二矽化鉬

二矽化鉬

二矽化鉬（Molybdenum Disilicide）是一種鉬的矽化合物，也稱為矽化鉬，分子式為MoSi2 ，分子量為154.13。

由於兩種原子的半徑相差不大，電負性比較接近，所以其具有近似於金屬與陶瓷的性質。熔點高達2030℃，具有導電性，在高溫下表面能形成二氧化矽鈍化層以阻止進一步氧化，其外觀為灰色金屬色澤，源於其四方α-型晶體結構，也存在六角形但不穩定的β-改性晶體結構 。不溶於大部分酸，但可溶於硝酸和氫氟酸。

基本介紹

  • 中文名：二矽化鉬
  • 英文名：Molybdenum Disilicide
  • 別稱：矽化鉬
  • 化學式：MoSi2
  • 分子量：154.13
  • CAS登錄號：12136-78-6
  • EINECS登錄號：235-231-8
  • 熔點：2030℃
  • 密度：6.24g/cm3
  • 電阻率：21.5×10-6Ω·cm
  • 熱導率：45W/m·K
  • 熱膨脹係數：7.8×10-6/K
  • 外觀：灰色金屬固體
  • 晶體結構：矩形
發展歷史,物化性質,用途,合成方法,貯存方法,安全信息,計算化學數據,

發展歷史

矽化鉬於1906年發現，矽和鉬在不同條件下，可形成矽化三鉬（Mo3Si）、三矽化五鉬（Mo5Si3）和二矽化鉬（MoSi2）。
三種矽化鉬中最主要是二矽化鉬（MoSi2），是一種道爾頓型金屬間化合物，其晶體結構中的原子結合呈現金屬鍵和共價鍵共存的特徵，具有優良的高溫本質特徵。
早在1907年，二矽化鉬就用作金屬的高溫防腐塗層材料，20世紀50年代出現了二矽化鉬電熱元件。
二矽化鉬作為結構材料是在50年代初首次提出的，但直到70年代，隨著脆性材料作為結構材料這一概念的出現，才被重視。80年代發生了飛躍性的進展，其研究工作，在世界範圍內廣泛開展起來。

物化性質

MoSi2是Mo-Si二元合金系中含矽量最高的一種中間相，是成分固定的道爾頓型金屬間化合物。具有金屬與陶瓷的雙重特性，是一種性能優異的高溫材料。很好的高溫抗氧化性，抗氧化溫度高達1600℃以上，與SiC相當；有適中的密度（6.24g/cm3）；較低的熱膨脹係數（8.1×10-6K-1）；良好的電熱傳導性；較高的脆韌轉變溫度（1000℃）以下有陶瓷般的硬脆性。在1000℃以上呈金屬般的軟塑性。MoSi主要套用作發熱元件、積體電路、高溫抗氧化塗層及高溫結構材料。
在MoSi2中鉬與矽之間以金屬鍵結合，矽和矽之間則以共價鍵連結，二矽化鉬為灰色四方晶體。不溶於一般的礦物酸（包括王水），但溶於硝酸和氫氟酸的混合酸中，具有良好的高溫抗氧化能力，可用作高溫（<1700℃）氧化氣氛中工作的發熱元件。
在氧化氣氛中，高溫燃燒緻密的石英玻璃（SiO2）的表面上形成保護膜層，以防止二矽化鉬連續氧化。當加熱元件的溫度是高於1700℃，形成SiO2保護膜，在熔點為1710℃下稠合，和SiO2融合成熔融滴。由於其表面延伸的動作，因此失去其保護能力。在氧化劑作用下，當元素被連續地使用，再次形成保護膜的形式。應當提示的是由於在低溫度的強氧化作用，該元素不能長時間被用於400-700℃溫度環境下。

用途

二矽化鉬的套用於高溫抗氧化塗層材料、電加熱元件、集成電極薄膜、結構材料、複合材料的增強劑、耐磨材料、結構陶瓷的連線材料等領域，分布在以下幾個行業：
1）能源化學工業：電加熱元件、原子反應堆裝置的高溫熱交換器、氣體燃燒器、高溫熱電偶及其保護管、熔煉器皿坩堝（用於熔煉鈉、鋰、鉛、鉍、錫等金屬）。
2）微電子工業：MoSi2與其他一些難熔金屬矽化物Ti5Si3、WSi2、TaSi2等是大規模積體電路柵極及互連線薄膜重要的候選材料。
3）航空航天工業：作為高溫抗氧化塗層材料得到廣泛而深入的研究和套用。特別是作為渦輪發動機構件，如葉片、葉輪、燃燒器、尾噴管及密封裝置的材料。
4）汽車工業：汽車用渦輪發動機增壓器轉子、氣門閥體、火花塞以及發動機零部件。

合成方法

製備原理：Mo+2Si→MoSi2
二種元素直接反應可製得MoSi2。

貯存方法

常溫密閉避光，通風乾燥處。

安全信息

危險品標誌：有害
安全標識：S36
危險標識：R20/21/22

計算化學數據

1、 氫鍵供體數量：0
2、 氫鍵受體數量：0
3、 可旋轉化學鍵數量：0
4、 拓撲分子極性表面積（TPSA）：0
5、 重原子數量：3
6、 表面電荷：0
7、 複雜度：18.3
8、 同位素原子數量：0
9、 確定原子立構中心數量： 0
10、 不確定原子立構中心數量：0
11、 確定化學鍵立構中心數量：0
12、 不確定化學鍵立構中心數量：0
13、 共價鍵單元數量：1

熱門詞條

聯絡我們