Molybdän-Lanthanoxid (MoLa)

Winzige Dotierungen bewirken Großes. Molybdän-Lanthanoxid (MoLa, auch ML) ist mit 0,3 bis 0,7 Gew.-% Lanthanoxid (La₂O₃) dotiertes Molybdän. Schon diese geringe Menge fein verteilter Lanthanoxid-Partikel verändert die Gefügestruktur erheblich: Es entsteht eine langgestreckte Faserstruktur, die die Rekristallisation behindert. Dadurch ist MoLa formstabiler (kriechfester) und besitzt eine deutlich höhere Rekristallisationstemperatur als reines Molybdän, bei guter Schweißfähigkeit und besserer Bearbeitbarkeit. Negele Hartmetall-Technik fertigt MoLa-Bauteile nach Zeichnung, vom Einzelteil bis zur Serie.

MoLa gehört zur Familie der oxiddispersionsverfestigten (ODS) Refraktärmetalle. Es ist das Molybdän-Gegenstück zum lanthanoxiddotierten Wolfram (WL): In beiden Fällen halten unlösliche Oxidpartikel das Gefüge auch bei hohen Temperaturen stabil und verhindern das Durchhängen ("non-sag") von Drähten und Bändern.

Eigenschaften von Molybdän-Lanthanoxid

Die Wirkung der Dotierung beruht auf Dispersionsverfestigung: Beim Sintern und anschließenden Umformen verteilen sich feine La₂O₃-Partikel im Molybdän und verankern Korngrenzen und Versetzungen. Durch das Walzen, Schwenken oder Ziehen entsteht daraus eine langgestreckte, ineinander verzahnte Faserstruktur (Stapelfaserstruktur), wie sie auch in Untersuchungen an Mo-La₂O₃-Werkstoffen beschrieben wird.

Diese Faserstruktur ist der Schlüssel zum Eigenschaftsgewinn. Reines Molybdän rekristallisiert je nach Umformgrad bereits ab etwa 1.100 °C und wird danach grobkörnig und spröde. MoLa hingegen hält seine Faserstruktur deutlich länger: Untersuchungen zur Rekristallisation von Molybdänlegierungen zeigen für dotiertes Material eine Rekristallisationstemperatur um 1.300 °C bei hohem Umformgrad. Daraus folgen bessere Kriechfestigkeit, höhere Formstabilität und eine erhaltene Restduktilität nach thermischer Belastung. Während reines Molybdän nach dem Rekristallisieren grobkörnig und spröde wird, bleibt MoLa durch die feinverteilten Oxidpartikel auch nach hoher Temperaturbelastung zäher und zuverlässiger handhabbar.

Die übrigen physikalischen Kennwerte entsprechen weitgehend denen von reinem Molybdän, da der Dotierungsanteil unter einem Gewichtsprozent liegt. Molybdän bietet laut International Molybdenum Association eine hohe Wärme- und elektrische Leitfähigkeit bei niedriger Wärmeausdehnung, einen Schmelzpunkt von rund 2.623 °C und eine Dichte von etwa 10,2 g/cm³.

Quelle: Hauseigene Produktdaten (Molybdän / ML), Stand 01.05.2017, verifiziert gegen DIN/ISO-Normen. Rekristallisationswerte aus Fachliteratur (ScienceDirect).

MoLa im Vergleich

Herstellung und Bearbeitung von MoLa

Molybdän-Lanthanoxid wird pulvermetallurgisch hergestellt, nicht erschmolzen. Molybdän- und Lanthanoxid-Pulver werden gemischt, gepresst und gesintert, anschließend thermomechanisch umgeformt. Erst dieses Walzen, Schwenken und Ziehen erzeugt die langgestreckte Faserstruktur, die MoLa seine Formstabilität verleiht.

Die Dotierung erleichtert die Verarbeitung: MoLa lässt sich besser spanend bearbeiten als reines Molybdän und ist gut schweißbar, mit sich selbst und mit anderen Metallen. Negele fertigt MoLa-Bauteile in der flexiblen Einzel- und Serienfertigung nach Zeichnung.

Anwendungsgebiete

Die hohe Rekristallisationstemperatur und die Formstabilität machen MoLa zum bevorzugten Werkstoff dort, wo Bauteile lange und heiß arbeiten müssen, ohne durchzuhängen.

Lichtindustrie

In der Licht- und Elektroindustrie dient MoLa als Halte- und Zuführungsdraht, etwa als Stromzuführung in Halogenlampen. Die Faserstruktur verhindert das Durchhängen der dünnen Drähte im Betrieb und sorgt für gute Schweiß- und Glas-Metall-Einschmelzeigenschaften.

Ofenbau und Hochtemperatur

Im Hochtemperatur-Ofenbau und im Anlagenbau wird MoLa zu Heizleitern, Bändern, Drähten und Sinterschiffchen verarbeitet. In Wasserstoff- und Vakuumöfen halten diese Bauteile ihre Geometrie auch oberhalb von 1.500 °C über lange Zyklen.

Verdampfer und Beschichtung

Als Verdampferschiffchen und Verdampferwendeln trägt MoLa das aufzudampfende Material in Beschichtungsanlagen. Hohe Temperaturwechselbeständigkeit und Formstabilität sind hier über viele Zyklen entscheidend. Auch in der Halbleiter-, Display- und Solartechnik gewinnt dotiertes Molybdän an Bedeutung, etwa als Heißzonen-Bauteil oder Trägermaterial, wo enge Maßtoleranzen bei extremen Temperaturen eingehalten werden müssen.

Forschung und Elektroden

In Forschung und Labortechnik sowie in der Glas- und Schmelztechnik kommt MoLa als Elektrode und Hochtemperaturbauteil zum Einsatz, wo Maßbeständigkeit unter thermischer Last gefordert ist.

Lieferformen

Negele ist Auftragsfertiger und stellt MoLa nach Kundenspezifikation her, nicht als Lagerware für Normprofile. Im Mittelpunkt stehen einbaufertige Bauteile nach Zeichnung sowie Halbzeuge für die nachgelagerte Bearbeitung.

• Einbaufertige Bauteile nach Zeichnung, endkonturnah und einsatzbereit
• Profile, Stäbe und Bleche als Basis für die Endbearbeitung
• Drähte und Bänder für Licht- und Ofenanwendungen
• Sonderformen je nach Anwendung

Die typische Lieferzeit liegt bei 6 bis 8 Wochen, bei einfachen Geometrien auch kürzer. Als familiengeführtes Unternehmen aus Stuttgart entscheidet Negele kurzfristig und flexibel, gerade bei Einzelteilen und kleinen Serien.

Normen und Standards

Molybdän und seine Legierungen sind international genormt. Die zentrale Norm ist ASTM B387/B387M (Standard Specification for Molybdenum and Molybdenum Alloy Bar, Rod, and Wire). MoLa wird darin als eigenständige Molybdänlegierung neben reinem Molybdän (Mo-1) und TZM geführt.

Auf Wunsch liefert Negele MoLa mit Material- und Prüfbescheinigung nach EN 10204 (Zeugnis 2.1, 2.2 oder Abnahmeprüfzeugnis 3.1). Die Fertigung ist nach DIN EN ISO 9001 zertifiziert. Details finden Sie im Bereich Chargen- und Prüfbescheinigung.

Häufig gestellte Fragen zu Molybdän-Lanthanoxid

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