二硅化钼(MoSi₂)的热膨胀系数是了解其在不同温度下行为的关键参数。根据所提供的参考资料,通过 X 射线衍射测定的 MoSi₂ 线性热膨胀系数的平均值为 9.2 ± 0.6 - 10-⁶ deg-¹ 之间。这一数值表明,MoSi₂ 的热膨胀率相对较低,这对于用于加热元件等高温应用的材料来说是一种理想的特性,因为它能够抵抗热冲击并保持结构的完整性。此外,MoSi₂ 结合了陶瓷和金属的最佳特性,包括耐腐蚀性、抗氧化性以及良好的导热性和导电性,使其成为工业应用中的一种多功能材料。
要点说明:
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硅 MoSi₂ 的热膨胀系数:
- 二硅化钼的线性热膨胀系数为 9.2 ± 0.6 - 10-⁶ deg-¹ ,这是使用 X 射线衍射法在 13°C 至 613°C 之间测得的。
- 该值表明,MoSi₂ 的热膨胀率很低,这对于需要在温度波动下保持尺寸稳定的应用非常有利。
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低热膨胀的意义:
- 热膨胀率低,降低了热应力和开裂的风险,这对于在高温环境中使用的材料(如加热元件或熔炉部件)至关重要。
- 这一特性与 MoSi₂ 的抗热震性相结合,确保了其在工业应用中的长期耐用性和可靠性。
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硅钼的材料特性:
- MoSi₂ 结合了陶瓷(耐腐蚀和抗氧化性)和金属(导热性和导电性)的特性。
- 其熔点为 2030°C 低于纯钼(2610°C),但仍适用于高温应用。
- 由于形成了一层保护性的 SiO₂层,钼的抗氧化性非常出色,可在以下温度下连续使用 1700°C 在空气中持续数千小时。
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挑战和考虑因素:
- MoSi₂ 很脆,在高温下容易断裂,这在运输和安装过程中会带来挑战。
- 它的抗冲击强度低,在长期应力作用下容易发生蠕变和变形,因此需要谨慎处理和设计。
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硅钼的应用:
- MoSi₂ 具有抗氧化、抗热震和抗腐蚀的特性,因此被广泛用于高温炉的加热元件。
- 它的低电阻率和正电阻-温度特性使其适用于工业加热系统中的大功率负载。
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与其他材料的比较:
- 与纯钼相比,MoSi₂ 的熔点较低,但具有优异的抗氧化性和热稳定性。
- 与许多陶瓷不同,MoSi₂ 具有类似金属的导电性,使其成为一种适用于特殊应用的独特混合材料。
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耐化学性:
- 硅 MoSi₂ 可抵抗熔融金属和熔渣的侵蚀,不受氢氟酸 (HF)、王水和其他无机酸的影响。
- 不过,它可溶于硝酸和氢氟酸的混合物以及熔融碱,这限制了它在高腐蚀性环境中的应用。
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结构特性:
- MoSi₂的晶体结构可形成四面棱柱或八面棱柱,具体取决于制备方法。
- 其灰色金属光泽和较高的显微硬度(11.7 千帕)有助于提高其耐用性和耐磨性。
通过了解硅 MoSi₂ 的热膨胀系数和其他特性,采购人员和工程师可以就其在特定应用中的适用性做出明智的决定,确保其在高温环境中的最佳性能和使用寿命。
汇总表:
属性 | 值/描述 |
---|---|
热膨胀系数 | 9.2 ± 0.6 - 10-⁶ deg-¹ (13°C 至 613°C) |
熔点 | 2030°C |
抗氧化性 | 卓越(形成保护性 SiO₂层,可在 1700°C 的空气中使用) |
导电性 | 高(类金属导电性) |
主要应用 | 加热元件、熔炉部件、高功率工业系统 |
挑战 | 高温脆性大、冲击强度低、易蠕变和变形 |
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