしている。

モリブデン粉末の組成

市販されているモリブデンパウダーは、重量比99%以上の純度のモリブデンを含んでいる。主な不純物は、鉄、ニッケル、クロム、シリコンなどの微量の金属です。

エレメント	構成比(%)
モリブデン	≥ 99
酸素	≤ 0.05
窒素	≤ 0.05
カーボン	≤ 0.01
シリコン	≤ 0.01
ニッケル	≤ 0.004
クロム	≤ 0.002
鉄	≤ 0.002

99.9%を超える高純度グレードも生産されている。これらは特定の最終用途に合わせ、許容される汚染物質をより厳しく管理している。

モリブデン粉末の特徴

モリブデン粉末は、モリブデン固有の冶金的特性に由来するユニークな性能特性を備えています。

物理的性質

プロパティ	仕様
カラー	シルバーホワイトメタリック
密度	10.22 g/cm<sup>3</sup&gt；
融点	2,623°C
熱伝導率	138 W/(m-K)
電気抵抗率	53 nΩ-m
熱膨張係数	4.8 μm/(m-K)

機械的特性

耐火性金属であるモリブデンは、一般的な金属の使用範囲をはるかに超えて、その驚異的な強度、硬度、耐クリープ性を保持する。

プロパティ	価値
引張強度	560 MPa
降伏強度	470 MPa
伸び	38%
微小硬度	2,200 HV

反応性と耐食性

モリブデンは、保護酸化物外層により優れた耐食性と化学的適合性を示します。これにより、強酸性またはアルカリ性の条件にも耐えることができます。

600℃以下の空気中では酸化しない。しかし、この温度範囲以上では、酸素、硫黄、炭素化合物を積極的に消去する。この酸素吸収能力は、熱処理用途に利用されている。

モリブデンは全体的に、酸化やスケーリングの摩耗メカニズムに対して優れた性能を発揮する。

モリブデン粉末の製造工程

モリブデン粉末は、モリブデン鉱石からさまざまな冶金・粉末加工ルートで商業的に製造されている。

1.モリブデン鉱石からの抽出

モリブデン鉱(MoS2)は、モリブデン金属生産のための唯一の実行可能な鉱石源である。MoS2含有率が85％を超える高濃度の精鉱は、焙焼または加圧浸出を経て、粗モリブデンをMoO3として抽出する。

2.テクニカルグレードへの精製

原料の酸化モリブデン中の不純物は、昇華または化学処理によって除去される。これにより、約99.95%のテクニカルグレードのMoO3純度が得られる。

3.水素還元

精製されたMoO3は、700～1100℃で水素ガスとの還元反応によってモリブデン金属粉末に変換される。

2 MoO3 + 3 H2 → 2 Mo + 3 H2O

この中間モリブデン粉には、除去が必要な酸素や窒素の不純物が含まれている可能性がある。

4.追加精製

高純度グレードの場合、真空中での電子ビーム溶解や水素雰囲気中での熱脱酸などの追加工程が、望ましい化学的性質と清浄度の達成に役立つ。

その後、粉砕、粉砕、ふるい分け工程を経て、粉末は特定の粒径に分類される。また、様々なプレスや焼結の形状に圧縮されることもある。

モリブデン粉末の用途

フィラメントと発熱体

モリブデンは耐火性、耐熱性、耐酸化性に優れているため、高温の発熱体や炉部品に最適です。

巻線または加熱用フィラメントとして最も一般的に使用されている：

• 電気暖房システム
• 高輝度放電（HID）ランプ
• ガラス溶解炉
• スパッタリングターゲット
• 真空管電極

申し込み	使用温度
ガラス溶解	1400-1700°C
拡散炉	1000-1400°C
高温炉	2000℃まで

粉末冶金製品

モリブデン粉末は、鉄およびニッケル超合金の熱間強度、耐クリープ性、耐食性、熱特性を向上させる合金添加剤として使用されます。

また、液相焼結の際の焼結性を助けます。Moプレアロイ粉末を使用した部品には次のようなものがある：

• タービンエンジン、ロケットノズル
• バルブガイド
• 熱間鍛造用金型
• 核燃料被覆管

セラミック添加剤

モリブデンは、チップ製造用シリコンウェーハの加工に使用されるグラファイト工具に酸化防止を提供する。

また、一般的な金属温度を超えて動作する二ケイ化モリブデン（MoSi2）発熱体にも利用されている。

潤滑油添加剤

二硫化モリブデン(MoS2)のような有機モリブデン化合物は、摩擦防止、摩耗防止添加剤として使用される最高の固体潤滑剤です。二硫化モリブデン（MoS2）は、高圧、真空、放射線環境下でも可動界面を保護する低摩擦膜を形成します。

モリブデン粉末の規格と等級

モリブデン粉末は、1ミクロンから100ミクロンまでの幅広い粒径で市販されている：

粒度分布

グレード	メッシュサイズ	ミクロン
粗目	-100メッシュ	最大149ミクロン
ミディアム	-325メッシュ	最大44ミクロン
ファイン	-400メッシュ	最大38ミクロン
非常に良い	-635メッシュ	最大20ミクロン
ウルトラファイン	-2500メッシュ	最大5ミクロン

ASTM規格による一般的なグレードの仕様は以下の通り：

モリブデン粉末のグレード

グレード	純度 Mo	粒子サイズ	酸素ppm
グレードR	99.5%	-325メッシュ	700
グレードT	99.7%	-325メッシュ	700
グレードA	99.9%	-325メッシュ	100
グレードB	99.95%	-635メッシュ	10
グレードC	99.99%	-635メッシュ	10

純度99.95%を超える高純度グレードでは、より厳しいコンタミネーション規制値を用いて、個々の金属不純物と総金属不純物を管理している。

世界のメーカーとサプライヤー

世界的なモリブデン粉の主な生産者には以下のようなものがある：

モリブデン粉末の主要メーカー

会社概要	所在地
フリーポート・マクモラン	アメリカ
CXMET	中国
モリブデノス・イ・メタレス S.A.	チリ
中国モリブデン有限公司	中国
JDCモリブデン株式会社	中国

価格

モリブデン粉末の価格は、市場力学と純度等級に基づいて変動する。主な価格帯は以下の通り：

グレード	価格帯
99%	kgあたり$25 – $35
99.9%	35ドル/kg; 50ドル/kg
99.95%	kgあたり$50 – $90
99.99%	kg あたり $100 – $150

モリブデンパウダーの主要サプライヤーにお問い合わせいただければ、お客様の目標純度、粒度分布、年間必要量に基づいた最新の価格お見積もりをいたします。

モリブデンパウダーの長所と短所

長所

• 卓越した高温強度
• 優れた耐食性
• 高い熱伝導性
• 制御された酸素消去能力
• 特性を向上させるための合金添加
• 簡単に代替できない重要な役割を果たす

短所

• 室温では脆く、合金化が必要
• 不純物で脆化しやすい
• 比較的希少で高価
• 粉末状での機械加工に挑戦

タングステン粉との比較

モリブデンとタングステンは、どちらも似たような耐火物特性を持つ。しかし、タングステンは融点と再結晶温度という点で、より高い温度能力を示す。

しかし、モリブデンの方が電気伝導性と熱伝導性に優れている。また、タングステンが比較的不活性であるのに対し、モリブデンは高温で酸素を吸収しやすい。

このため、酸化の制御が必要な用途では、モリブデンに独自の機能性が付与される。また、モリブデンを粉末加工ルートにより従順にする。

モリブデンパウダーとタングステンパウダーの比較

パラメータ	モリブデン粉末	タングステン粉末
融点	2,623°C	3,400°C
密度	10.22g/cc	19.25g/cc
熱伝導率	138 W/m-K	173 W/m-K
電気抵抗率	53 nΩ-m	52 nΩ-m
耐酸化性	グッド	素晴らしい
酸素消去	600℃以上で高い	最小限
一般的な価格	kgあたり25-150ドル	kgあたり20～50ドル

これにより、モリブデン粉末とタングステン粉末は、高温用途の補完的な材料として位置づけられる。

よくある質問

モリブデンパウダーは何に使われるのか？

モリブデン粉末は、高温炉や照明の加熱フィラメントや電極、合金の高温強度や耐食性を高める粉末冶金添加剤、固体潤滑剤添加剤、電子機器や光学機器の基板などに応用されている。

モリブデン粉の取り扱いは安全ですか？

多くの粉末金属と同様、特に吸入または摂取した場合、反復暴露により刺激または過敏症を引き起こす可能性がある。適切な換気と呼吸保護など、保管と取り扱いには適切な予防措置を講じる必要がある。

モリブデンパウダーと二硫化モリブデンの違いは何ですか？

モリブデンパウダーとは、粉末状の純粋な元素モリブデンを指す。二硫化モリブデンは、モリブデンと硫黄のみを含む無機化合物です。二硫化モリブデンは、モリブデンと硫黄のみを含む無機化合物で、層状構造を持ち、潤滑特性と黒鉛のような挙動を示します。

モリブデン粉末の一般的な密度は？

純粋なモリブデン粉末の理論密度は約10.22g/cmである。しかし、市販されている粉末の密度は、粒度分布や形状などの要因から70～90%と低い。加圧成形と焼結を用いれば、粉末密度を理論密度の95%まで高めることができる。

モリブデン粉末は強磁性ですか、それとも常磁性ですか？

モリブデンは常磁性金属であり、磁力によってわずかに引き寄せられる。しかし、磁場が取り除かれると磁化を保持しません。このため、フェライト系合金に比べて最小限の強磁性を必要とする用途に適しています。

結論

モリブデン粉末は、耐火性、導電性、保護性、潤滑性など、さまざまな特性を兼ね備えており、さまざまな産業において、簡単に代替できないニッチな機能を提供している。

電気加熱システム、高性能合金、固形潤滑油添加剤など、現代の製造、輸送、加工産業を支える重要な役割を担っている。

モリブデン粉末は、その姉妹耐火物であるタングステンよりも比較的高価ではあるが、抽出プロセスの進歩が続いており、また代替可能な材料がないため、そのユニークな材料科学的優位性により、市場で確固たる地位を保っている。

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