Ni-Mo-Er(Gd)-MoSi2复合镀层的制备研究(3)
图1.1 Cllb型MoSi2晶胞示意图
图1.2 MoSi2强度随温度变化关系曲线
同样，MoSi2也是Mo-Si二元系合金中含硅量最高的一种道尔顿型金属间化合物。由于Mo、Si两原子半径相差不大，电负性又比较接近，故Mo、Si两原子的结合具有金属键和共价键共存的特征，因此，它具有金属和陶瓷的双重特性。主要表现[10]为:①MoSi2属四方晶体结构，密度为5.9g/cm3～6.3g/cm3。纯的MoSi2在达到熔点前无相变， 热稳定性好；②MoSi2熔点高达2030℃，导热率较高（与SiO2相近)，热膨胀系数较小，近乎线性；③MoSi2的电阻率低(21.5×10-6Ω•cm)，导电率高，属良导体，可以采用电火花加工；④MoSi2的抗拉强度和弯曲强度并不低于一般金属材料和某些氧化物材料（如Al2O3)，而硬度和抗压强度比金属高；⑤MoSi2的化学态为酸性，常温下对绝大多数的酸碱都是不溶的，除氧化物陶瓷外，MoSi2是所有难熔化合物中抗氧化稳定性最高的一种；⑥MoSi2具有脆性-韧性转变，其转变温度(BDTT)一般在900℃～1000℃左右；⑦具有R’特性，即在一定温度范围内，随着温度的升高其强度基本保持不变；⑧MoSi2的晶体结构基本上属于体心立方晶胞的三次重叠形，塑性加工有可能实现[11]。
MoSi2因具有优异的物理化学性能，其应用已经扩展到航空、航天、冶金、化工和机械等许多领域。
①结构材料的应用：MoSi2基复合材料作为高温结构材料，在航空航天领域主要用作涡轮飞行器发动机的高温部件，如叶片、燃烧器、喷嘴、密封环等，在汽车领域主要用作涡轮增压器转子、气体阀门、火花塞和先进涡轮发动机高温部件等[7]。
②发热元件的应用：MoSi2基复合材料比较成熟的工业应用主要是作为发热元件、发电部件、高温热交换器、气体燃烧器、液体金属或玻璃分割器、点火装置和高温过滤器等。最广泛的应用是作为电炉的发热元件[7]。
MoSi2发热元件是一种可用于多种气氛的高温发热元件，尤其适用于氧化性气氛，其最高使用温度已达到1850℃。它之所有具有良好的高温抗氧化性，是因为其优异的“自愈合”和“自清洁”特性。即在1000℃以上氧化气氛中加热时，可以在表面生成一层致密的SiO2石英玻璃保护膜，起到阻挡氧进入基体的作用，并且这层保护膜可以再生，也就是说如果继续在氧化性气氛中使用，一旦因某种原因造成保护膜剥落或产生裂纹，它会自动“愈合”，再次生成一层完整致密的保护膜。该保护膜还可以自动清除制造或使用过程中发热元件表面所黏附的杂质，当杂质与SiO2反应时，引起保护膜熔点降低，在高温作用下，低熔点保护膜脱落，同时根据“自愈合”特性再次形成一层新的保护膜，减少MoSi2，发热元件使用过程中因烧结制品挥发相互造成的污染[7]。
③高温防氧化涂层材料的应用：高温下（>1200℃）MoSi2表面会迅速形成致密的SiO2薄膜，由于SiO2粘性较小，很容易流进裂纹中去，可以起到修补裂纹或裂纹自愈合的功能。因此，MoSi2是一种性能极佳的难熔金属和C/C复合材料的高温抗氧化涂层材料。但传统的MoSi2涂层在基体(如Mo) 和涂层之间存在明显的界面，同时因两者热膨胀系数不同，极易造成涂层的开裂剥落，一般寿命不长。目前，提高抗氧化涂层的方法是制备功能梯度 (FGM型) MoSi2-SiC复合涂层[11]。
④其他应用：MoSi2基复合材料可做成热电偶保护管、鼓泡管、测温管、电极、电阻浆料、红外光源材料、电路栅极和陶瓷连接材料。MoSi2也可代替铝作为集成电路互补金属氧化物半导体的连接件，MoSi2薄膜沉积在石英上作为制造超大规模集成电路的高性能光掩模材料，MoSi2薄膜用作大规模集成电路上的门材料和单块集成电路薄膜电器[7]。
下一篇：甲醛的简易检测新方法研究