Refraktärmetalle sind Metallmaterialien mit ausgezeichneter Hitzebeständigkeit und extrem hohem Schmelzpunkt.
Diese feuerfesten Elemente sowie eine Vielzahl daraus zusammengesetzter Verbindungen und Legierungen weisen viele gemeinsame Eigenschaften auf.Neben einem hohen Schmelzpunkt weisen sie auch eine hohe Korrosionsbeständigkeit und eine hohe Dichte auf und behalten eine hervorragende mechanische Festigkeit bei hohen Temperaturen.Aufgrund dieser Eigenschaften können hochschmelzende Metalle in vielen Bereichen eingesetzt werden, beispielsweise als Glasschmelzelektroden, Ofenteile, Sputtertargets, Heizkörper und Tiegel.Experten der Technologieabteilung von RSM stellten die beiden am häufigsten verwendeten Refraktärmetalle und ihre Anwendungen vor, nämlich Molybdän und Niob.
Molybdän
Es ist das am häufigsten verwendete feuerfeste Metall und verfügt über hervorragende mechanische Eigenschaften bei hohen Temperaturen, eine geringe Wärmeausdehnung und eine hohe Wärmeleitfähigkeit.
Aufgrund dieser Eigenschaften kann Molybdän zur Herstellung langlebiger Teile für Hochtemperaturanwendungen wie Lagerteile, Bremsbeläge für Aufzüge, Ofenteile und Schmiedegesenke verwendet werden.Molybdän wird aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit (138 W/(m · K)) in Heizkörpern verwendet.
Zusätzlich zu seinen mechanischen und thermischen Eigenschaften wird Molybdän (2 × 107S/m) zur Herstellung von Glasschmelzelektroden verwendet.
Für Anwendungen, die thermische Festigkeit erfordern, wird Molybdän normalerweise mit verschiedenen Metallen legiert, da Molybdän auch bei hohen Temperaturen noch eine hohe Festigkeit aufweist.TZM ist eine berühmte Legierung auf Molybdänbasis, die 0,08 % Zirkonium und 0,5 % Titan enthält.Die Festigkeit dieser Legierung ist bei 1100 °C etwa doppelt so hoch wie die von unlegiertem Molybdän, bei geringer Wärmeausdehnung und hoher Wärmeleitfähigkeit.
Niob
Niob, ein hochschmelzendes Metall, weist eine hohe Duktilität auf.Niob ist auch bei niedrigen Temperaturen gut verarbeitbar und hat viele Formen, wie z. B. Folie, Platte und Blech.
Als Refraktärmetall weist Niob eine geringe Dichte auf, wodurch sich aus Nioblegierungen hochleistungsfähige Refraktärbauteile mit relativ geringem Gewicht herstellen lassen.Daher werden Nioblegierungen wie C-103 üblicherweise in Raketentriebwerken der Luft- und Raumfahrt verwendet.
C-103 verfügt über eine ausgezeichnete Hochtemperaturfestigkeit und hält Temperaturen bis zu 1482 °C stand. Es ist außerdem gut formbar, wobei das WIG-Verfahren (Wolfram-Inertgas) zum Schweißen verwendet werden kann, ohne dass die Bearbeitbarkeit oder Duktilität wesentlich beeinträchtigt wird.
Darüber hinaus weist es im Vergleich zu anderen hochschmelzenden Metallen einen geringeren thermischen Neutronenquerschnitt auf, was das Potenzial für die nächste Generation nuklearer Anwendungen widerspiegelt.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 29.09.2022