铼具有十分优异的性能,因此钼中加入铼形成钼铼合金,其合金的电性能和高温延展性、加工性都能得到极大的提高和强化,可广泛应用于高温加热体、测温热电偶、电子管阴极及其它高温零部件等.钼铼合金常用于制造高速旋转的X光管靶材、微波通讯的长寿命栅板、空间反应堆堆芯加热管、高温炉发热体和高温热电偶等.

钼铼合金属于难熔合金 ,因此一般采用粉末冶金法或真空熔炼法制备,两种方法各有利弊.

利用真空熔炼法制备的钼铼合金锭可以很好地控制杂质含量,特别是气体元素含量降低明显,并且中间相也不容易析出,这些都有利于钼铼合金的后续加工.但是这种方法制备的钼铼合金锭晶粒通常比较粗大,而且尺寸分布不均匀,这增加了合金开坯的难度.

与真空熔炼方法相比,粉末冶金法制备钼铼合金的工艺相对比较简单,成本低,且相对较易实现工业化,因此,目前供售的产品几乎都是用粉末冶金法生产.但是粉末冶金法不容易控制合金锭中的杂质含量,一般将烧结锭再经真空熔炼可以很好地控制其中的杂质含量.

下面将详细介绍粉末冶金法制备钼铼合金的工艺路线.

一般的粉末冶金工艺路线,首先将钼粉和铼粉混合均匀,再进行模压或者等静压,然后经过预烧结和大于2000℃的高温烧结就可以制出相对密度为90%左右的钼铼合金 .

粉末冶金法制备钼铼合金的工艺路线如下:      

     混合       预烧结     高温烧结

钼粉、铼粉→  钼铼混合粉末→ 钼铼预烧结锭→ 钼铼烧结锭

此法制备钼铼合金所用的钼或铼的原料质量要求比较严格,钼粉纯度一般大于等于99.95%,铼粉纯度一般大于等于99.98%,这两种粉末的平均粒度一般小于 5μm.目前主要用离子交换或化学萃取技术以获得高纯度原料,且质量必须稳定.

在难熔金属领域,钼铼合金(MoRe)主要用于红外线卤素灯灯丝、化学气相沉积炉加热元件、热电偶护套、防热罩、航天器推进器等在极高温度下运行的部件.最近,人们发现传统的Mo-50Re合金(含钼52.5%,含铼47.5%),因其具有很高的强度、优异的韧性、延展性和生物相容性,是替代传统植入材料的理想选择.

钼-铼支架

大多数心血管支架都是用实心管制成的,通过微加工或激光切割等复杂而精密的加工技术将其做成网状管.这个网状管或支架用来扩张阻塞的动脉,恢复其血流量.给病人放置支架时,外科医生先在胳膊或腹股沟的一个动脉上切开一个小口,将装有一个或多个支架的导管插入该动脉中,将其送至血管病变部位,然后用一个球囊将支架扩张开来.以往,支架都是采用小口径的不锈钢、钛、钴基或镍-钛合金无缝管制成的.小动脉用的支架外径一般小于2毫米,大动脉用的支架外径一般为2-5毫米.

采用实时X射线成像对支架放置进行监控,这样外科医生能够在屏幕上看到支架,并将其送到所需位置.放射吸收率与材料密度成正比,Mo-50Re的密度为13.5克/立方厘米,而传统材料的密度仅为4.5克/立方厘米(钛)-8.8克/立方厘米(钴-铬).与传统合金相比,Mo-Re支架的放射吸收率高很多,在植入过程中,医生看到的清晰程度要比传统支架高得多,因此在操控和放置Mo-Re支架时具有更高的安全性和准确性.

骨骼友好型植入物

Mo-Re合金植入物不存在生物相容性的问题或过敏反应,而含有镍、钴或铬的植入物会出现过敏反应.许多生物相容性试验对 Mo-Re合金和Ti-6Al-4V合金做了对比,结果总结在ASTM F3273-17中.骨传导性 (植入物表面骨骼生长过程) 是另一个重要的性能,据观察,只有生物相容性良好的植入物材料才具备这种能力.在一项骨植入研究中,将试验钉植入动物的股骨中,结果发现,在植入4周、13周和26周后,MoRe和Ti-6Al-4V 钉具有相近的骨传导性.