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　　钼矿是一种高熔点金属矿石（2610 ℃）和耐高温性、耐腐蚀性、良好的导热性和导电性、高强度和硬度（莫氏硬度5.5）和低热膨胀系数。由于钼的这些性质，它被广泛应用于航空航天领域、电子器件、化工、广泛应用于石油钢铁等领域。然而，钼资源有限且分布不均，其开发利用需要考虑可持续性和资源管理问题。此外，钼矿石通常比较复杂，含有其他矿物和杂质，需要精炼和熔炼才能获得高纯度的金属钼。此外，钼矿床还可能含有其他矿物，如方铅矿（Galena）黄铜矿（chalcopyrite）黄铜矿（sphalerite）等。由于地质条件和矿床类型不同，具体的矿物成分也会有所不同。钼矿的矿物组成探索、它在开采和精炼过程中起着重要的指导作用，决定了钼矿石的特性和精炼工艺的选择。

　　钼矿常呈黑、铅灰或深灰，有金属光泽或半金属光泽。这种泽特征对矿石的初步鉴定和分类有参考价值，也有助于钼矿石与其他类似矿石的区分。，钼矿不透明，没有透明度。

　　钼矿的物理性质对其勘探、开采和利用的过程有着重要的影响。首先，钼矿的密度很高，通常为10.2 g/cm³。其次，钼矿石的硬度很高，一般在5-5.5之间。这就要求在钼矿破碎磨矿过程中采用相应的设备和工艺，以的破碎和细磨作业。

　　此外，钼矿的断口呈贝壳状或贝壳状。这是由于钼矿物的解理性质和晶体结构，在矿石鉴定和表征过程中具有重要价值。

　　钼矿的形态特征可能因矿床类型和产矿环境的不同而不同以下是钼矿常见的形态特征:

　　片状或鳞片状结构

　　辉钼矿是常见的钼矿之一，通常呈片状或鳞片状结构。这些片状结构可以在矿石中形成夹层或簇。辉钼矿的片状结构可呈现金属光泽，并具有一定的延展性和柔韧性。

　　黑或铅灰

　　钼矿通常呈黑或铅灰，因为其主要成分是硫化钼。辉钼矿、辉钼矿辉钼矿等钼矿物常呈此。其颜有助于进行初步的鉴别和区分。

　　钼矿的晶体形态可以根据其晶体结构来确定。以辉钼矿为例，其晶体结构为六方，形成六方片状晶体。其他钼矿物，如辉钼矿，具有不同的晶体结构和形态。

　　包裹体和胶结状

　　在某些矿床中，钼矿物可以以包裹体或胶结物的形式存在。这些包裹体由不同矿物或岩石包裹钼矿物组成，形成复合矿物结构。胶结型钼矿物是由于矿床中含有钼矿物的胶结物质的存在，导致胶体结构的形成。

　　矿脉状

　　在某些矿床中，钼矿物可以以脉状存在。矿脉是岩石裂缝或断层中形成的矿物填充物。钼矿矿脉可以是纵向的、横向或扭曲，其形状和分布对勘探和开发具有重要意义。

　　钼主要用于钢铁工业,其中的大部分是以工业氧化钼压块后直接用于炼钢或铸铁,少部分熔炼成钼铁 钼箔片

　　后再用于炼钢.低合金钢中的钼含量不大于1%,但这方面的消费却占钼总消费量的50%左右.不锈钢中加入钼,能改善钢的耐腐蚀性.在铸铁中加入钼,能提高铁的强度和耐磨性能.含钼18%的镍基超合金具有熔点高、密度低和热胀系数小等特性,用于制造航空和航天的各种高温部件.金属钼在电子管、晶体管和整流器等电子器件方面得到广泛应用.氧化钼和钼酸盐是化学和石油工业中的优良催化剂.二硫化钼是一种重要的润滑剂,用于航天和机械工业部门.除此之外,二硫化钼因其的抗硫性质,可以在一定条件下催化一氧化碳加氢制取醇类物质,是很有前景的C1化学催化剂.钼是植物所的微量元素之一,在农业上用作微量元素化肥.纯钼丝用于高温电炉和电火花加工还有线切割加工；钼片用来制造无线电器材和X射线器材；钼耐高温 钼坩埚

　　烧蚀,主要用于火炮内膛、火箭喷口、电灯泡钨丝支架的制造.合金钢中加钼可以提高弹性限、抗腐蚀性能以及保持永久磁性等,钼是植物生长和发育中所需七种微量营养元素中的一种,没有它,植物就无法生存.动物和鱼类与植物一样,同样需要钼.钼在其它合金领域及化工领域的应用也不断扩大.例如,二硫化钼润滑剂广泛用于各类机械的润滑,钼金属逐步应用于核电、新能源等领域.由于钼的重要性,各国政府视其为战略性金属,钼在二十世纪初被大量应用于制造装备,现代高、精、尖装备对材料的要求更高,如钼和钨、铬、钒的合金用于制造军舰、火箭、卫星的合金构件和零部件.钼在薄膜太阳能及其他镀膜行业中,作为不同膜面的衬底也被广泛的应用.

　　引 言

　　随着电子及信息产业的迅猛发展，对溅射靶材的需求不断增加，同时对其技术及靶材性能的要求也在不断提高。 难熔金属钼具有高熔点(2620±20℃)、高弹性模量(280~390 GPa)、低线性热膨胀系数(5.8 ×10-6 ~ 6.2 ×10-6 / K)、高耐磨性、良好的导电/ 导热性能和热稳定性[1 - 3]。 因此，钼靶材经磁控溅射制成的钼合金薄膜是平面显示用液晶显示器面板的电或配线的关键材料。

　　在电子行业中，为了提高溅射效率和确保溅射薄膜的质量，要求溅射靶材具有高纯度、高致密度、晶粒细小且尺寸分布均匀、结晶取向一致等特性。

　　纯钼靶材溅射出的薄膜在耐腐蚀性(变) 和密着性(膜的剥离)等方面仍有待改善。 已有研究表明:在钼中加入适量合金元素(V、Nb、W、Ta)可使其比阻抗、应力、耐腐蚀性等各种性能达到均衡。 因此，目前钼合金靶材已经取代纯钼靶材成为研究的热点。 添加 W 可以有效提高钼的高温强度和再结晶温度，抑制钼靶材中的晶粒长大，但是钨的比重大且室温脆性大，钨添加量较大时会导致钼合金靶材较重，且塑性降低，容易萌生裂纹[4]。 Jorg 等[5]的研究表明，在钼中添加 20% (原子数分数)Al 和 10% (原子数分数)Ti 可以改善钼的抗氧化性能，并同时保持其低电阻率。 由于钼与铌均具有体心立方的晶体结构， 两 者 之 间 的 晶 格 错 配 度 低， 在 钼 中 添 加5% ~ 10% (质量分数) Nb 可以显著提高溅射薄膜的比电阻、耐腐蚀性能和黏结力[6 - 7]。 由于钽会优先被氧化形成钝化层，所以添加Ta元素可以降低薄膜的腐蚀率，但会造成钼合金薄膜电阻率升高[8]。

　　与钼铌合金薄膜相比，钼钽合金薄膜晶粒细化效果更加显著，薄膜沉积速率更大，薄膜表面粗糙度更小，但薄膜的电阻率更大[9]。Mo 靶材组织对溅射薄膜形貌与性能的影响研究结果表明:靶材组织、择优取向对薄膜形貌与取向影响不大，但靶材晶粒尺寸及均匀性会影响薄膜沉积速率、薄膜厚度及薄膜的方阻[10]。 马杰等[11] 研究了钼靶材变形量及热处理对薄膜组织与性能的影响，结果显示:相较于变形量小的钼靶材，80% 变形量的钼靶材溅射所得薄膜晶化程度更高;钼靶材经1 050 ℃退火后溅射制得薄膜粗糙度小。

　　磁控溅射是钼合金薄膜的主要制备技术。 靶材作为磁控溅射过程中的关键材料，不仅使用量大，而且靶材质量的好坏对钼合金薄膜的性能起着决定作用。 本文从粉体优化、混粉工艺、成型和烧结技术等方面对钼及钼合金溅射靶材相关专利进行了统计与分析，旨在为开发高品质钼合金多元靶材提供借鉴。

　　1 、专利统计与分析

　　1.1 粉体优化

　　专利(CN 103990802 B) [12] 通过优化 Mo 粉末的性状，开发出了一种高密度、高纯度 Mo 合金溅射靶材的制备方法，所制备 Mo 合金溅射靶材能够稳定、廉价地制造出低电阻、高耐湿/高耐热性、与基体密合性的高品质薄膜。

　　专利(CN 103173728 B) [13] 发明了一种廉价且可稳定制备 Mo 合金溅射靶材的方法，即将 Mo 粉与1 种或 2 种以上的 Ni 合金粉末混合(Ni6Nb7、Ni3Nb)，在 800 ~ 1 500 ℃ 下加压烧结(10 ~ 200 MPa)。 Mo合金中 Ni 与 Nb 含量低于 50% (原子数分数)，其中Nb 含量低于 20% (原子数分数)。 该专利避免了使用 Mo、Ni、Nb 粉末作为原料，解决了合金化不充分造成的 Ni 铁磁相的残留，稳定了溅射速度，提高了靶材寿命。

　　专利(CN 102127741 A) [14] 提出了一种薄膜太阳能电池用高纯钼靶的制备方法。 该方法首先采用钼酸铵为原料，经焙烧获得三氧化钼，随后在 450 ~600 ℃高纯氢气气氛下进行一次还原得到二氧化钼，再在 950 ~ 1050 ℃进行二次还原得到 Mo 粉，然后经过混料、筛分、等静压成型后，在中频感应炉中于 1 950 ~ 2 000 ℃烧结，通过大功率电子束熔炼提纯，经锻造、热轧、热处理退火、机械加工、超声波清洗、钎焊等工序制得高纯度、高密度和均匀性良好的钼靶。 该专利的之处在于:(1) 通过高纯氢气多次还原氧化钼提高钼粉纯度;(2) 采用大功率电子束熔炼提纯有利于碳氧充分反应，提高脱氧效果;(3)大变形量热轧可确保钼靶材晶粒平均尺寸小于 50 μm。

　　专利(CN 103160791 B) [15]采用三氧化钼、氢氧化钠和钼金属为原料，经过反应、球磨、过筛和热压工序制成钠掺杂钼平面溅射靶材，其中钠的原子数分数为 1% ~ 10% ，钠的掺杂能够大幅度提高铜铟镓硒薄膜电池的转换效率。

　　专利(CN 114411103 A) [16] 公开了一种大尺寸钼靶材的制备方法。 其方案具有以下优点:(1) 采用“氨溶 + 阳离子交换” 对原料粉末进行针对性提纯，可有效去除碱性金属(如 K、Na 等) 和过渡族金属杂质(如 Fe、Ni 等);(2)通过“预锻 + 交叉轧制 +高温退火” 的工艺设计，有利于获得微观组织均匀可控、晶粒细小、晶粒取向分布均匀的靶材;(3) 通

　　过表面化学腐蚀解决了传统轧制存在的变形不均匀问题。

　　专利(CN 114318256 A) [17] 公开了大尺寸钼溅射靶材及采用化学气相沉积法的制备工艺。 具体为:通过钼与三氟化氮反应制备出粗品六氟化钼，随后经真空蒸馏法和吸附法提纯得到高纯度六氟化钼，再在还原气氛下，经过化学气相沉积在基体材料上沉 积 金 属 钼。 该 方 法 所 制 备 靶 材 纯 度 高(99.999 9% 以上)，致密度高(不低于 99.5% );此外，该方法在化学气相沉积设备中一步完成，产品一致性优于传统钼靶材，且可用于生产直径 500 mm以上的大尺寸钼靶材。

　　专利(CN 105648407 B) [18] 公开了一种高致密度钼铌合金靶材的制备工艺。 以钼粉为原料，添加5% ~ 15% (质量分数)铌粉、0.1% ~ 0.8% (质量分数)氢化锆进行混合，经过冷等静压成型，再进行真空烧结。 该发明的特点在于利用氢化锆的活化作用，通过粉末冶金直接制备高致密钼铌合金靶材。

　　专利(CN 10943990 A) [19] 利用氢化铌的活化作用，采用粉末冶金工艺制备高致密度、高含量钼铌合金溅射靶材。 专利(CN 110257784 A) [20] 同样采用粒度更小、表面积更大的氢化铌替代铌粉，提高扩散速率及烧结致密度，同时氢化铌分解释放的氢气具有还原作用，可降低钼铌合金中的氧含量，提高靶材纯度。

　　专利(CN 105568236 B) [21]发明了一种高纯、高致密、大尺寸 MoTi 合金溅射靶材的制备方法。 将钼和氢化钛原料在氩气气氛下进行混合并采用冷等静压压制成型，随后在真空烧结炉中进行两段烧结，轧制、退火、机械加工获得成分均匀、无偏析且晶粒尺寸小的靶材。

　　专利(CN 106513664 B) [22] 采用钼酸钾为原料制备钼钾合金靶材，避免了杂质的引入，所制备靶材密度高、成分均匀，镀膜效果好。高世代钼靶材对靶材纯度、晶粒尺寸、致密度提

　　出更高的要求，常规方法生产成本高、成品率低。 基于此，专利(CN 108642457 B) [23]公开了一种方法简单、生产成本低、成品率高、利于工业化生产的高世代钼靶材的制备方法。 具体为:将两种不同粒径的钼粉在真空下混合后过筛，进行等静压处理，再烧结、热轧、真空退火。 该方法制得靶材致密度超过99.5% ，靶材内部无气孔、裂纹、分层、夹杂等缺陷，靶材表面粗糙度小于 0.6 μm， 平均晶粒不 超 过80 μm。

　　相比平面靶材，管状钼合金溅射靶材利用率更高(理论上可达 70% )，得到国内外的广泛研究和应用。 专利(CN 110158042 B) [24] 先通过制备大颗粒钼铌粉体，提高粉体成型时的流动性，同时采用粗细粉体级配的方式提高松装密度，从而制得成分均匀、无偏析、晶粒细小( 小于 50 μm) 的钼铌合金旋转靶材。

　　专利(CN 114231940 A) [25] 将六羰基钼颗粒在高纯氢气和氩气气氛中加热到 40 ~ 60 ℃使其气化，再利用化学气相沉积法在预热基体材料上进行沉积，从而制得钼溅射靶材。 其优势在于成膜速度和成膜质量可以通过控制气体流速、流向进行调控，同时调整沉积时间、沉积基板材质、形状和尺寸，可以沉积不同厚度、不同尺寸、不同形状的钼靶材或钼靶材坯料，且由于沉积温度低，不会产生污染废气。

　　专利(CN 111254396 A) [26] 公开了一种钼钨合金靶材的制备方法。 其特点在于以钼粉、钨粉、三氧化钨粉体作为原料，利用三氧化钨与氢气反应得到烧结活性更高的新鲜钨粉，提高烧结致密化，减少缺陷，提升靶材品质。

　　钨钼因密度差异大易造成组织出现偏析，影响靶材组织均匀性，且热轧法制得靶材通常具有取向性，热等静压技术成本较高并增加了工艺复杂性。

　　专利(CN 111893442 B) [27]针对以上问题，提出了一种钨钼溅射靶材制备方法。 其特点在于:(1) 使用密度与 Mo 更接近的三氧化钨替代钨，在氢气气氛下两次高温处理原位还原得到均匀混合的钼钨混合粉体，提高靶材烧结均匀性;(2)通过高能球磨细化粉体，提高粉体烧结活性，获得高致密性的坯体;(3)采用冷等静压成型并进行预烧，促进易挥发非金属元素(如氧)的脱除。

　　专利(CN 111534800 B) [28] 将高纯的钼粉和铌粉进行压制，并在氢气下预烧，降低钼铌中的氧含量和杂质，基于所制备的高纯度、低含氧量、高振实密度钼铌合金粉末，提出了一种热等静压制备大尺寸钼铌平面靶材的方法。

　　专利(CN 106567047 A) [29] 采用氮化硼和石墨的组合模具热压制备钼铌合金，有效阻止了渗碳现象，获得了高致密度、高纯、微观组织可控的钼铌合金靶材。

　　1.2 混粉工艺优化

　　专利(CN 102337418 B) [30] 针对传统等静压结合烧结工艺制备钼铌合金烧结致密度不足、满足溅射靶材要求问题，提供了一种工艺简单、易实现工业化生产的钼铌合金板的制备方法，所制备靶材密度不低于 9.85 g / cm3。 该发明的特点在于采用振动压制方式对混合得到的钼铌合金粉体进行压坯，振动频率为 2 000 ~6 000 Hz，压制力为 10 ~30 MPa，

　　保压时间为 30 ~ 60 s;随后在 1 900 ~ 2 100 ℃ 真空烧结 6 ~ 10 h。

　　专利(CN 105887027 B) [31]在混合钼、铌粉体时加入过程控制剂(硬脂酸锌、棕榈酸、硬脂酸乙酯、聚乙烯醇和硬脂酸中的一种或几种)，在球磨过程中过程控制剂能够包覆在金属粉末表面，形成一层润滑薄膜，降低粉末表面能，减少了粉末间的冷焊，从而解决了粉末粘球和粘罐问题，同时缩短了球磨时间。

　　溅射靶材的晶粒均匀性在很大程度上影响着薄膜质量和电子元器件性能。 因为靶材不同区域晶粒尺寸的差异会引起溅射速度的差异，进而造成薄膜厚度不均匀。 因此，如何提高溅射靶材晶粒均匀性是平 面 显 示 领 域 面 临 的 关 键 难 题。 专 利 ( CN109355632 B) [32]提出了一种提高溅射镀膜用钼及钼合金溅射靶材晶粒均匀性的方法。 其特点在于:

　　采用球磨—分级联合处理减少钼粉还原过程中的硬团聚，从而坯体烧结的微观晶粒均匀性以及溅射镀膜微观和整体均匀性。

　　专利(CN 103255379 A) [4] 基于 MoW 合金导电性好、抗氧化且膜应力低等优点，提出了一种 MoW合金平面溅射靶材的制备方法，克服了现有方法制得成分均匀、无偏析、晶粒细小靶材的难点。 该发明的特点之一在于采用机械合金化技术实现钼和钨原子级别的混合，在固态下实现了合金化，显著提高了 MoW 的活性，降低了 MoW 的烧结温度，从而提高了合金致密度、降低了晶粒尺寸。 类似地，专利(CN 105154740 A) [33] 公开了一种机械合金化制备铌钼靶材的方法。

　　专利(CN 108374152 B) [34] 通过机械混合使钼粉均匀渗入海绵钛孔隙中以确保钼粉不发生泄漏，同时在真空自耗电弧熔炼炉中进行熔炼，促使合金铸锭成分均匀化，从而制备出 100% 致密的、成分均匀的 钼 钛 合 金 溅 射 靶 材。 类 似 地， 专 利 ( CN109811318 A) [35]以溅射法生产的 99.9% 纯度的钼合金为原料，采用电子束冷床熔炼工艺制备纯度大

　　于 99.98% 的钼溅射靶材。

　　专利(CN 102321871 B) [36] 发明了一种热等静压生产平板显示器用钼合金溅射靶材的方法。 将低氧含量的钼粉与添加的金属粉末(铌粉或钽粉) 在惰性气氛保护下进行混合造粒、过筛，液压成型制成靶坯，随后经冷等静压提高均一性，再热等静压烧结(压力 200 ~ 300 MPa，温度 1 200 ℃)。 该发明生产周期短、工序少、能耗低，所制备钼合金靶材致密度高、均匀性好、性能。

　　专利(CN 107916405 A) [37] 通过改进混粉工艺严格控制杂质的引入，提出了一种高密度、晶粒细且均匀的钼钽合金溅射靶材的制备方法。 该发明能够靶材吸氢脆化，提高靶材加工性能。 其特点在于:对钼粉和钽粉进行真空预烧处理，去除了粉体中的氢、氧及低熔点物质;在粉体混合时采用氩气保护减少杂质的混入;选择钼球替代钢球进行球磨，减少铁杂质的掺入。

　　1.3 轧制工艺和烧结方法

　　大尺寸钼板由于坯料重量及尺寸规格较大，制备中存在两个问题:一是在常规尺寸氢气炉中加热，二是直接加热轧制时钼坯降温严重，容易出现轧制开裂的现象。 专利(CN 102534519 B) [38] 针对上述问题提出了一种 LCD 平板显示器溅射靶材用大尺寸钼板的制备方法。 采用涂刷抗氧化涂层(玻璃粉、水玻璃、水按质量比 8 ~ 10∶ 1∶ 8 ~ 10 混合)和钢包套包覆的方式缓解加热和轧制时的氧化问题及坯料降温严重导致的开裂问题，并在次轧制后通过冷却抑制组织不均匀长大和再结晶，制备出尺寸均匀的等轴晶组织。

　　专利(CN 114411103 A) [39] 公开了一种大尺寸钼靶材及其制备方法，所述制作方法包括如下步骤:行粉体装模，随后进行冷等静压，再经过烧结，并采用一火二道次轧制法进行热轧处理，进行校平、热处理、机械加工和清洗，制得大尺寸钼靶材。

　　该方法采用一火二道次轧制法，有效了钼靶因持续高温造成的晶粒异常长大，制得的大尺寸钼靶材可以用于高世代线平板显示器。

　　专利(CN 112609162 A) [40] 公开了一种 LCD 钼靶材及其轧制方法。 采用三个火次进行轧制，避免了钼靶坯在轧制过程中发生板面绕曲及开裂现象，降低了操作难度，提高了成材率。 所制备靶材纯度达到 99.95% 以 上， 平 面 度 ≤1.3 mm， 致 密 度 超过 97% 。

　　纯 Mo 中引入置换固溶元素 Ti 形成 MoTi 固溶体，可改善钼的低温塑性并提高钼的再结晶温度。但 MoTi 合金多采用热等静压或热压烧结制备，对设备要求严格，限制了产品规格尺寸。 基于此，专利(CN 104532201 A) [41]提出了一种 MoTi 合金溅射靶材的制备方法。 将钼粉和钛粉在氩气中进行混料，随后冷等静压成靶坯，在氦气气氛下烧结。

　　G6 世代线以上的 TFT - LCD 产线主要使用长条型的钼靶。 通过多次轧制获得长条形钼靶材的生产效率不高，而热挤压方法制备的钼靶晶粒较大，致密度 满 足 使 用 要 求。 专 利 ( CN 111647860B) [42]将钼粉装入胶套进行冷等静压成型获得坯体，并在氢气氛围下烧结，再进行热挤压，退火、校平、机加工得到长条型钼靶。

　　专利(CN 111850495 B) [43] 采用阶段升温的烧结方式，通过控制升温速率，促使钼靶材致密化、均匀化。 该发明制备钼靶材晶粒尺寸小、纯度高( ≥99.97% )、致密度高(≥99.9% )。

　　专利(CN 110777343 A) [44] 在真空下采用微波烧结将钼生坯烧结成钼板坯，并通过电子束熔炼进行提纯，解决了传统方法烧结时间长、烧结温度高、晶粒粗大、杂质含量高、能耗高的问题。 所制备靶材晶粒细小均匀，具有一定的结晶取向，性能优良。

　　专利(CN 111230096 A) [45]将混粉工艺、脱气工艺和热等静压烧结工艺相互配合，致力于改善合金靶材的致密度。 该发明制得的铬钼靶材晶粒尺寸细小，致密度在 99% 以上，同时此工艺可有效保障产品不受外界氧化，确保产品纯度。

　　热等静压烧结制造的 Mo - Ni - Ti 合金靶材存在部硬度不均匀的部位，其中部硬度低的部位在机械加工时易变形，产生裂纹、缺损、脱落等问题;部硬度高的部位将造成切削刀具磨损，引起靶材表面粗糙度变大，导致溅射时异常放电。 基于此，专利(CN 111719125 A) [46] 提出了一种 Mo 合金靶材的制备方法，通过对混合粉体(Mo、NiMo、Ti 粉末)常温加压成型再加压烧结，并调整 Mo 合金靶材中Ni 和 Ti 的添加量，实现对 Mo 合金靶材维氏硬度的调节(340 ~ 450 HV)，抑制机加时的靶材变形以及溅射时的异常放电。

　　专利(CN 104073771 A) [47] 将冷等静压制得的靶坯密封在真空石英管中进行烧结，采用多段升温，使 PVA 粘结剂充分挥发，制得钠掺杂钼合金靶材。

　　专利(CN 105714253 B) [48] 将钢膜和橡胶板结合进行冷等静压成型，解决了密封问题，克服了传统冷等静压压坯尺寸精度差的问题，并据此提出了一种大尺寸、细晶钼钽合金溅射靶材的制备方法。 该方法用于生产致密度大于 97% 的大尺寸靶材(长度2 m 左右，宽度 1.3 m 左右)。

　　1.4 其 他

　　专利(CN 105525260 A) [49] 公开了一种 Mo 靶坯和 Mo 靶材的制作方法，即对预压 Mo 粉进行脱气处理得到 Mo 靶坯，再进行热等静压获得 Mo 靶材(温度 1 300 ~ 1 400 ℃，压力大于 150 ~ 200 MPa，保压时间 3 ~ 6 h)，克服了热压烧结中 Mo 靶材尺寸对模具尺寸和强度的依赖及单轴加压造成的 Mo 靶材内部组织不均匀问题。

　　随着智能手机和平板终端向柔性化发展，具有轻量、耐冲击和不易破碎等性质的树脂膜已被用于制造柔性 FPD。 但相比玻璃基板，树脂基板具有透湿性(高温高湿环境会导致布线膜的电阻发生变化)，且通常在基板上形成层叠布线膜后，层叠布线膜不可避免地接触大气，这就要求层叠布线膜具有更高的耐湿性和耐氧化性。

　　专利(CN 102956158 A) [50]提出一种电子部件用层叠布线膜以及覆盖层形成用溅射靶材。 即在 Mo 中添加一定量的 Ni 和 Ti，制得Mo100 - x - yNixTiy(10≤x≤30，3≤y≤20)覆盖层，用于覆盖以 Al 为主要成分的主导电层。 Ni 的添加可提高覆盖层的耐氧化性，改善纯 Mo 在大气中加热后的氧化变及电接触性恶化问题。 Ti 易与氧结合形成钝化膜，进一步提高其耐湿性，起到保护布线膜的作用。 同时该专利指出，通过控制 Ni 和 Ti 添加量，可确保加热工序中该覆盖层在与 Al 层叠时仍维持低电阻值。

　　专利(CN 114293160 A) [51] 以 Mo 为基体，提出了一种三元、四元钼合金靶材制备方法。 其中掺杂元素包含 0.5% ~ 40% (原子数分数) Ti 以及 0.5%~ 40% (原子数分数)的 Ga、Ni、Nd 中的至少一种元素。 所制得多元钼合金靶材相比二元合金 Mo 靶材，具有的耐氧化性、耐湿性、耐高温性能。 此外，低表面张力金属元素的掺杂改善了刻蚀性能。

　　专利( CN 109207941 A) [52] 提出了一种 MoNb合金靶材的制备方法(其中 Nb 的原子占比为 5% ~30% )，能够解决布线薄膜、电薄膜的基底膜与覆盖膜上出现的高电阻问题以及高成膜速度时靶材表面粗糙度变大问题，从而改善 TFT 性能稳定性。 其制备过程为:将 Mo 粉(平均粒径 4 μm)和 Nb 粉(平均粒径 35 ~ 115 μm)通过交叉旋转混合机进行混合

　　得到 10% Nb(原子数分数) 的混合粉体，随后填充至软钢制的加压容器中，并在 450 ℃下真空脱气、密封，然后在1250 ℃、145 MPa 热等静压处理 10 h 得到烧结体， 经机械加工和研磨后制作成直径180mm、厚度5mm的靶材。

　　钼镍铜多元合金薄膜不仅具有良好的热电和机械性能，而且气密性好、 不易潮解。 专利 ( CN110670032 B) [53]公开了一种钼镍铜多元合金靶材的制备方法。 该方法通过添加镍和铜降低钼合金熔点，借助烧结工艺参数调控解决了 3 种金属粉末熔点相差大导致的难烧结问题。 所制备钼镍铜合金靶材气密性好、耐湿耐潮、密度高、纯度高。

　　专利(CN 113319539 B) [54] 提供了一种大尺寸面板钼靶的制备方法。 具体步骤为:将靶材及背板进行粗铣和精铣，然后将靶材与背板进行钎焊，然后进行校正、烘干、抛光以及喷砂处理。 该方法提高了钼靶与背板的结合率，提高了产品的合格率，减少了资源浪费。

　　专利(CN 103154306 A) [55] 涉及一种含钼靶材制备方法，包含二元合金( MoTi)、三元合金( MoTi中加入 Ta 或 Cr 作为第三主金属元素)。 其具体步骤为:将钼粉、钛粉和钽粉(或铬粉) 按一定比例在V 型混料机中混合约 20 min，在 23 ℃ 条件下，通过单向压制法( 压力约 470 MPa) 压实得到直径约95 mm 的颗粒，将压制颗粒封装在低碳钢罐内进行热等静压处理(120 MPa，1 325 ℃，4 h)，将热等静压后的材料加工成直径约 58.4 mm、厚度约 6.4 mm的靶材。 该发明制得的靶材在较低刻蚀速率下具有一定的优势，且溅射得到的薄膜对基材有较强的粘附性及低的电阻率。

　　2、 结 论

　　基于对上述专利的分析可以看出，钼及钼合金溅射靶材的制备主要采用粉末冶金技术，需要经过粉末混合、压制成型、烧结、压力加工和机加工等多道工序。 制备高质量的钼合金溅射靶材往往需要进行压制和烧结、多道次的轧制与反复的热处理。 由于热等静压或热压烧结设备规格有限，限制了产品的尺寸规格。 因此，开发一种方法简单、成本低、成品率高且利于工业化生产的高品质大尺寸钼合金溅射靶材制备方法具有重要的意义。 此外，目前 Mo 合金靶材中主要添加元素有 Nb、Ti、Ta、W 等，鉴于每种掺杂元素的作用和性能各不相同，而三元及多元钼合金靶材的研究和应用还不够全面，因此针对不同应用领域对钼合金薄膜性能的不同需求，通过成分设计与微观组织调控开发出新型组分钼合金靶材将是一个重要的发展方向。

　　废钼回收的主要来源与分类

　　废钼的回收来源多样，主要包括工业生产废料、报废设备和消费后废品三大类。工业废料如钼合金切削屑、轧制废料和废钼电极，通常纯度较高，回收价值大；报废设备中的耐热部件、航空发动机叶片等含钼部件需经过拆解和分选；消费后废品如废旧电子元件（如半导体散热基板）和废弃化工催化剂则需化学提取。根据钼含量和杂质水平，废钼可分为高品位（Mo＞90%）和低品位（Mo＜50%），不同类别对应不同的回收工艺和定价标准。

　　你是否见过这种灰的金属？它是如今能源与高端制造的核心材料之一，属于不可再生的重要战略资源。

　　这种灰的金属是能源与高端制造的核心材料之一

　　当然，其本身也是一种十分神奇的金属元素，叫做钼。

　　那么，钼元素到底是什么？它又有哪些应用呢？

　　大多数人对于钼元素并不熟悉，因为它在元素周期表当中的排名并不算靠前，日常生活中似乎也没见过它的身影。不过这家伙的出镜频率还是比较高的，只是相对低调一些罢了。

　　钼的化学符号为Mo，原子系数为42，在元素周期表当中属于第五周期第六副族，是一种难熔的稀有金属。根据资料来看，钼的熔点为2623摄氏度，沸点为4639摄氏度，这就意味着它还是比较“耐热”的。

　　钼元素在元素周期表当中的位置

　　此外，钼元素的膨胀系数小、强度大、电导率大、导热性能好、耐腐蚀，这些优势都使它在电气、化工、宇航等方面，都有着较好的发展前景。不过，它在地球上的含量并不多，可谓是用一点儿就少一点儿。

　　资料显示，钼在地球上的蕴藏量较少，其含量仅占地壳重量的0.001%，钼矿总储量约为1500万t，主要分布在美国、中国、智利、俄罗斯、加拿大等国。

　　钼元素的地球化学参数，它的蕴藏量是比较少的

　　值得一提的是，这种拥有多重优点的神奇元素，身世却有些坎坷。

　　在1778年被确认之前，钼元素总是被人们当成铅来对待，因为它常常出现于辉钼矿当中，而这种矿长的和铅实在是太像了。所以在瑞典化学家舍勒帮钼元素“正名”之前，钼元素一直籍籍无名，顶着别人的名字“活着”。

　　瑞典化学家舍勒发现钼元素之前，它总是被人们当成铅对待

　　人们重视钼，大多是因为它不但延展性强，热膨胀系数也低。若我们将其的密度与钨进行对比，就会发现它只有钨的1/2左右，但是延展性却明显更强，所以更容易被压成薄片或者细丝，用于切割加工。

　　热膨胀系数低，主要说的是它在高温之下，依旧能保持稳定的形态和尺寸，少会变形。不过，这个优点放在低温下就很尴尬了，会让它变得嘎嘣脆。

　　如今大部分工业切割当中，都会使用到钼，只不过它并不引人注目，因为这时的钼常常是以一根细细的金属丝模样出现的。

　　工业切割当中使用到的钼丝

　　那么，这么细的一根钼丝，为何能在切割领域“如鱼得水”，它真有这么锋利能直接切开钢板吗？

　　钼丝莫式硬度5.5的性质虽然很不错，但是用这么细一根拿来切钢板，似乎还是有些夸张了，毕竟钢板又不是“豆腐”，本身的强度摆在那的。

　　因此工业切割钢板并不单是靠钼丝，还有切割装置原理。因为这种线切割技术也被称之为电火花切割，它是在电火花穿孔和成形加工的基础上发展而来的，初的发现者是拉扎连科夫妇。

　　在发现电火花瞬时产生的高温能够让金属融化、腐蚀之后，他们便发明了使用电火花进行切割加工的方法，后来演化为了线切割机。

　　线切割机的主要结构示意图

　　一般来说，这一方法需要利用移动的金属丝来当“电丝”，然后让电丝和元件之间的脉冲产生电火花，而这个电火花的高温就能够让被切割物质融化了。所以如果大家观察线切割机工作，就会发现它一直滋滋啦啦的冒火花。

　　那么，发明者为何从众多金属元素当中，选择了钼元素呢？

　　这其实就与咱们上文中所说的钼元素的特性有关了。在线切割机进行切割的时候，往往会产生高温，而钼的耐高温性在此时就能发挥优势了。再加上这类切割机对于线的形态和稳定性也有着明确的要求，起码不能切着切着金属丝就变形了。

　　钼元素的物理特性，使得它在线切割当中发挥了优势

　　在这种情况下，热膨胀系数很低的钼就能地充当“切割线”，确保加工部件被切割出来是完整的，符合规格的。

　　要知道，线切割基本都是被运用在精加工领域的，若是使用其他容易变形的金属丝来替代钼丝，那么肯定会产生不少的“废件”。

　　所以，钼丝一直都是电火花加工当中理想的电丝，使用它可以来切割各种钢材和硬质合金，还能够加工一些对形状和精度要求高的复杂零件，放电加工的稳定性高。

　　钼丝是电火花加工当中理想的电丝

　　得益于上世纪与苏联之间短暂的“蜜月期”，我国也算是个将电火花线切割机用于工业生产的国家了。在这类切割机需求居高不下的情况下，钼元素的当然也就变得很高了。

　　此外，不起眼的钼丝还会被用在灯泡制造业中，比如钼元素和其他元素的合金，常常被用来当做高功率微波管和毫米波管中热离子阴的结构元件，能在1200摄氏度左右的温度当中工作。

　　资料显示据中国照明协会统计, 2001年，全国生产钼丝就已经达到31 .5亿m, 实际产量估计达到40亿m, 消耗将近800t钼条, 其数量十分可观。而其中线切割用钼丝产量，也超过了20亿m。

　　由于钼的性质，导致我国对它的需求很大，产量也十分可观

　　除了能够一路火花带闪电的切开钢板以外，钼元素的用途还有很多，可以说是让人“钼不暇接”。那么，它还被运用在哪些领域当中呢？

　　首先就是用在钢铁工业当中，一般来说它是以合金化元素的身份存在的，算是“添加剂”。当人们在钢铁生产中加入一定剂量的钼元素后，就能够提高钢的强度，使其在高温和韧性方面有更加的表现。

　　钼元素在钢铁工业当中的应用

　　其次就是运用在农业生产当中，这一点大多数人都不知道也无法理解，难道说咱们吃的粮食还需要金属元素参与？

　　还真是这样，因为钼其实是植物当中必不可少的微量元素之一，有着关键的作用。有时候，它的存在甚至能让农作物“起死回生”。

　　研究显示，钼能催化硝酸盐向盐转化，然后在固氮酶的作用下生成铵态氮，参与植物中碳、氮代谢等重要的生理过程。钼还能促进植物对磷的吸收和空气中氮的固定，提高其抗寒性能。

　　钼元素能够帮助植物提升固氮作用

　　比如以大豆为例，当其根瘤变长变少后，叶片也会出现斑点并随之萎缩。而这种症状，就是因为它体内缺少“钼元素”了。此时将钼元素按配比制成的化肥拿来，就能很快解决问题，帮助大豆重新焕发生机。

　　此外，钼元素对于人体来说也很重要，只不过它的含量比较少，所以大家鲜少注意到它。根据估算，体重为70千克的健康人体当中，钼的含量也不会超过9克，其广泛存在于肝、骨骼、肾脏之类的器官当中。

　　钼元素对于人体来说也很重要

　　人体中的钼元素可以有效地抑制胺类强致癌物的合成，还具备运载作用，帮助人体输送一些金属离子。此外，它还有保护心血管、预防龋齿的功能，总的来说算是比较全能的元素了。

　　如果大家察觉到缺乏钼元素，可以通过食用黄豆、玉米、黑米之类的粮食，进行补充。当然，补充也不可过量，具体还是要根据个人情况和医嘱而定。

　　如果需要补充钼元素，可以采取食补的方式

　　钼是一种化学元素，符号为Mo，原子序数42，是一种银白的过渡金属。钼具有高强度、高熔点、耐腐蚀、耐磨研等特性，这些特性使得钼在众多领域都有广泛的应用。

　　在金属市场中，钼虽然不像黄金、白银那样为大众所熟知，但它却有着举足轻重的。从产量和储量来看，钼资源储量相对集中，主要分布在美国、中国、智利等国家。中国是世界上钼资源为的国家之一，同时也是大的钼生产国和消费国。

　　钼在钢铁工业中扮演着的角。它是一种优良的合金元素，能够提高钢的强度、硬度、韧性和耐热性等性能。在不锈钢中加入钼，可以增强其抗点蚀和缝隙腐蚀的能力，广泛应用于化工、海洋等领域。在工具钢和高速钢中，钼能提高刀具的耐磨性和切削性能，使得加工效率大幅提升。以下是钼在不同类型钢铁中的作用对比:

　　钢铁类型

　　钼的作用

　　不锈钢

　　增强抗点蚀和缝隙腐蚀能力

　　工具钢和高速钢

　　提高耐磨性和切削性能

　　耐热钢

　　提高高温强度和抗氧化性能

　　除了钢铁工业，钼在电子、化工、能源等领域也有重要应用。在电子行业，钼因其良好的导电性和热稳定性，被用作电子管、晶体管和集成电路的电材料。在化工领域，钼化合物是重要的催化剂，可用于石油加氢精制、有机合成等过程。在能源领域，钼基合金被用于制造燃气轮机的叶片、火箭发动机的喷嘴等高温部件。

　　从市场角度来看，钼的价格波动受到多种因素的影响，包括经济形势、钢铁行业的需求、钼矿的供应情况等。当经济增长强劲，钢铁需求旺盛时，钼的价格往往会随涨；反之，当经济增长放缓，钢铁行业需求下降时，钼的价格也会受到抑制。此外，钼矿的开采和生产受到资源储量、开采成本、要求等因素的制约，供应的稳定性也会对价格产生影响。

　　总的来说，钼作为一种重要的战略金属，在金属市场中具有不可替代的。它的广泛应用和性能，使得其在推动现代工业发展和科技进步方面发挥着重要作用。随着经济的不断发展和科技的不断进步，钼的需求有望继续保持增长态势。