Εισαγωγή στις χρήσεις και εφαρμογές του μολυβδαινίου

Επισκόπηση εφαρμογών μολυβδαινίου
Το μολυβδαίνιο χρησιμοποιείται στη βιομηχανία σιδήρου και χάλυβα κατά πρώτο λόγο, αντιπροσωπεύοντας περίπου το 80% της συνολικής κατανάλωσης μολυβδαινίου, ακολουθούμενο από τη χημική βιομηχανία με περίπου 10%. Επιπλέον, το μολυβδαίνιο χρησιμοποιείται στους τομείς της ηλεκτρικής και ηλεκτρονικής τεχνολογίας, της ιατρικής και της γεωργίας, που αντιπροσωπεύουν περίπου το 10 τοις εκατό της συνολικής κατανάλωσης.

Κράματα

Το μολυβδαίνιο καταναλώνεται εντατικά στον τομέα του σιδήρου και του χάλυβα, όπου χρησιμοποιείται κυρίως στην παραγωγή κραματοποιημένων χάλυβων (περίπου 43% της συνολικής κατανάλωσης μολυβδαινίου σε σίδηρο και χάλυβα), ανοξείδωτου χάλυβα (περίπου 23%), εργαλείων και υψηλής -χάλυβες ταχύτητας (περίπου 8%), και χυτοσίδηρος και ρολά (περίπου 6%). Το μεγαλύτερο μέρος του μολυβδαινίου χρησιμοποιείται απευθείας στη χαλυβουργία ή στο χυτοσίδηρο αφού μπρικετοποιηθεί ως βιομηχανικό οξείδιο του μολυβδαινίου, ενώ ένα μικρό ποσοστό αρχικά τήκεται σε σιδηρομολυβδαίνιο και στη συνέχεια χρησιμοποιείται στη χαλυβουργία. Το μολυβδαίνιο ως στοιχείο κράματος στον χάλυβα έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα: αυξάνει την αντοχή και τη σκληρότητα του χάλυβα. βελτιώνει την αντίσταση στη διάβρωση του χάλυβα σε όξινα και αλκαλικά διαλύματα και υγρά μέταλλα. αυξάνει την αντίσταση στη φθορά του χάλυβα. και βελτιώνει τη σκληρυνσιμότητα, τη συγκολλησιμότητα και τη θερμική αντίσταση του χάλυβα. Για παράδειγμα, οι ανοξείδωτοι χάλυβες που περιέχουν 4%-5% μολυβδαίνιο χρησιμοποιούνται συχνά σε μέρη όπου η διάβρωση και η διάβρωση είναι πιο σοβαρές, όπως ο ναυτιλιακός εξοπλισμός και ο χημικός εξοπλισμός.

Στο μολυβδαίνιο ως υπόστρωμα με την προσθήκη άλλων στοιχείων (όπως τιτάνιο, ζιρκόνιο, άφνιο, βολφράμιο και στοιχεία σπάνιων γαιών, κ.λπ.) αποτελούν μη σιδηρούχα κράματα, αυτά τα στοιχεία κράματος όχι μόνο τα κράματα μολυβδαινίου παίζουν το ρόλο του στερεού διαλύματος που ενισχύει και διατηρεί χαμηλά - πλαστικότητα θερμοκρασίας, αλλά και ο σχηματισμός σταθερής, διάχυτης κατανομής των φάσεων καρβιδίου, για τη βελτίωση της αντοχής του κράματος και της θερμοκρασίας ανακρυστάλλωσης. Τα κράματα με βάση το μολυβδαίνιο χρησιμοποιούνται για στοιχεία υψηλής θέρμανσης, εξωθημένα λειαντικά, ηλεκτρόδια κλιβάνου τήξης γυαλιού, επιστρώσεις ψεκασμού, εργαλεία επεξεργασίας μετάλλων και εξαρτήματα διαστημικού σκάφους λόγω της καλής αντοχής, της μηχανικής σταθερότητας και της υψηλής ολκιμότητας τους.

Χημικό πεδίο

Λιπαντικό: Το διοξείδιο του μολυβδαινίου είναι ένα καλό στερεό λιπαντικό λόγω του χαμηλού συντελεστή τριβής, της υψηλής αντοχής απόδοσης και της ικανότητάς του να χρησιμοποιείται κανονικά στο κενό και σε διάφορες εξαιρετικά χαμηλές και υψηλές θερμοκρασίες, και επομένως χρησιμοποιείται ευρέως σε αεριοστρόβιλους, εργαλεία, καλούπια, αεροδιαστημική, πυρηνική βιομηχανία και άλλους τομείς.

Καταλύτης: Οι ενώσεις του μολυβδαινίου είναι ένας από τους πιο ευέλικτους καταλύτες και χρησιμοποιούνται ευρέως στη χημική βιομηχανία, το πετρέλαιο, τα πλαστικά, την κλωστοϋφαντουργία και άλλες βιομηχανίες. Για παράδειγμα: το δισουλφίδιο του μολυβδαινίου έχει ιδιότητες κατά του θείου και μπορεί να καταλύσει την υδρογόνωση του μονοξειδίου του άνθρακα για να παράγει αλκοόλες υπό ορισμένες συνθήκες, που είναι ένας πολλά υποσχόμενος χημικός καταλύτης C1. Το μολυβδαίνιο χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με κοβάλτιο και νικέλιο ως καταλύτης για την προεπεξεργασία διύλισης πετρελαίου. Άλλοι κοινοί καταλύτες που περιέχουν μολυβδαίνιο είναι: δισουλφίδιο του μολυβδαινίου, οξείδιο του μολυβδαινίου, μολυβδαινικό, δευτ.-μολυβδαινικό αμμώνιο και ούτω καθεξής.
Χρωστική ουσία: Το κίτρινο χρώμιο και το κίτρινο κάδμιο είναι οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες ανόργανες κίτρινες χρωστικές στον κόσμο σήμερα, αλλά ο μόλυβδος, το χρώμιο και το κάδμιο είναι τοξικά, ενώ το κίτρινο του μολυβδαινίου δεν είναι μόνο μη τοξικό, αλλά έχει και λαμπερό χρώμα, σταθερότητα στο φως και στη θερμότητα είναι επίσης καλό, και έτσι χρησιμοποιείται σε χρωστικές και μελάνια, πλαστικά, προϊόντα από καουτσούκ και κεραμικά.
Οργανικό πολυμερές επιβραδυντικό φλόγας και μειωτήρα καπνού: στον αλογονωμένο πολυεστέρα με προσθήκη 3% -4% τριοξειδίου του μολυβδαινίου, ο κρίσιμος δείκτης οξυγόνου μπορεί να αυξηθεί κατά 3% -4%, η ποσότητα του άνθρακα που παράγεται κατά την καύση αυξάνεται κατά 4% περίπου, έτσι ώστε η ποσότητα του καπνού να μειωθεί κατά 3%.
Αναστολείς διάβρωσης: Το μολυβδαινικό έχει πολύ χαμηλή τοξικότητα και είναι ασθενώς διαβρωτικό σε οργανικά πρόσθετα που προστίθενται στους αναστολείς διάβρωσης και χρησιμοποιείται συνήθως στην κατασκευή κλιματιστικών συστημάτων ψύξης και θέρμανσης για την πρόληψη της διάβρωσης του ήπιου χάλυβα.

Ηλεκτρικό και Ηλεκτρονικό Πεδίο

Το μολυβδαίνιο έχει καλή ηλεκτρική αγωγιμότητα και αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία, με συντελεστή θερμικής διαστολής παρόμοιο με αυτόν του γυαλιού, και χρησιμοποιείται ευρέως στην κατασκευή σπειροειδών νημάτων όπως σύρματα πυρήνα, σύρματα μολύβδου και άγκιστρα. Επιπλέον, το σύρμα μολυβδαινίου είναι επίσης ένα ιδανικό σύρμα ηλεκτροδίων για μηχανές κοπής καλωδίων EDM, ικανό να κόβει όλα τα είδη χάλυβα και σκληρών κραμάτων και η επεξεργασία εκκένωσης του είναι σταθερή, γεγονός που βελτιώνει αποτελεσματικά την ακρίβεια των καλουπιών.
Το υλικό πυροξενίου μολυβδαινίου μονής στρώσης έχει καλές ημιαγωγικές ιδιότητες, κάποια απόδοση σε σχέση με το πλέον ευρέως χρησιμοποιούμενο πυρίτιο και γραφένιο, είναι πιθανό να γίνει η επόμενη γενιά υλικών ημιαγωγών. Το Ινστιτούτο Νανοτεχνολογίας της Καλιφόρνια έχει χρησιμοποιήσει με επιτυχία το MoS2 για τη δημιουργία ενός εύκαμπτου τσιπ μικροεπεξεργαστή με βάση το πυροξένιο μολυβδαινίου, αυτό το μικροτσίπ είναι μόνο το 20% του μεγέθους του ισοδύναμου τσιπ με βάση το πυρίτιο, η κατανάλωση ενέργειας είναι εξαιρετικά χαμηλή και το πυροξένιο μολυβδαινίου από τρανζίστορ σε αναμονή λειτουργία για την κατανάλωση ενέργειας των τρανζίστορ πυριτίου εκατό χιλιοστό της κατανάλωσης ενέργειας, και φθηνότερα από το ίδιο μέγεθος των κυκλωμάτων γραφενίου, και τα κυκλώματά του είναι επίσης πολύ ευέλικτα, εξαιρετικά λεπτά, μπορούν να συνδεθούν με το δέρμα του ανθρώπινου σώματος.

Ιατρικός τομέας

Το μολυβδαίνιο είναι ένα από τα βασικά ιχνοστοιχεία και συστατικό πολλών ενζύμων. Η κύρια λειτουργία του στο σώμα είναι να συμμετέχει στις αμοιβαίες αντιδράσεις μεταξύ θείου, σιδήρου και χαλκού. Η σωστή ποσότητα μολυβδαινίου μπορεί να προωθήσει την ανάπτυξη του ανθρώπινου σώματος, να ενισχύσει την αποθήκευση οξυγόνου στο σώμα, να αναστείλει όγκους, να διατηρήσει τον ενεργειακό μεταβολισμό του καρδιακού μυός, να προστατεύσει τον καρδιακό μυ και η έλλειψη μολυβδαινίου μπορεί να οδηγήσει σε τερηδόνα , πέτρες στα νεφρά, νόσος του Crohn, μακρογλωσσία, καρκίνος του οισοφάγου κ.λπ. Ως εκ τούτου, το μολυβδαίνιο χρησιμοποιείται επίσης στην ιατρική, όπως το μολυβδαινικό αμμώνιο, ένα φάρμακο που χρησιμοποιείται κυρίως για μακροχρόνια εξάρτηση από την ενδοφλέβια υψηλή διατροφή του ασθενούς.

Κτηνοτροφία

Ο βιολογικός ρόλος του μολυβδαινίου βασίζεται κυρίως στο ρόλο του ως συστατικού ορισμένων ενζύμων που περιέχουν μολυβδαίνιο στο σώμα του ζώου, επηρεάζοντας έμμεσα τη βιολογική δραστηριότητα των ενζύμων. Επιπλέον, το μολυβδαίνιο παίζει ιδιαίτερο ρόλο στον διατροφικό μεταβολισμό των μηρυκαστικών. Αφενός, το μολυβδαίνιο, ως συστατικό της νιτρικής οξειδάσης των μικροοργανισμών της μεγάλης κοιλίας στα μηρυκαστικά, εμπλέκεται άμεσα στη μετατροπή των νιτρικών τροφών στην κοιλιά και, αφετέρου, το μολυβδαίνιο, ως συμπαράγοντας της θειικής οξειδάσης, έχει διεγερτικό επίδραση στους μικροοργανισμούς της μεγάλης κοιλίας, η οποία συμβάλλει στην πέψη του ακατέργαστου υλικού τύπου ίνας στα μηρυκαστικά και έτσι προάγει την ανάπτυξή τους. Επομένως, όταν η περιεκτικότητα σε μολυβδαίνιο στους βοσκότοπους και τις ζωοτροφές είναι ανεπαρκής, είναι απαραίτητο να προστεθούν πρόσθετα μολυβδαινίου στις ζωοτροφές σύμφωνα με αυστηρές διατροφικές ανάγκες και απαιτήσεις τεχνολογίας επεξεργασίας για να καλυφθούν οι ανάγκες του ζώου, με το πιο συνηθισμένο παράδειγμα να είναι η προσθήκη 10 mg/ημέρα μολυβδαινίου για τη διατροφή των αγελάδων γαλακτοπαραγωγής.

Γεωργία

Το μολυβδαίνιο είναι ένα από τα βασικά «ιχνοστοιχεία» στα φυτά και η έλλειψη μολυβδαινίου θα επηρεάσει τη φυσιολογική ανάπτυξη των φυτών. Ως απαραίτητο ιχνοστοιχείο για την ανάπτυξη των φυτών, το μολυβδαίνιο όχι μόνο προάγει την πρόσληψη φωσφόρου, αλλά επίσης επιταχύνει το σχηματισμό και τη μετατροπή των αλκοολών στα φυτά, αυξάνει την περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη και βιταμίνη C και βελτιώνει την αντοχή των φυτών στην ξηρασία, το κρύο και τις ασθένειες. Λόγω της σημασίας του μολυβδαινίου για τα φυτά, πολλές χώρες έχουν αρχίσει να παράγουν και να χρησιμοποιούν ιχνοστοιχεία που περιέχουν μολυβδαίνιο, όπως η κομητεία Changsha της Κίνας, η επαρχία Χουνάν, ο δήμος Nanhua, με ανάμειξη σπόρων μολυβδαινικού αμμωνίου, αύξηση απόδοσης φυστικιών κατά 32,2%. Heilongjiang State Farm σε λίπασμα μολυβδαινίου σόγιας, οι αποδόσεις σόγιας αυξήθηκαν κατά περίπου 10%.