Molybdenum: موتور نامرئی فناوری مدرن - از جت های جنگنده گرفته تا تلفن هوشمند شما

در موتورهای جت مدرن ، مؤلفه هایی مانند کفپوش های توربین تحت شرایط شدید با دما با بیش از 1400 درجه و نیروهای گریز از مرکز بیش از 10 ، {4} RPM فعالیت می کنند. مولیبدنآلیاژ TZM(متشکل از MO ، تیتانیوم ، زیرکونیوم و کربن) برای این چالش ها منحصر به فرد است. تیتانیوم و زیرکونیوم ذرات کاربید پراکنده را در ماتریس مولیبدن پراکنده می کنند و باعث تقویت می شوندمقاومت در برابر خزش-توانایی مقاومت در برابر تغییر شکل تحت استرس طولانی مدت. به عنوان مثال ، در موتور GTF pratt و ویتنی ، کفپوش توربین TZM حتی پس از هزاران چرخه پرواز ، ثبات بعدی را حفظ می کند. این به طور مستقیم به a ترجمه می شود16 ٪ بهبود در راندمان سوخت، از آنجا که ترخیص محکم تر تیغه ، نشت گاز را به حداقل می رساند و احتراق را بهینه می کند.

موشک های Hypersonic که در MACH 5+} دمای سطح بالاتر از 2 ، 000 درجه به دلیل اصطکاک آیرودینامیکی تولید می کنند. آلیاژهای آلومینیوم یا تیتانیوم معمولی در چنین شرایطی ذوب یا اکسیده می شوند.آلیاژهای مولیبدن-رونیوم (Mo-re)با این حال ، خواص نسوز مولیبدن را با انعطاف پذیری رنیوم ترکیب کنید. علاوه بر این از 47 ٪ رنیوم ظرفیت کشیدگی آلیاژ را به 15-20 ٪ افزایش می دهد و به آن اجازه می دهد تا بدون ترک خوردن ، گسترش حرارتی را جذب کند. در خانه های راهنمایی ، Mo-re به عنوان یک عمل می کندسد حرارتی، محافظت از الکترونیک حساس در برابر گرما ضمن حفظ یکپارچگی ساختاری. موشک استاندارد نیروی دریایی ایالات متحده -6 (SM -6) از محفظه های Mo-re استفاده می کند تا از دقت هدفمند حتی در طول مانورهای فاز ترمینال اطمینان حاصل شود.

پروژه ITER ، یک آزمایش بین المللی راکتور فیوژن ، برای خود به مولیبدن متکی استصفحات دیواری-مؤلفه هایی که گرما و ناخالصی ها را از پلاسما استخراج می کنند. در حین کار ، دیوارتور با شار گرما تا حداکثر روبرو است10 مگاوات در متر مربع(معادل سطح خورشید). تنگستن خالص ، در حالی که حتی بیشتر نسبت به مولیبدن است ، تحت تابش نوترون شکننده می شود. مولیبدن ، با آنمقاومت در برابر شوک حرارتی برتربرای ایجاد یک ماده ترکیبی ، روی بسترهای تنگستن لایه بندی شده است. این طرح به دیوارتر اجازه می دهد تا ضمن به حداقل رساندن آغوش ناشی از تابش ، در برابر بارهای حرارتی چرخه ای مقاومت کند.

الکترولیزرهای غشای تبادل پروتون (PEM) ، برای تولید هیدروژن سبز بسیار مهم ، به صفحات دو قطبی نیاز دارند که ضمن مقاومت در برابر خوردگی در محیط های اسیدی ، برق را انجام می دهند (pH 2-4). صفحات استیل ضد زنگ ، حتی با پوشش ، در این شرایط به سرعت تخریب می شوند. مولیبدنلایه اکسید منفعل(MOO₃) محافظت ذاتی در برابر حمله اسید را فراهم می کند. در پشته های PEM زیمنس انرژی ، صفحات دو قطبی با روکش مولیبدن با پوشش ولتاژ کاهش یافته توسط12%در مقایسه با گزینه های گرافیتی. این کارآیی باعث کاهش هزینه های تولید هیدروژن تقریباً {0 {0}} 50/کیلوگرم می شود و باعث تسریع در انتقال به انرژی پاک می شود.

همانطور که گره های نیمه هادی به 3 نانومتر و پایین کوچک می شوند ، دروازه های پلی سیلیکون سنتی به دلیل مقاومت در برابر الکتریکی زیاد و نشت الکترون با محدودیت روبرو هستند. مولیبدنمقاومت کم (5.3 میکرومتر · سانتی متر)و سازگاری با رسوب لایه اتمی (ALD) آن را به یک ماده دروازه ایده آل تبدیل می کند. در فرآیند 3nm TSMC ، دروازه های مولیبدن به عنوان فیلم های نازک 2-3 نانومتری سپرده می شوند و جریان نشت را کاهش می دهند30%در مقایسه با Polysilicon. این امر به ترانزیستورها اجازه می دهد تا در ولتاژهای پایین کار کنند و مصرف برق را در دستگاه هایی مانند تلفن های هوشمند و تراشه های هوش مصنوعی کاهش دهند.

صفحه های OLED تاشو برای جلوگیری از اکسیژن و رطوبت مواد آلی ، لایه های سد فوق العاده نازک را نیاز دارند. ساختار اتمی متراکم مولیبدن و خاصیت چسبندگی باعث ایجاد ایجاد می شودفیلم های نازک 50-100 نانومتراز طریق پاشیدن در سریال Galaxy Z Fold سامسونگ ، یک لایه مولیبدن-تونگستن (MO-W) به عنوان یک مهر و موم هرمتیک عمل می کند. حتی بعد از 200 چرخه تاشو {3}} ، فیلم میزان انتقال بخار آب (WVTR) را حفظ می کند<10⁻⁶ g/m²/day، گسترش طول عمر بیش از 7 سال.

سلولهای باتری 4680 تسلا از مولیبدن به عنوان یک استفاده می کنندجمع کننده فعلیدر کاتد در طی شارژ سریع در 4.2 ولت ، جمع کننده های معمولی آلومینیوم با الکترولیت ها واکنش نشان می دهند و لایه های مقاومت را تشکیل می دهند که ظرفیت را کاهش می دهد. مولیبدنبی تحرکیاز چنین واکنشهای جانبی جلوگیری می کند و دوچرخه سواری پایدار را در ولتاژهای بالا امکان پذیر می کند. علاوه بر این ، آنهدایت حرارتی (138 w/m · k)به از بین رفتن گرمای تولید شده در طی شارژ سریع کمک می کند و خطر فراری حرارتی را کاهش می دهد. تست ها نشان می دهد که جمع کننده های مبتنی بر MO را حفظ می کنند95 ٪ ظرفیت بعد از 1 ، {{2} چرخه، از آلومینیوم بهتر از 15 ٪ استفاده کنید.

موتورهای دیزلی مدرن از سیستم های تزریق سوخت ریلی متداول استفاده می کنند که با فشارهای حداکثر 2500 بار کار می کنند. در این سطوح ، قطرات سوخت نازل های انژکتور را از بین می برند و منجر به تخریب الگوی اسپری می شوند. راه حل بوش شامل می شودنازل های فولادی با روکش مولیبدن، جایی که یک لایه 20 تا 30 میکرومتر از طریق سمپاشی HVOF (سوخت اکسیژن با سرعت بالا) استفاده می شود. سختی Molybdenum (1500 HV) و روانکاری باعث کاهش میزان سایش توسط70%، اطمینان از اتمی سازی سوخت مداوم بیش از 300 ، {1}} km. این ترجمه به انتشار گازهای گلخانه ای پایین تر و 5 ٪ بهبود در مصرف سوخت است.