Schone molybdeenstaaf: alkalische reiniging, oppervlakteafwerking en gebruik bij hoge temperaturen

Wat een schone molybdeenstaaf is

Een schone molybdeenstaaf is een molybdeenstaaf of -staaf waarvan het oppervlak met alkali is gereinigd, zodat het glad is en een uniforme grijze metaalachtige glans vertoont, vrij van walshuid, die smeermiddel en los oxide aantrekt. De reinigingsstap is van belang omdat molybdeen wordt geleverd voor vacuüm, saffiergroei, glassmelten en elektronische toepassingen, waarbij oppervlakteverontreiniging overgaat in ontgassing, deeltjesvorming of slechte hardsoldeer- en lasresultaten.

Het alkalische reinigingsproces

Alkalireiniging, ook wel alkalisch koken genoemd, is een chemische reinigingsmethode. De staaf wordt ondergedompeld in een hete alkalische oplossing die onder gecontroleerde druk wordt gehouden, zodat de oplossing de afzettingen binnendringt en verzacht, die vervolgens worden verwijderd met een mechanische ontkalkingsstap. Normaal gesproken wordt in de chemische fase alleen al in de chemische fase een ontkalkingspercentage van ongeveer 80% bereikt, terwijl de rest mechanisch wordt verwijderd.

De alkalische oplossing is een loog met een hoge sterkte, opgebouwd uit natriumhydroxide samen met natriumcarbonaat of trinatriumfosfaat, en vaak wordt een kleine hoeveelheid oppervlakteactieve stof toegevoegd om de bevochtiging en opheffing van het residu te verbeteren. De verzachte en geëmulgeerde afzettingen verspreiden zich in het bad, waardoor het staafoppervlak schoon en metaalachtig helder achterblijft. Badtemperatuur, concentratie, onderdompelingstijd en spoelkwaliteit moeten allemaal worden gecontroleerd, omdat een slechte spoeling alkaliresten achterlaat die het latere coating- of hardsolderen verstoren.

Molybdeen oxideert gemakkelijk en films die ontstaan ​​tijdens heet bewerken, gloeien of opslag moeten vóór gebruik worden verwijderd. Zware oxiden worden verwijderd met sterke zuursystemen zoals fluorwaterstof-, salpeterzuur- of zoutzuurmengsels, gevolgd door een grondige waterspoeling en onmiddellijke droging. Lichte oxidatie van het oppervlak kan worden aangepakt met een schurend reinigingsmiddel, weggeveegd met een zachte doek of spons en afgewerkt met warm water. Staven mogen nooit nat blijven, omdat restvocht hernieuwde oxidatie bevordert en het oppervlak markeert.

Typische eigenschappen van molybdeenstaaf

Eigendom	Typische waarde
Zuiverheid	Mo 99,95% en hoger, hoge zuiverheidsgraden 99,99%
Dikte	ongeveer 10,2 g/cm³
Smeltpunt	ongeveer 2620 graden
Thermische geleidbaarheid bij 20 graden	ongeveer 138 W/(m·K)
Thermische uitzettingscoëfficiënt bij 20 graden	ongeveer 4,8 x 10-6/K
Elektrische weerstand bij 20 graden	ongeveer 5,3 x 10-8 Ω·m
Herkristallisatie begint	typisch 900-1100 graden, afhankelijk van zuiverheid en vervorming

Molybdeenstaven, -staven en -draad worden gewoonlijk besteld volgens ASTM B387, waarbij de diametertolerantie, rechtheid, oppervlakteconditie en interstitiële inhoud overeengekomen zijn tussen koper en leverancier. Staven worden doorgaans geleverd met een diameter van ongeveer 3 mm tot ongeveer 100 mm, in rechte lengtes, en kleinere diameters kunnen ook opgerold worden geleverd.

Hoge temperatuur- en elektronische toepassingen

Molybdeen behoudt de nuttige sterkte en stijfheid ruim boven het werkbereik van de meeste staalsoorten, en de lage dampdruk is geschikt voor vacuümgebruik. Typische taken zijn onder meer verwarmingselementen, schilden en steunen in vacuüm- of waterstofovens, kroessteunen en zaadhouders voor de groei van saffierkristallen, elektroden en roerders voor het smelten van glas, ionenimplantatie- en sputtercomponenten, en koellichaamonderdelen waarbij de thermische uitzetting moet overeenkomen met die van keramiek. De combinatie van thermische geleidbaarheid en gematigde uitzetting is ook geschikt voor silicium- en keramische pakketten.

Opmerkingen over behandeling, opslag en bewerking

Bewaar hengels binnenshuis, droog en stofvrij, op rekken die ze vrij van de vloer houden.

Draag tijdens het hanteren schone handschoenen om te voorkomen dat het gereinigde oppervlak wordt verontreinigd met zouten en oliën.

Bewerk met hardmetalen gereedschap met gematigde snelheid en voeding, en vermijd zware onderbroken sneden die de randen afbreken.

Werk molybdeen boven ongeveer 700 graden in vacuüm of in een droge, inerte of waterstofatmosfeer; in de lucht oxideert het snel.

Bij zeer hoge temperaturen kan contact met koolstof molybdeencarbide vormen, dus dragers van aluminiumoxide of zirkoniumoxide hebben de voorkeur.

Veelgestelde vragen

Vraag: Wat betekent schoon voor een molybdeenstaaf?
Het betekent dat de staaf alkalisch is gereinigd en gespoeld, zodat het oppervlak glad is, vrij van aanslag en smeermiddelresten en een uniforme grijze metaalglans vertoont die geschikt is voor vacuüm- en elektronische toepassingen.

Vraag: Welke chemicaliën worden gebruikt voor alkalische reiniging?
Natriumhydroxide is de base, waaraan natriumcarbonaat of trinatriumfosfaat is toegevoegd, en vaak worden oppervlakteactieve stoffen toegevoegd om de verwijdering van olieachtige en oxidische afzettingen te verbeteren.

Vraag: Hoe worden oppervlakteoxiden verwijderd van molybdeenstaven?
Zwaar oxide wordt verwijderd met sterke zuurmengsels op basis van fluorwaterstof-, salpeterzuur of zoutzuur. Lichte oxidatie kan worden verwijderd met een schuurmiddel en een zachte doek en vervolgens worden afgespoeld met warm water.

Vraag: Waarom is molybdeen geschikt voor gebruik bij hoge temperaturen?
Het smeltpunt is ongeveer 2620 graden en het behoudt zijn sterkte en een lage dampdruk bij hoge temperaturen. Daarom wordt het gebruikt voor ovenhardware, saffiergroei en glassmeltcomponenten.

Vraag: Geleidt molybdeen warmte goed?
Ja. De thermische geleidbaarheid bedraagt ​​ongeveer 138 W/(m·K) bij 20 graden, dus het metaal wordt vaak gebruikt voor koellichamen en elektronische componenten waar warmte moet worden verspreid en verwijderd.

Vraag: Kan een gereinigde molybdeenstaaf lange tijd worden bewaard?
Ja, als het droog en afgesloten wordt bewaard. Vocht en zouten in de lucht bevorderen de re-oxidatie, dus hengels moeten binnen in een gecontroleerde opslagruimte blijven en met handschoenen worden gehanteerd.