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一、钨钼主要物理及力学性能
钨、钼金属表面都成银灰色光泽，粉末呈暗灰色；熔点高，强度大，弹性模量高，膨胀系数小，蒸汽压低，导电导热性能优良。但钨、钼都具有高温氧化及低温脆性的共同缺点。
表1 钨、钼主要物理性能及室温力学性能
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Mo |
W |
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密度/（g·cm-3） |
10.2 |
19.32 |
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熔点/℃ |
2620±20 |
3410±20 |
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沸点/℃ |
4804 |
5930 |
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线性热膨胀系数/10-6 |
5.3 |
4.6 |
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电子逸出功/eV |
4.55 |
4.2 |
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弹性模量/GPa |
320-360 |
390-410 |
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再结晶开始温度/℃（1h退火） |
800 |
1150 |
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20℃时的比电阻/（μΩ·m） |
0.05 |
0.05 |
表2 钨在不同状态下的抗拉强度
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加工状态 |
99.95%钨 |
99.9%钨 |
旋锻制品 |
拉伸制品 |
退火状态 |
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抗拉强度（公斤/毫米2） |
84.4 |
112.5 |
35-150 |
180-145 |
110 |
表3 钼在不同状态下的抗拉强度与延伸率
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加工状态 |
坯条 |
旋锻制品 |
拉伸制品 |
退火状态 |
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抗拉强度（公斤/毫米2） |
18 |
71.3 |
140-245 |
80-100 |
二、钨的化学性能
钨是元素周期表中Ⅵ族过渡族元素，化合价从2到6，它在低化合价时呈碱性，高化合价时呈酸性。
钨在室温干燥环境中十分稳定，但在潮湿空气中会慢慢氧化；高温下很易与氧、一氧化碳、水蒸气、氮气和卤素起作用。但无论在室温还是高温下，均不与氢气发生任何作用，因而氢不仅是制备钨、钼粉的还原介质，也是钨、钼高温加工过程中的重要保护介质。钨与汞不反应，这使钨作为高压汞灯的电极，性能非常稳定。
钨的氧化行为是十分重要的，它影响到钨的脆性和使用。在400℃以下，钨按抛物线速率氧化，生成积附性蓝色氧化层（W4O11或WO2.9），高于400℃以后，迅速氧化成褐色氧化钨（WO2）或黄色氧化钨（WO3），高于500℃时氧化膜出现裂纹，800℃以上时，WO3显著挥发，超过1100℃，WO3的升华与生成速度相当。WO3是钨稳定的最终氧化钨产品。WO3不溶于酸，易溶于碱。
钨在室温下不与水反应，高于600℃后易于水蒸气反应生成氧化物；所以高温时水蒸气的存在往往是钨氧化的根源。
钨与卤素在250-1200℃发生化合反应，在高温（1400-1600℃）又会分解，利用此原理研制成高效的卤钨灯，如碘钨灯、溴钨灯等。钨的氟化物（WF6，沸点17.5℃）和氯化钨（WCl6，沸点346.4℃），又是化学气相沉积法（CVD）制备纯钨异性制品的重要原料。
钨在1100℃与碳反应成两种脆而硬的碳化钨（W2C），熔点2750℃，WC（熔点2800℃），化学稳定性好，电阻率高，硬度高，是制备硬质合金的主要原材料。
钨与氮在常温下不起作用，在1200-2400℃之间钨能溶解0.2%-0.5%（原子分数）的氮，在纯氮气中，温度高于2300℃时，钨与氮生成棕黑色WN2。WN2在真空中400℃以下是稳定的。在825-875℃下直接向钨粉中通入氮可生成W2N。
钨在常温时与酸、碱不反应，但浓硝酸可使钨表面氧化；钨可溶于混合酸（氢氟酸+硝酸或盐酸）中，反应生成WO3。碱或氮的水溶液在无氧时不腐蚀钨，但在这些溶液中添加小量氧化剂如硝酸，将受到强烈的腐蚀。凡是在一定条件能使钨溶解的酸，碱或盐都可作为蚀洗钨的材料。
钨与氧化铝、氧化镁、氧化锆等陶瓷耐火材料接触，超过1900℃，即会使钨氧化。
表4 钨的化学性能
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介质 |
试验条件 |
反应情况 |
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空气或氧气 |
20℃
＞400℃ |
不反应
开始反应 |
|
氢气 |
在所有温度下 |
不反应 |
|
氮气 |
1500℃以上
在常温下 |
形成氮化物
不作用 |
|
氨气 |
2300℃以上 |
形成棕黑色WN2 |
|
水蒸气 |
700℃以上 |
氧化 |
|
二氧化碳 |
1200℃以上 |
氧化 |
|
一氧化碳 |
800℃以上 |
形成碳化物 |
|
二氧化硫 |
高温 |
氧化 |
|
氟 |
任何温度 |
强烈腐蚀 |
|
氯 |
250℃以上 |
腐蚀 |
|
溴碘 |
赤热 |
腐蚀 |
|
硫化氢 |
赤热 |
腐蚀 |
|
硫 |
～880℃ |
生成硫化物 |
|
硅 |
～1000℃ |
生成硅化物 |
|
硼 |
高温 |
生成硼化物 |
|
锌 |
|
不腐蚀 |
|
铝镁氧化物 |
在1900℃以上 |
氧化 |
|
氧化钍 |
在2200℃以上 |
氧化 |
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钠 |
～600℃ |
不作用 |
|
钾、钠混合 |
～600℃ |
不作用 |
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镓 |
～600℃ |
不作用 |
|
氢氧化钠 |
10%，20℃ |
不作用 |
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熔融苛性碱 |
在空气中 |
轻微腐蚀 |
|
氨溶液 |
在氧化剂KNO3，KClO3，PbO2中迅速溶解，在氧化剂存在时如H2O2 |
腐蚀 |
|
碳酸钠、碳酸钾 |
热 |
不腐蚀 |
|
氢氟酸 |
冷，热 |
不腐蚀 |
|
硝酸 |
冷，浓或稀 |
不腐蚀 |
|
硝酸或硫酸 |
热，浓或稀 |
轻微腐蚀 |
|
氢氟酸+硝酸 |
冷或热 |
迅速溶解 |
|
王水 |
热 |
迅速溶解 |
|
磷 |
800℃ |
生成磷化物 |
三、钼的化学性能
钼是元素周期表中第ⅥB族元素，化合价从2、3、4、5、6几种，在低化合价时呈碱性，高化合价时呈酸性；6价钼的化合物最稳定。钼与钨一样，直到熔点也不和氢反应，氢是制备钼粉的重要还原剂，也是钼高温加工过程中良好的保护气体。
钼与氧能生成多种氧化物。（1）在475℃以下，钼与氧生成致密的粘附氧化膜。研究表明是MoO2薄层，外表层也有MoO3。（2）在475-700℃形成氧化膜的同时，发生MoO3蒸发。氧化膜分两层：内层为MoO2，外层MoO3。（3）在700-800℃范围内，内层的MoO2层达到临界厚度以后发生破裂，引起氧化速度突然加快，超过725℃，钼的氧化迅速，在钼表面不再生成氧化钼层，只见到黄色氧化物（MoO3）的升华，出现“毁灭性氧化”。（4）超过850℃，MoO3蒸汽在钼的表面构成致密的屏障层，阻止氧达到钼的表面，氧化速度有所回落。
由于钼在725℃以上易产生“毁灭性氧化”，严重限制了钼作为结构材料应用范围，即钼在高温使用时，必须有H2保护或处在真空条件下。
钼在900℃以上温度和一个大气压下吸收氮（NH3），在900-2600℃之间，随温度升高，氨在钼中的溶解度（原子分数）大约由0.01%增加到0.1%。在1500℃左右时生成氮化钼，钼材在加工过程中吸入氮后会发脆，致密钼材在氨（NH3）中加热到1100-1500℃就有氮化物生成，在分解氨介质中氮化速度比在纯氨中快。
表5 钼的化学性能
|
介质 |
试验条件 |
反应情况 |
|
水 |
—— |
不腐蚀 |
|
HF |
冷，热 |
不腐蚀 |
|
HF+H2SO4 |
冷
热 |
不腐蚀
轻微腐蚀 |
|
HF+王水 |
热 |
迅速腐蚀 |
|
HF或HNO3 |
冷或热 |
迅速溶解 |
|
氨水 |
—— |
不腐蚀 |
|
熔融碱 |
大气下 |
轻微腐蚀 |
|
熔融碱 |
在氧化剂如：KNO3，KClO3，PbO2中 |
迅速溶解 |
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硼 |
高温 |
生成硼化物 |
|
碳 |
1100℃以上 |
生成碳化物 |
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硅 |
1000℃ |
生成硅化物 |
|
磷 |
直到最高温度 |
不腐蚀 |
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硫 |
440℃以上 |
生成硫化物 |
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碘 |
790℃以下 |
不腐蚀 |
|
钾 |
1200℃ |
不腐蚀 |
|
锂 |
1430℃ |
不腐蚀 |
|
镁 |
1000℃ |
不腐蚀 |
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溴 |
840℃以下 |
不腐蚀 |
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氯 |
230℃以下 |
强烈腐蚀 |
|
氟 |
室温 |
强烈腐蚀 |
|
空气和氧 |
400℃以上
600℃以上
700℃以上 |
开始氧化
强烈氧化
MoO3升华 |
|
H2，和惰性气体 |
直到最高温度 |
不反应 |
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CO |
1400℃以上 |
生成碳化物 |
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CO2 |
1200℃以上 |
氧化 |
|
碳氢化合物 |
1100℃ |
生成碳化物 |
|
Al，Fe，Co，Ni，Sn |
熔融 |
强烈腐蚀 |
|
Zn |
熔融 |
轻微腐蚀 |
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Bi |
熔融 |
高度耐蚀 |
|
玻璃 |
熔融 |
高度耐蚀 |
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难熔氧化物如ZrO2，BeO，MgO，ThO2，Al2O3 |
1700℃以下 |
不腐蚀 |
|
N2 |
1100℃以上 |
氮化 |
|
Na |
1020℃ |
不腐蚀 |
|
Rb |
1100℃ |
不腐蚀 |
|
Cs |
870℃ |
不腐蚀 | |
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