モリブデン元素特性と用途
解説
モリブデンは記号Mo、原子番号42の化学元素である。高い強度と耐食性を持ち、様々な工業用途に欠かせない。
元素の紹介
モリブデンは周期表に見られる遷移金属であり、鉄鋼製造、電子機器、化学製造など様々な産業において重要な役割を果たすことで知られています。
この元素は、高い耐熱性と耐久性を必要とするプロセスにおいて不可欠です。モリブデンは1778年にカール・ヴィルヘルム・シェーレによって発見され、その名前は、鉛鉱石に似ていることから、鉛に似ているという意味のギリシャ語「molybdos」に由来する。
この元素は地殻中に微量に存在し、モリブデン鉱（MoS₂）のような鉱物から最も一般的に抽出される。モリブデンは生物学的システム、特に動植物において重要な役割を担っており、窒素代謝を調節する酵素の補酵素として働いている。
化学的性質
モリブデンは銀白色の硬い金属で、融点が2,623℃（4,753°F）と高く、高温用途に適した材料です。
ほとんどの酸に対して比較的不活性だが、高温では酸素やハロゲンなどの酸化剤と反応することがある。空気に触れると、モリブデンは表面に薄い酸化層を形成し、さらなる腐食から金属を保護するのに役立ちます。モリブデンは硝酸には溶けますが、塩酸には耐性があり、苛酷な環境下でも化学的安定性を示します。
モリブデンの原子価は+2から+6まであり、+6が最も安定で、化合物では一般的である。これらの化合物にはモリブデン酸塩が含まれ、工業触媒として、また植物の窒素固定を改善する肥料に使用されている。
物性データ表
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物性値 |
値 |
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密度 |
10.28 g/cm³ |
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2,623°C (4,753°F) |
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沸点 |
4,612°C (8,355°F) |
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硬度 |
5.5（モース硬度） |
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導電率 |
高い |
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熱伝導率 |
高い |
詳細はスタンフォード・アドバンスト・マテリアルズ（SAM）をご覧ください。.
一般的な用途
モリブデンは、鋼やその他の金属合金の製造に使用されることで最も広く知られています。合金元素として、材料の強度、硬度、耐食性を向上させ、高ストレス環境での用途に最適です。
モリブデン鋼は、自動車、航空宇宙、建設分野を含む様々な産業における工具、機械、装置の製造に使用されています。
鉄鋼生産以外にも、モリブデンは電気接点やフィラメントの製造、石油・化学産業における触媒としても使用されています。
また、高温条件下で優れた性能を発揮する潤滑油である二硫化モリブデンの製造にも使用される。
モリブデンは、そのユニークな電気的特性により、特定の電子機器や太陽電池の製造に関与している。
調製方法
モリブデンは主に、硫化モリブデン鉱物であるモリブデナイトの抽出によって得られる。抽出プロセスでは、モリブデン鉱石を空気中で焙焼して三酸化モリブデン（MoO₃）を形成し、その後、化学プロセスの組み合わせによって純粋なモリブデンに還元される。
モリブデン鉱のほか、モリブデンを含む他の鉱物、例えば亜硫酸鉛（PbMoO₄）も抽出プロセスに使用できる。一度抽出されたモリブデンは、用途に応じて粉末、ワイヤー、シートなど様々な形状に精製されます。
よくある質問
モリブデンは何に使われるのですか？
モリブデンは主に鉄鋼、電子機器、化学工業の触媒として使用されます。また、その強度と耐熱性から高温用途にも使用されます。
モリブデンはどのように抽出されるのか？
モリブデンは主にモリブデン鉱という鉱物から焙煎工程を経て抽出され、三酸化モリブデンを生成します。
モリブデンの物理的性質は？
モリブデンは、融点が高く（2,623℃）、密度が高く（10.28g/cm³）、熱伝導性・電気伝導性に優れているため、高温・高ストレス環境での使用に適しています。
モリブデンに毒性はありますか？
モリブデンは少量であれば必要不可欠な微量元素ですが、特にモリブデン粉塵の吸入や摂取による過剰な暴露は有毒である可能性があります。
モリブデンに関連する主な工業製品は何ですか？
モリブデンに関連する主な工業製品には、二硫化モリブデン（潤滑油として使用）、モリブデン基合金、酸化モリブデン（触媒として使用）、モリブデン含有肥料などがあります。
