Solid molybdæntråd er et sjældent metalmateriale med højt smeltepunkt, høj styrke og fremragende termoelektriske egenskaber. Det er vidt brugt i mange avancerede tekniske felter, såsom halvlederfremstilling, vakuumbelægning, belysning, termiske feltsystemer osv. I disse applikationer bestemmer de fysiske egenskaber ved molybdæntråd direkte dens arbejdseffektivitet og stabilitet. En af de vigtigste faktorer, der påvirker de fysiske egenskaber ved molybdæntråd, er dens renhed. Lille ændringer i renheden af molybdæntråd kan forårsage betydelige forskelle i dets fysiske egenskaber, såsom ledningsevne, termisk ledningsevne, termisk ekspansionskoefficient og densitet.
Ændringer i ledningsevne
Konduktiviteten af molybdæntråd har en direkte indflydelse på dens ydeevne inden for elektronisk, elektrotermiske og kraftsystemer. Molybdæn med høj renhed har fremragende elektrisk ledningsevne, og dens resistivitet er tæt på 4,8 × 10^-8 Ω · m. Med stigningen i urenhedsindhold, især tilstedeværelsen af urenheder, såsom ilt, kulstof, jern og silicium, vil elektronspredningscentre blive genereret i gitterstrukturen, hvilket hindrer bevægelsen af frie elektroner og reducerer konduktiviteten af molybdentråd.
I højfrekvente, højstrømdensitet eller præcisionselektrodekontrolscenarier, såsom elektronstråle svejsning, elektrospark-bearbejdning (EDM) eller halvlederdopingenheder, vil faldet i ledningsevne direkte føre til øget system energiforbrug, øget varmeproduktion, modstandsmæssig misforhold og reduceret kontrolnøjagtighed. Forbedring af renheden af molybdæntråd kan effektivt undertrykke fænomenet modstandsstigning, forlænge levetiden og forbedre stabiliteten af elektrisk ydeevne.
Påvirkning af termisk ledningsevne
Molybdæn har fremragende termisk ledningsevne, og dens termiske ledningsevne er ca. 138 W/(M · K) ved stuetemperatur. Størrelsen på termisk ledningsevne påvirker direkte varmefordelingseffektiviteten af molybdæntråd i termiske feltsystemer, vakuumvarmere og elektriske lyskilder. Jo højere renhed af molybdæntråd er, desto mindre urenheder er fordelt i gitteret, jo mere ordnet er gitteret termisk vibration, og jo mere effektiv er varmeenergiledningen.
På grund af masseforskellen mellem urenhedatomer og molybdænatomer og gittermatch, danner molybdæntråd med lav rulle en termisk modstandsspredningskilde inde i krystallen, hvilket resulterer i obstruktion af transmission af varmeenergi og reducerer derved termisk ledningsevne. Især i situationer, hvor hurtig varmeafledning eller høj temperaturstabilitet er påkrævet, vil utilstrækkelig renhed forårsage lokal overophedning, hvilket fører til komponentablation, deformation eller fiasko. Brugen af molybdæntråd med høj renhed kan forbedre termiske energistyringsfunktioner markant og termisk feltuniformitet markant.
Fluktuation af termisk ekspansionskoefficient
Den lineære termiske ekspansionskoefficient for molybdænmateriale er ca. 4,8 × 10^-6/k i området fra stuetemperatur til 1000 ° C. Denne egenskab bestemmer dens dimensionelle stabilitet under termisk cykling. Når molybdæntråd bruges til præcisionsfortrængningskontrol eller strukturel komponentstøtte under ekstreme temperaturforskelleforhold, er stabiliteten af den termiske ekspansionskoefficient ekstremt høj.
Når molybdæntråd indeholder urenhedselementer, såsom ilt, nitrogen og kulstof, er det let at danne andenfasestrukturer såsom oxider og carbider ved korngrænser eller inde i korn. Disse strukturer har forskellige termiske ekspansionsadfærd fra molybdænkroppen, hvilket resulterer i ujævne termiske ekspansionskoefficienter for materialet som helhed, hvilket i sidste ende fører til problemer, såsom øget termisk deformation af enheden, dimensionelle mismatch og interface -skrælning. Molybdæntråd med høj renhed kan opretholde bedre termisk dimensionel stabilitet på grund af dens enkelte krystalstruktur og ingen urenhedsinterferens.
Tæthed og strukturel tæthed
Den teoretiske densitet af molybdæn er 10,2 g/cm³. Under forhold med høj renhed er krystallerne inde i molybdæntråden tæt arrangeret med få defekter og lav porøsitet, som er tættere på den teoretiske densitet. Tværtimod, på grund af tilstedeværelsen af strukturelle defekter, såsom urenhedsindeslutninger, porer og mellemlags, falder den faktiske tæthed af molybdæntråd med lav rensning, og dens samlede mekaniske styrke og termiske stabilitet påvirkes.
Reduktionen i densitet vil også medføre bivirkninger, såsom ujævn fordeling af specifik varmekapacitet, stresskoncentration og afbrydelse af varmeledningsstier. Under pludselige ændringer i termisk belastning eller højeffekt drift er molybdæntråden med lav densitet mere tilbøjelig til termisk trætheds revner eller lokale brud. Derfor er molybdæntråd med høj renhed mere stabil og pålidelig inden for avanceret fremstilling på grund af dens stærke strukturelle tæthed og høje forudsigelighed af fysiske parametre.
Påvirkning af magnetisme og elektronisk opførsel
Molybdæn i sig selv er et ikke-magnetisk metal, men nogle overgangsmetalforureninger (såsom jern, nikkel og kobolt) har visse magnetisme, der vil introducere lokale magnetiske øjeblikke, ødelægge symmetrien af elektronbane og påvirke responsnøjagtigheden af molybdentråd i magnetiske kontrolsystemer eller elektronbeamstier. Brugen af molybdæntråd med høj renhed i magnetisk kontroludstyr kan forbedre systemets kontrol og gentagelighed.
Derudover påvirker renhed også stabiliteten af molybdæntråd i kvante elektronisk opførsel, såsom overfladeladningsfordeling, feltemissionskarakteristika, sekundær elektronemissionskoefficient osv., Som indirekte påvirker dens ydeevne i ionkilder, elektroder og mikroelektroniske enheder.
