二硅化钼 (MoSi2) 是一种金属间化合物，具有高温稳定性、抗氧化性和热冲击特性。作为粉末，它适用于热喷涂、烧结和复合材料市场。本指南介绍了 MoSi2 粉末的规格、制造方法、使用实例、供应商、成本、局限性和替代品，供材料工程师参考。
二硅化钼粉 概述
将硅与难熔金属钼结合，生产出的 MoSi2 在 1300°C 以上仍能保持强度，不会熔化或氧化。将其转化为粉末状可以：
- 涡轮叶片和工具的热喷涂涂层
- 添加微粒增强剂改善陶瓷基复合材料
- 粉末冶金固结成净形热交换器
关键属性：
- 熔点为 2030°C，具有高温稳定性
- 形成二氧化硅氧化物保护层，可在高达 1500°C 的空气中抗氧化
- 6.2 克/平方厘米的低密度减轻了组件的重量
- 极低的热膨胀系数可避免在快速 ΔT 梯度下出现裂纹
这种硅化物能承受远高于镍和钴超合金的极端环境，因此在从熔炉部件到航空发动机和高超音速飞行器前缘的热保护系统中不可或缺。
二硅化钼粉 作曲
MoSi2粉末的范围很广，从残留少量碳和氧污染的相对纯净的配方，到合金化或添加微粒强化剂的定制配方：
| 类型 | 说明 | 组成 |
|---|---|---|
| 纯 MoSi2 | 钼+硅二元混合物 | 99% MoSi2 + <1% C, O |
| 合金化合物 | 添加硼、铬、铝等元素，形成 Mo-Si-X 三元/四元化合物 | MoSi2 + 5% Cr + 2% B |
| 复合材料 | 与 MoSi2 粉末混合的微粒氧化物或碳化物 | MoSi2 + 20% SiC |
表 1. 二硅化钼粉末成分的主要类别，包括商品二元混合物和定制合金/复合材料
通过添加铬、铝、碳等元素或使用稳定的陶瓷进行强化，可对 CTE、抗氧化性和流变性进行调整，使之与最终烧结产品设计相匹配。
MoSi2 粉末的特征和性能
- 外观 - 晶体状或角状灰色粉末
- 熔点 - 2030°C 实现了熔融状态烧结，无需熔化部件
- 密度 - 6.2 克/立方厘米，50% 为钨的密度
- 抗氧化性 - 压力可达 0.9 atm，通过二氧化硅保护层在高达 1500°C 的空气中抗氧化
- 泊松比 - 0.18-0.28 类似于钢
- CTE - 7.8 μm/m°C (20-1000°C) 具有出色的抗热震性
- 电阻率 - 150-190 μΩ-cm 必须同时考虑部件冷却的热导率
这些特性确保了在超过超合金限制的快速和循环烧结热负荷下的尺寸稳定性。韧性相的添加扩大了硅化物的脆性延展性。
MoSi2 粉末粒度规格
工业等级根据分布截面对粉末进行分类：
| 等级 | 微米尺寸 | 典型用途 |
|---|---|---|
| -140目 | <106 μm | 热喷涂涂层 |
| -325目 | <44 μm | 粉末注射成型原料 |
| -400目 | <38 μm | CMC 加固、压制/烧结部件 |
表 2. 常见二硅化钼粉末的目数分类，从热喷涂到烧结碳化硅的 10 微米以下添加量不等
指定粉末分布可确保热喷涂喷嘴的粒度限制和流变需求与紧密挤压和烧结需求相一致。
二氧化硅钼粉的生产工艺
减少＆amp; 硅化 ＆＃8211; 三氧化钼在用硅粉末降低的三氧化物粉末在1200°C以上产生的MOSI2最终被磨成分布。 较低的纯度和不规则的颗粒最适合热喷雾沉积。
气体雾化 ＆＃8211; 诱导雾气中的诱导凝分雾化雾化为粉末可以管理氧化并很好地控制粒径。 球形形状可以改善粉末床包装和烧结行为。 但是，较低的产量和较高的粉末价格点经文是化学生产。
血浆球体化 ＆＃8211; 与其完全熔化的诱导加热进料汤料注入了等离子火炬的圆形不规则减少/硅质的颗粒可改善流量和填充，同时最大程度地减少材料损失以耗尽熔体纯化。 在其他方法之间提供中点粉末质量和成本概况。
评估纯度，粉末特征和价格之间的权衡取决于最佳价值生产方法匹配应用程序要求。
行业标准和规格
政府和贸易协会发布了各种MOSI2粉末标准：
| 实体 | 标准号码 | 说明 |
|---|---|---|
| 喷涂技术联合 | FS-150 | 热喷雾等级 |
| 德国德国标准化研究所 | DIN17742 | 粉状冶金等级 |
| 国际ASTM | Q 1765 | 测试方法标准 |
| ISO国际标准组织 | ISO 21825 | 机械和物理测试方法 |
表 3。 领先的国际质量和测试标准适用于二胺粉末
审查所需的化学，颗粒大小，典型的杂质阈值和批判性结束应用机械测试协议可确保适当指定和合格的MOSI2批次根据涉及使用情况的认证指南，涵盖了使用情况＆＃8211; 避免或以下指定原材料输入。
MOSI2粉末应用
受益于极端热稳定性和抗氧化耐药性的非排量用途包括：
热喷涂涂层
- 炉子式吊管，固定装置和托盘
- 难治性金属加工坩埚
- 飞机涡轮叶片侵蚀 +热保护
烧结
- 电加热元件接触和支撑
- 玻璃制造中的高温气密封和电极
- 熔融金属浸入硬件等钢
复合材料
- 氮和碳化物中的增强添加剂
- 热管理电子基材填充剂
任何需要二维稳定性的烧结，涂料或复合制造工艺，没有氧化的1000°C温度波动，都会考虑二硅甲基酰化粉末。
二硅化钼粉 制造商＆amp; 供应商
生产和供应Mosi2粉末的知名商人包括：
| 供应商 | 地点 | 生产方法 |
|---|---|---|
| Thermo Fisher科学 | 美国 | 减少＆amp; 硅化 |
| 大西洋设备工程师公司 | 美国 | 气体雾化 |
| 凤凰科学 | 美国 | 血浆球体化 |
| 中国钼 | 中国 | 减少＆amp; 硅化 |
| 日本新金属 | 日本 | 气体雾化 |
表 4。 著名的公司提供适合高纯度或大量工业应用的莫利 - 硅粉末
二级发行商还可以在商业上销售，但最佳实践来源可直接从主要工厂出售，以最佳的价格和可追溯性。
MOSI2粉末成本因素
| 司机 | 影响 |
|---|---|
| 生产方法 | 气雾化成本为5-10倍化学生产 |
| 物质纯度 | 痕量元素和粒度控制提高了价格 |
| 购买量 | 吨+数量折扣最多可能 |
| 粉末几何形状 | 高球体一致性增加了25-50％ |
| 申请规格 | 更严格的分布和验证提高了价格 |
表5。 供应通道动力学影响二胺粉状粉状定价
对于高纯度等离子体球形分数，普通硅化等级的普通硅成绩预计$ 50/kg＆＃8211; 尽管定价不是基于微妙的质量差异的线性。
MOSI2粉的优缺点
| 优势 | 缺点 |
|---|---|
| 2030°C熔点在极端温度下维持机械性能 | 一旦完全致密，在应变下易碎的金属间易于破裂 |
| 通过SIO2层抵抗最高1500°C的表面氧化 | 对于加热元件触点，必须考虑比石墨的较差的导热率 |
| 密度低于钨替代品 | 制造挑战完全致密，没有高热压压力 |
表6。 在考虑二硅丁胺粉末应用时的权衡为因素
MOSI2尽管处理了替代316不锈钢或超级合金候选者的挑战，但仍考虑了唯一解决极端热稳定性需求的唯一，即使在致密化复杂性考虑因素方面的成本也降低了五倍。
将MOSI2粉与替代品进行比较
| 参数 | 进攻 | W | 面对 | 关于 | HF |
|---|---|---|---|---|---|
| 熔点 | 2030°C | 3410°C | 2996°C | 3180°C | 2230°C |
| 抗氧化性 | 最多1500°C | 贫穷 | 贫穷 | 贫穷 | 贫穷 |
| 密度 | 6.2 g/cm^3 | 19 g/cm^3 | 16 g/cm^3 | 21 g/cm^3 | 13 g/cm^3 |
| 导热性 | 低 | 高 | 中型 | 中型 | 中型 |
| 电阻率 | 高 | 低 | 中型 | ||
| 费用 | $$$$ | $$$$$ | $$$$$ | $$$$$ | $$$$$ |
表7。 定性对比的钼粉与替代难治性金属粉末
称量复合要求平衡热性能限制与生产能力，生命周期成本驱动器转向工程师向正确的超高温度材料。
常见问题
问：MOSI2在1500°C以上的空气中氧化吗？
答：是的，在0.9 atm压力下1500°C以上，晶体SiO2表面层增长了更多的多孔损失保护。
问：MOSI2涂料可用哪些颜色？
答：天然灰色但通过可能的氧化物分散体的颜色，以使其发射率更高的热量管理。
问：烧结时MOSI2粉末是否需要热等静止？
答：是的，髋关节致密性可最大程度地减少剩余孔隙度，并在初始无压烧结阶段最大化机械强度。
问：哪些应用使用纯钼二胺而没有合金？
答：纯MOSI2足以容纳炉固定装置，托盘，消声，主要看到均匀的氧化/腐蚀而没有机械载荷。