二硅化鉬

鉬的硅化合物

二硅化鉬(Molybdenum Disilicide)是一種鉬的硅化合物,也稱為硅化鉬,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硅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

發展歷史


硅化鉬,硅鉬件,形硅化鉬()、硅化五鉬()二硅化鉬()。
硅化鉬二硅化鉬(),頓型屬化合,晶構合呈金屬鍵共價鍵共存的特徵,具有優良的高溫本質特徵。
早,二硅化鉬屬溫防腐塗層材料,20世紀50年代出現了二硅化鉬電熱元件。
二硅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


MoSi是Mo-Si二元合金系中含硅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/cm);較低的熱膨脹係數(8.1×10K);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主要應用作發熱元件、集成電路、高溫抗氧化塗層及高溫結構材料。
在MoSi中鉬與硅之間以金屬鍵結合,硅和硅之間則以共價鍵連結,二硅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(SiO)的表面上形成保護膜層,以防止二硅化鉬連續氧化。當加熱元件的溫度是高於1700℃,形成SiO保護膜,在熔點為1710℃下稠合,和SiO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


二硅化鉬的應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、結構陶瓷的連接材料等領域,分佈在以下幾個行業:
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:MoSi與其他一些難熔金屬硅化物TiSi、WSi、TaSi等是大規模集成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應用。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


二種元素直接反應可製得MoSi。

貯存方法


常溫密閉避光,通風乾燥處。

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