Scoperta, proprietà e applicazioni del molibdeno
Ilmolibdeno è un metallo bianco-argento, duro e resistente, con un elevato punto di fusione e un'alta conducibilità termica. Poiché il molibdeno presenta i vantaggi dell'alta resistenza, dell'elevato punto di fusione, della resistenza alla corrosione e all'usura, è ampiamente utilizzato nei settori dell'acciaio, del petrolio, della chimica, della tecnologia elettrica ed elettronica, della medicina e dell'agricoltura. In questo articolo, diamo uno sguardo più da vicino alla scoperta, alle proprietà e alle applicazioni del molibdeno.
Scoperta, proprietà e applicazioni del molibdeno
La scoperta del molibdeno
Il molibdeno è un metallo duro di colore bianco-argento. Come è stato scoperto il molibdeno?
Il morbido minerale nero molibdenite (solfuro di molibdeno) è stato spesso scambiato per grafite o minerale di piombo fino al 1778, quando un'analisi del chimico tedesco Carl Scheele ha rivelato che non si trattava di nessuna di queste sostanze, ma di un elemento completamente nuovo. Ma poiché Scheele non disponeva di un forno adatto per ridurre il solido bianco in metallo, ci sarebbero voluti ancora alcuni anni prima che l'elemento fosse effettivamente identificato, secondo Chemicool.
In effetti, Scheele divenne in seguito noto come "Scheele sfortunato", perché fece una serie di scoperte chimiche - tra cui l'ossigeno - ma il merito fu sempre di qualcun altro. Per gli anni successivi, gli scienziati continuarono a supporre che la molibdenite contenesse un nuovo elemento, ma si rivelò ancora molto difficile da identificare, poiché nessuno era stato in grado di ridurla in metallo. Alcuni ricercatori riuscirono comunque a convertirla in ossido, che aggiunto all'acqua formava l'acido molibdico, ma il metallo in sé rimaneva inafferrabile.
Alla fine, il chimico svedese Peter Jacob Hjelm macinò l'acido molibdico con il carbonio in olio di lino per formare una pasta. La pasta permetteva uno stretto contatto tra il carbonio e la molibdenite. Hjelm riscaldò quindi la miscela in un crogiolo chiuso per produrre il metallo, che chiamò molibdeno, dal termine greco "molybdos", che significa piombo. Il nuovo elemento fu annunciato nell'autunno del 1781, secondo la Royal Society of Chemistry.
Sviluppo dell'industria del molibdeno
Nel 1891, il francese Snyder Schneider prese il comando come elemento di lega del molibdeno per produrre piastre corazzate in molibdeno, poi scoprì che le prestazioni del molibdeno sono superiori a quelle del tungsteno, così il molibdeno sostituì gradualmente il tungsteno per diventare elementi di lega dell'acciaio, che è l'inizio dell'applicazione industriale del molibdeno.
Nel 1900 è stato sviluppato il processo di produzione del ferromolibdeno, per cui è stato scoperto che l'acciaio al molibdeno è in grado di soddisfare le particolari esigenze di prestazioni dell'acciaio per armi, il che fa sì che la produzione di acciaio al molibdeno si sia sviluppata rapidamente nel 1910. Da allora, il molibdeno è diventato un componente importante degli acciai strutturali resistenti al calore e anticorrosione ed è diventato anche un componente importante delle leghe di nichel e cromo dei metalli non ferrosi.
Il molibdeno metallico è ampiamente utilizzato nell'industria elettrica. Uno dei motivi è che la produzione di polvere metallurgica e la tecnologia di lavorazione a pressione di questi due tipi di metallo denso sono state studiate con successo e possono essere utilizzate nella produzione.
Un altro motivo è che lo scoppio della Prima Guerra Mondiale ha portato a un'impennata della domanda di tungsteno e la carenza di fornitura di molibdeno ha accelerato l'aumento della durezza e della resistenza agli urti dei sostituti dell'acciaio al tungsteno. Con la crescita della domanda di molibdeno, le persone hanno iniziato a cercare nuove fonti di molibdeno e, infine, un grande deposito di molibdeno Clay Max è stato scoperto in Colorado, negli Stati Uniti, e ha iniziato a essere estratto nel 1918.
Per far fronte al forte calo della domanda di molibdeno dopo la Prima Guerra Mondiale, si iniziò a studiare l'applicazione del molibdeno in nuove industrie civili, come l'uso di acciai legati contenenti molibdeno per la produzione di ruote. Nel 1930, i ricercatori hanno proposto la forgiatura e il trattamento termico dell'acciaio ad alta velocità a base di molibdeno deve avere il grado appropriato, questa scoperta apre il nuovo mercato di applicazione del molibdeno, in quanto gli elementi di lega sono anche entrati in una nuova fase di molibdeno in acciaio e altri campi.
Alla fine degli anni '30, il molibdeno è diventato una materia prima industriale ampiamente utilizzata. Durante la Seconda Guerra Mondiale, l'azienda americana Clay Max molybdenum sviluppò un processo di fusione ad arco sottovuoto che permetteva di ottenere lingotti di molibdeno da 450-1000 chilogrammi, aprendo così la strada al molibdeno come materiale strutturale.
Applicazioni del molibdeno nelle industrie moderne
Il molibdeno è utilizzato principalmente nell'industria siderurgica (80%), seguito dalle applicazioni in campo chimico, che rappresentano circa il 10%. Inoltre, il molibdeno è utilizzato anche nella tecnologia elettrica ed elettronica, nella medicina e nell'agricoltura e in altri campi.
- Industria siderurgica
Nel settore siderurgico, il molibdeno viene utilizzato principalmente per la produzione di acciai legati, acciai inossidabili, acciai per utensili, acciai ad alta velocità, ghisa e rotoli. L'uso del molibdeno come additivo può aumentare la forza e la tenacità, la resistenza alla corrosione e all'usura dell'acciaio, migliorare la temprabilità, la saldabilità e la resistenza al calore dell'acciaio. La formazione di leghe di molibdeno mediante l'aggiunta di altri elementi al molibdeno, come la lega di molibdeno-lantanio e la lega TZM, ha prestazioni migliori rispetto al molibdeno puro.
- Industria chimica
Il molibdeno può essere utilizzato come lubrificante, catalizzatore, pigmento, ritardante di fiamma e soppressore di fumo e inibitore di corrosione di un polimero organico nel settore chimico. I prodotti principali includono il biossido di molibdeno, il giallo di molibdeno, il molibdato, il paramolibdato di ammonio.
- Industria elettronica ed elettrica
Il molibdeno ha una buona conducibilità elettrica e resistenza alle alte temperature. Il suo coefficiente di espansione termica è simile a quello del vetro. È ampiamente utilizzato nella produzione di fili di anima, fili di piombo, ganci e altri componenti del filamento a spirale. Il filo di molibdeno è anche il filo elettrodico ideale per le macchine utensili da taglio, in grado di tagliare diversi tipi di acciaio e carburo. La sua lavorazione è stabile e può migliorare efficacemente la precisione dello stampo.
- Campo medico
Il molibdeno è un nutriente essenziale. Il molibdeno è un minerale essenziale per l'organismo, proprio come il ferro e il magnesio. È presente nel suolo e viene trasferito nella dieta quando si consumano le piante e gli animali che se ne nutrono.
Il molibdeno è fondamentale per molti processi dell'organismo. Una volta mangiato, viene assorbito nel sangue dallo stomaco e dall'intestino e poi trasportato al fegato, ai reni e ad altre aree. Una parte di questo minerale viene immagazzinata nel fegato e nei reni, ma la maggior parte viene convertita in un cofattore del molibdeno. L'eccesso di molibdeno viene quindi eliminato con le urine. Il cofattore molibdeno attiva quattro enzimi essenziali, molecole biologiche che guidano le reazioni chimiche nell'organismo.
- Allevamento e agricoltura
Negli organismi animali, il molibdeno è una composizione enzimatica del molibdeno e l'aggiunta di additivi al mangime può raggiungere l'obiettivo di soddisfare le esigenze degli animali. Inoltre, il molibdeno è anche uno dei microelementi essenziali per la crescita delle piante. La semina con molibdeno ammonico può aumentare notevolmente la resa dei fiori.
Conclusioni
Vi ringraziamo per aver letto il nostro articolo e speriamo che possa aiutarvi a comprendere meglio la scoperta, le proprietà e le applicazioni del molibdeno. Se volete saperne di più sul molibdeno e sulle leghe di molibdeno, vi consigliamo di visitare Stanford Advanced Materials (SAM) per maggiori informazioni.
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