» » Свойства вольфрама и молибдена
04.02.2017

Вольфрам и молибден относятся к V группе периодической системы и обладают близкими физико-механическими и химическими свойствами.
По внешнему виду компактные металлы похожи на сталь. Они кристаллизуются в решетке объемно-центрированного куба с параметрами: а = 3,16 А (для α-вольфрама) и а = 3,14 А (для молибдена). При температуре 650° вольфрам переходит в другую кристаллическую модификацию кубического типа (β-форму) а = 5,04 А. Удельный вес вольфрама 19,3, молибдена 10,3.
В табл. 6—9 приведены механические, термические и электрические свойства вольфрама и молибдена.
Свойства вольфрама и молибдена
Свойства вольфрама и молибдена

Механические свойства в значительной степени зависят от предшествующей механической и термической обработки.
Твердость и предел прочности молибдена ниже, чем вольфрама; он легче поддается механической обработке давлением.
Металлы отличаются весьма высокой температурой плавления, низкой упругостью паров даже при температуре 2000° и малым коэффициентом термического расширения.
На воздухе вольфрам и молибден устойчивы. Заметное окисление металлов наступает при 400—500° (на поверхности появляются цвета побежалости). При более высокой температуре происходит быстрое окисление с образованием высших окислов WO3 и МоО3. При температуре 600—700° пары воды быстро окисляют металлы.
С водородом вольфрам и молибден не взаимодействуют вплоть до температуры плавления. Это позволяет проводить все процессы термической обработки металлов в атмосфере водорода. Азот до температуры 2000° не реагирует с вольфрамом, лишь при температуре 2300° образуется нитрид WN2. Молибден реагирует с азотом при температуре выше 1500°.
Фтор действует на вольфрам к молибден при комнатной температуре. Сухой хлор интенсивно действует на компактный вольфрам при 1000—1200° с образованием гексахлорида WCl6; молибден соединяется с хлором при 700—800° с образованием пентахлорида M0Cl5. В присутствии влаги образуются оксихлориды. Пары иода и брома не взаимодействуют с вольфрамом, что важно для некоторых процессов производства титана и циркония.
С молибденом иод не реагирует, а бром вступает в реакцию при температуре 900—1000°.
Твердый углерод (сажа, уголь, графит) и углероводороды при 1100—1200° взаимодействуют с молибденом и вольфрамом, образуя карбиды W2C, WC и М02С. При 1400—1600° карбидизация протекает интенсивно. Даже незначительная примесь карбидов вызывает хрупкость металлов и сильно снижает их электропроводность.
Компактные металлы до 1400° устойчивы против действия окиси углерода, при более высокой температуре происходит карбидизация. Двуокись углерода выше 1200° окисляет вольфрам и молибден.
Сера не действует на молибден и вольфрам до 440°; SO2 окисляет металлы при 700—800° с образованием окислов и серы; сероводород реагирует с металлами при 700—800°, образуя сульфиды.
Свойства вольфрама и молибдена

Вольфрам на холоду практически устойчив против действия соляной, серной, азотной и плавиковой кислот любой концентрации, а также царской водки. При нагревании до 80—100° металл устойчив в плавиковой кислоте, слегка взаимодействует с соляной и серной кислотами, несколько заметнее разъедается азотной кислотой и царской водкой. Вольфрам быстро растворяется в смеси азотной и плавиковой кислот.
Молибден менее устойчив по отношению к кислотам. На холоду металл устойчив в соляной и серной кислотах, но несколько растворяется при 80—100°. Азотная кислота и царская водка медленно растворяют молибден на холоду и быстро — при нагревании.
Хорошим растворителем молибдена служит смесь из 5 объемов HNO3, 3 объемов H2SO4 и 2 объемов воды. Вольфрам в этой смеси не растворяется. Это использовано в производстве вольфрамовых спиралей для растворения молибденовых кернов, на которые навивается вольфрамовая нить.
В холодных растворах щелочей вольфрам и молибден устойчивы, но несколько разъедаются ими при нагревании.
Металлы интенсивно окисляются расплавленными щелочами при доступе воздуха или в присутствии окислителей (NaNO3, NaN02, KClO3, РbО2). При этом образуются вольфраматы и молибдаты щелочных металлов.