2019-04-16 19:58:30

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二硅化钼(Molybdenum Disilicide)是一种钼的硅化合物,也称为硅化钼,分子式为MoSi2 ,分子量为154.13。

由于两种原子的半径相差不大,电负性比较接近,所以其具有近似于金属与陶瓷的性质。熔点高达2030℃,具有导电性,在高温下表面能形成二氧化硅钝化层以阻止进一步氧化,其外观为灰色金属色泽,源于其四方α-型晶体结构,也存在六角形但不稳定的β-改性晶体结构 。不溶于大部分酸,但可溶于硝酸和氢氟酸

基本信息

  • 中文名

    二硅化钼

  • 英文名

    Molybdenum Disilicide

  • 别称

    硅化钼

  • 化学式

    MoSi2

  • 分子量

    154.13

  • CAS登录号

    12136-78-6

  • EINECS登录号

    235-231-8

  • 熔点

    2030℃

  • 密度

    6.24g/cm3

  • 电阻率

    21.5×10-6Ω·cm

  • 热导率

    45W/m·K

  • 热膨胀系数

    7.8×10-6/K

  • 外观

    灰色金属固体

  • 晶体结构

    矩形

折叠 编辑本段 发展历史

硅化钼于1906年发现,在不同条件下,可形成硅化三钼(Mo3Si)、三硅化五钼(Mo5Si3)和二硅化钼(MoSi2)。

三种硅化钼中最主要是二硅化钼(MoSi2),是一种道尔顿型金属间化合物,其晶体结构中的原子结合呈现金属键和共价键共存的特征,具有优良的高温本质特征。

早在1907年,二硅化钼就用作金属的高温防腐涂层材料,20世纪50年代出现了二硅化钼电热元件。

二硅化钼作为结构材料是在50年代初首次提出的,但直到70年代,随着脆性材料作为结构材料这一概念的出现,才被重视。80年代发生了飞跃性的进展,其研究工作,在世界范围内广泛开展起来。

折叠 编辑本段 物化性质

MoSi2是Mo-Si二元合金系中含硅量最高的一种中间相,是成分固定的道尔顿型金属间化合物。具有金属与陶瓷的双重特性,是一种性能优异的高温材料。很好的高温抗氧化性,抗氧化温度高达1600℃以上,与SiC相当;有适中的密度(6.24g/cm);较低的热膨胀系数(8.1×10K);良好的电热传导性;较高的脆韧转变温度(1000℃)以下有陶瓷般的硬脆性。在1000℃以上呈金属般的软塑性。MoSi主要应用作发热元件、集成电路、高温抗氧化涂层及高温结构材料。

在MoSi2中钼与硅之间以金属键结合,硅和硅之间则以共价键连结,二硅化钼为灰色四方晶体。不溶于一般的矿物酸(包括王水),但溶于硝酸和氢氟酸的混合酸中,具有良好的高温抗氧化能力,可用作高温(<1700℃)氧化气氛中工作的发热元件。

氧化气氛中,高温燃烧致密的石英玻璃(SiO2)的表面上形成保护膜层,以防止二硅化钼连续氧化。当加热元件的温度是高于1700℃,形成SiO2保护膜,在熔点为1710℃下稠合,和SiO2融合成熔融滴。由于其表面延伸的动作,因此失去其保护能力。在氧化剂作用下,当元素被连续地使用,再次形成保护膜的形式。应当提示的是由于在低温度的强氧化作用,该元素不能长时间被用于400-700℃温度环境下。

折叠 编辑本段 用途

二硅化钼的应用于高温抗氧化涂层材料、电加热元件、集成电极薄膜、结构材料、复合材料的增强剂、耐磨材料、结构陶瓷的连接材料等领域,分布在以下几个行业:

1)能源化学工业:电加热元件、原子反应堆装置的高温热交换器、气体燃烧器、高温热电偶及其保护管、熔炼器皿坩埚(用于熔炼钠、锂、等金属)。

2)微电子工业:MoSi2与其他一些难熔金属硅化物Ti5Si3、WSi2、TaSi2等是大规模集成电路栅极及互连线薄膜重要的候选材料。

3)航空航天工业:作为高温抗氧化涂层材料得到广泛而深入的研究和应用。特别是作为涡轮发动机构件,如叶片、叶轮、燃烧器、尾喷管及密封装置的材料。

4)汽车工业:汽车用涡轮发动机增压器转子、气门阀体、火花塞以及发动机零部件。

折叠 编辑本段 合成方法

制备原理:Mo+2Si→MoSi2

二种元素直接反应可制得MoSi2。

折叠 编辑本段 贮存方法

常温密闭避光,通风干燥处。

折叠 编辑本段 安全信息

危险品标志:有害

安全标识:S36

危险标识:R20/21/22

折叠 编辑本段 计算化学数据

1、 氢键供体数量:0

2、 氢键受体数量:0

3、 可旋转化学键数量:0

4、 拓扑分子极性表面积(TPSA):0

5、 重原子数量:3

6、 表面电荷:0

7、 复杂度:18.3

8、 同位素原子数量:0

9、 确定原子立构中心数量: 0

10、 不确定原子立构中心数量:0

11、 确定化学键立构中心数量:0

12、 不确定化学键立构中心数量:0

13、 共价键单元数量:1

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