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二硅化钼

什么是二硅化钼?

二硅化钼(MoSi2)是一种很有吸引力的高熔点金属间化合物。这是因为它具有若干很有希望的性能,例如中等密度(6.24g·cm-3),高熔点(2030℃),低膨胀系数(8.1×10-6),抗氧化性和化学惰性等,特别是它的高温抗氧化性居硅化物之冠,可以和SiC及Si3N4相媲美。这种优良性能系来自自动生成Si认保护膜;后者在高温和氧化气氛中形成,它是一种非剥落氧化物,当温度高于9000C时,二硅化钼(MoSi2)表面便形成SiO2薄膜,使其本身获得高温与热循环保护,而且在其裂缝中自动生成SiO2,取得自愈合作用。

二硅化钼(MoSi2)的用途很广。

首先是应用于电阻炉作电热元件,直至1800℃仍作为类金属导体之用;

钼合金其次二硅化钼(MoSi2)薄膜用作硅片集成电路的栅极接点;厚膜涂层则用作高温(1500℃)抗氧化防护材料。

今后二硅化钼(MoSi2)将作为高温结构,如涡轮发动机叶片材料,大有开发潜力。二硅化钼(MoSi2)的结构与性能取决于其化学组成、密度等(它们受到合成条件,如温度、压力等控 制)。

高纯二硅化钼(MoSi2)通常是用高纯钥与金属硅接触熔融制备的。研究表明,采用高纯低氧原 料和气体保护等措施生产的二硅化钼(MoSi2),其韧脆转变温度可提高到1300~1400℃,室温韧性也 有改善,可见二硅化钼(MoSi2)中夹杂物510。的去除对高性能二硅化钼(MoSi2)的开发是至关重要的。

利用普通冶金方法生产二硅化钼(MoSi2),其缺点是晶粒粗大和成份偏析,所以生产二硅化钼(MoSi2)的主要 方法是粉末冶金工艺。这种工艺虽较成熟,但环节多,高温时间长,氧污染严重。为此,在原材料中添加少量碳粉,可改善二硅化钼(MoSi2)的断裂韧性和硬度。其中的脱氧反应是:

SiO2+3C——>SiC+2CO

自蔓延高温合成,又称燃烧合成,是近20年来开发的一种材料合成新工艺。它是利用化学反应自身放出的热量来维持。该工艺的优点是工艺简单,产品纯度高,节能和高效,在前苏联已进入工业应用阶段。

为了制备二硅化钼(MoSi2),可先将金属钥粉与硅粉按化合计量充分混合,再局部点火引发自蔓延反应,产生的反应热继续维持其余的合成反应。如果将它与热 压、熔铸等技术相结合,则可直接生产致密二硅化钼(MoSi2)材料,对金属间化合物的合成制造有很 大的潜在优势。美国近年来已利用该技术以及放热弥散技术研制出性能优异的高温结构材料,二硅化钼(MoSi2)复合材料。

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