Eigenschaft:
Molybdän-Kupfer ist eine Legierung aus Molybdän und Kupfer. Sie stellt eine hervorragende Alternative zu Wolfram-Kupfer für gewichtsempfindliche Anwendungen dar. Die Kombination aus hochreinen Ausgangsmaterialien und Hochtemperatur-Wasserstoff-Sinterung ohne Zusatzstoffe ergibt die höchste Wärmeleitfähigkeit, die für dieses Verbundwerkstoffsystem verfügbar ist.
Molybdän-Kupfer-Verbundwerkstoffe werden durch Kupferinfiltration gesinterter Molybdänkörper hergestellt. Sie sind mit unterschiedlichen Kupfergehalten (15–50 %) erhältlich.
EIGENSCHAFTEN:
1. Hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit. Molybdän ist – abgesehen von Gold, Silber und Kupfer – das Metall mit der besten elektrischen Leitfähigkeit. Daher weist die aus Molybdän und Kupfer bestehende Molybdän-Kupfer-Legierung eine sehr hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit auf.
2. Einstellbarer niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient. Der Wärmeausdehnungskoeffizient von Kupfer ist höher, während der Wärmeausdehnungskoeffizient von Molybdän sehr niedrig ist. Daher kann ein niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient durch unterschiedliche Anteile der Komponenten entsprechend den Anforderungen eingestellt werden, um eine geeignete Passform und Verbindung mit anderen Materialien zu gewährleisten und Schäden durch thermische Spannungen infolge großer Unterschiede in den Wärmeausdehnungskoeffizienten zu vermeiden.
3. Besondere Hochtemperatur-Eigenschaften: Der Schmelzpunkt von Molybdän beträgt 2 610 °C, während der Schmelzpunkt von Kupfer lediglich 1 083 °C beträgt. Die Molybdän-Kupfer-Legierung weist bei Raumtemperatur eine gute Festigkeit sowie eine definierte Plastizität auf. Überschreitet die Temperatur den Schmelzpunkt von Kupfer, so schmilzt dieses und verdampft unter Wärmeabsorption, wodurch ein Kühlungseffekt erzielt wird. Diese Eigenschaft macht die Legierung zu einem geeigneten Werkstoff für spezielle Hochtemperatur-Anwendungen, beispielsweise für Düsenhalsbereiche, die der Verbrennungstemperatur von Schwarzpulver standhalten müssen, oder für elektrische Kontakte, die hohen Temperaturen durch elektrischen Lichtbogen ausgesetzt sind.
4. Molybdän-Kupfer ist nichtmagnetisch. Sowohl Molybdän als auch Kupfer sind nichtmagnetische Nichteisenmetalle. Daher stellt die Mo-Cu-Legierung ein hervorragendes nichtmagnetisches Material dar.
5. Molybdän-Kupfer weist einen niedrigen Gasgehalt und eine gute Vakuumleistung auf. Sowohl Molybdän als auch Kupfer lassen sich leicht reduzieren, da ihre Oxide leicht reduzierbar sind; Stickstoff (N), Wasserstoff (H), Kohlenstoff (C) und andere Verunreinigungen können daher problemlos entfernt werden, wodurch ein geringer Ausgasungsgrad gewährleistet und die Vakuumleistung vollständig ausgenutzt wird.
6. Molybdän-Kupfer zeichnet sich durch gute Bearbeitbarkeit aus. Aufgrund seiner hohen Härte und Sprödigkeit ist die spanende Bearbeitung von reinem Molybdän schwierig. Die Mo-Cu-Legierung weist durch den Zusatz von Kupfer eine geringere Härte und eine höhere Plastizität auf, was die Bearbeitung begünstigt und die Herstellung komplex geformter Komponenten ermöglicht.
Parameter:
Physikalische und mechanische Eigenschaften:
| Materialzusammensetzung | Dichte | Wärmeleitfähigkeit W/(m·K) bei 25 °C | Linearer Ausdehnungskoeffizient 10⁻⁶/°C |
| Mo85Cu15 | 10.01 | 195 | 7 |
| Mo80Cu20 | 9.96 | 204 | 7.6 |
| Mo70Cu30 | 9.75 | 208 | 8 |
| Mo60Cu40 | 9.62 | 223 | 9.3 |
| Mo50Cu50 | 9.51 | 230 | 10.3 |
Anwendungsbereiche:
1. Molybdän-Kupfer wird in der Raumfahrt eingesetzt.
Die Molybdän-Kupfer-Legierung weist hervorragendere Eigenschaften auf und kann daher als Hochtemperaturbauteil für Raketen und Lenkwaffen verwendet werden. Diese Legierung zeichnet sich durch eine hohe Wärmeleitfähigkeit, eine kontrollierte Wärmeausdehnung, einen hohen Schmelzpunkt sowie gute mechanische Festigkeit aus; all diese Eigenschaften ermöglichen den Einsatz von Molybdän-Kupfer in der Raumfahrt.
2. Breite Anwendung in integrierten Schaltungen, Kühlkörpern und Wärmesenken oder anderen mikroelektronischen Materialien.
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