Molybdändisilicid-Pulver ist eine intermetallische Keramikverbindung mit hoher Wärmeleitfähigkeit, Temperaturbeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit. Dieser Leitfaden bietet einen Überblick über die Eigenschaften von MoSi2-Pulver, Herstellungsverfahren, industrielle Anwendungen und Lieferanten.
Einführung in Molybdändisilicidpulver
Molybdändisilicid ist eine anorganische chemische Verbindung, die aus Molybdän (Mo) und Silicium (Si) besteht. Zu den wichtigsten Eigenschaften gehören:
Tabelle 1: MoSi2-Pulver im Überblick
Eigenschaften | Einzelheiten |
---|---|
Zusammensetzung | Molybdän - ~65% Silizium - ~35% |
Dichte | 6,24 g/cm3 |
Schmelzpunkt | 2,630°C |
Wärmeleitfähigkeit | ~100 W/m-K |
Elektrischer Widerstand | 18-22 μΩ-cm |
Oxidationsbeständigkeit | Bis zu ~1.650°C an Luft |
Diese Eigenschaften machen MoSi2 zu einem nützlichen Werkstoff für Heizelemente, Kontakte und Verbundwerkstoffe, die unter Belastung in oxidierenden Umgebungen extrem hohen Temperaturen standhalten können.
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Chemische Zusammensetzung und Kristallstruktur
Die stöchiometrische Chemie von Molybdändisilicid besteht aus:
Tabelle 2: MoSi2 Standardzusammensetzung
Element | Gewicht % |
---|---|
Molybdän | ~65% |
Silizium | ~35% |
Die tatsächliche Zusammensetzung kann jedoch von MoSi1,75 bis MoSi2,2 reichen, um die Eigenschaften anzupassen. Die tetragonale Einheitszelle hat eine körperzentrierte Struktur mit Mo-Atomen, die von Si-Atomen umgeben sind.
Mechanische und thermische Eigenschaften
Tabelle 3: Eigenschaften von MoSi2-Pulver
Eigentum | Wert |
---|---|
Dichte | 6,24 g/cm3 |
Schmelzpunkt | 2,630°C |
Wärmeleitfähigkeit | ~100 W/m-K |
CTE | ~6,5 x 10-6/K |
Biegefestigkeit | ~340 MPa |
Druckfestigkeit | ~1.000 MPa |
Vickers-Härte | ~800 kgf/mm2 |
Aufgrund der Feuerfestigkeit, der Oxidationsbeständigkeit, der Temperaturschockparameter und des Wärmeausdehnungskoeffizienten eignet sich MoSi2 für extreme Heizelementumgebungen.
Produktionsverfahren für MoSi2-Pulver
Zu den gängigen Verfahren zur Herstellung von MoSi2-Pulver gehören:
Tabelle 4: Verfahren zur Herstellung von MoSi2-Pulver
Methode | Beschreibung | Eigenschaften der Partikel |
---|---|---|
Selbstausbreitende Hochtemperatursynthese (SHS)) | Verbrennungssynthese durch stark exotherme Redoxreaktionen | Unregelmäßige Morphologie, weite Verbreitung |
Lichtbogenschmelzen | In wassergekühlten Kupfertiegeln geschmolzene Elektroden | Kugelförmiges einheitliches Pulver |
Sphäroidisierung des Plasmas | Variante Lichtbogenschmelzen mit Schutzgasplasma | Hochgradig kugelförmiges Pulver |
Silikothermische Reduktion | Reduktion von Molybdäntrioxid mit Silizium | Agglomeriertes Pulver |
Mit fortschrittlichen Methoden können Form, Größenverteilung, Reinheit, Dichte und Mikrostruktur des Pulvers für die technische Keramik maßgeschneidert werden.
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Anwendungen von MoSi2-Pulver
Dank seiner thermischen und mechanischen Eigenschaften findet Molybdändisilicid überall Verwendung:
Tabelle 5: Anwendungen von MoSi2-Pulver
Industrie | Anmeldung | Komponenten |
---|---|---|
Heizelemente | Hochtemperaturöfen, Brennöfen, Heizkessel | Zünder, Heizspiralen, Platten, Stäbe |
Elektronik | Kontakte, Heizelemente | Schweißelektroden, metallisierende Kontakte |
Beschichtungen | Thermisches Spritzen, Plasmabeschichtungen | Abschirmungen, Induktoren, Heizungen, Elektroden |
Verbundwerkstoffe | Diskontinuierlich verstärkte Verbundwerkstoffe mit Metallen/Keramiken | Schmelztiegel, Wärmetauscher, Strahlungsrohre |
Diese nutzen die außergewöhnliche Wärmeleitfähigkeit und Stabilität von MoSi2 für die Übertragung und den Widerstand gegen Wärme.
MoSi2-Pulver Spezifikationen
Typische Qualitäten und Spezifikationen für Molybdändisilicidpulver sind:
Tabelle 6: Spezifikationen für MoSi2-Pulver
Parameter | Wert |
---|---|
Reinheit | ≥ 99.5% |
Toleranz der Zusammensetzung | MoSi1.75 - MoSi2.2 |
Partikelgröße | 1 - 100 Mikrometer |
Morphologie | kugelförmig, agglomeriert |
Phasen | α + β MoSi2, Spuren von Mo5Si3 |
Anwendungen | Heizelemente, Kontakte, Verbundwerkstoffe |
Spezialisierte Varianten können durch Dotierung, alternative Produktionsmethoden, Nachbearbeitung und Optimierung von Partikelgröße und -form hergestellt werden.
Globale Zulieferer
Weltweit führende Hersteller von Molybdändisilicid-Pulver umfassen:
Tabelle 7: Industrielle Hersteller von MoSi2-Pulver
Unternehmen | Standort |
---|---|
Atlantic Ausrüstungsingenieure | Vereinigte Staaten |
Goodfellow | Vereinigtes Königreich |
ESPICorp | Vereinigte Staaten |
Edgetech Industrien | Vereinigte Staaten |
Stanford Advanced Materials | Vereinigte Staaten |
Diese bieten MoSi2-Pulver für Heizelemente, Kontakte und Verbundwerkstoffanwendungen in verschiedenen Qualitäten, Korngrößenverteilungen und Mengen an.
Preisgestaltung
Molybdändisilicid-Pulver Die Preisgestaltung ist abhängig von:
Tabelle 8: MoSi2 Pulver Preistreiber
Parameter | Auswirkungen |
---|---|
Menge | Die Preise sinken mit der Menge von $/g bei geringen Mengen auf $/kg bei großen Mengen. |
Chemie | Engere Toleranzen und höhere Reinheitsgrade kosten mehr |
Größenverteilung | Größere Reichweiten sind günstiger als enge Verteilungen |
Kontrolle der Form | Stark kugelförmiges Pulver ist teurer in der Herstellung |
Im Allgemeinen reicht die Palette der MoSi2-Pulver von $50/lb bis $250/lb für Spezialqualitäten, die für die additive Fertigung oder das thermische Spritzen optimiert sind.
Pro und Kontra
Tabelle 9: Vorteile und Nachteile von MoSi2
Profis | Nachteile |
---|---|
Außerordentlich wärmeleitfähig und stabil | Relativ spröde mit geringerer Festigkeit als Metalle |
Beständig gegen Oxidation an der Luft bis 1650°C | Anfällig für Hydrolyse in feuchter/nasser Umgebung |
Feuerfestes Material mit hohem Schmelzpunkt | Sehr hohe Dichte führt zu schweren Bauteilen |
Bioinert - für den Kontakt mit Lebensmitteln geeignet | Bei agglomeriertem Pulver kann es schwierig sein, es vollständig zu verdichten. |
Ermöglicht elektromechanische Systeme mit hoher Energieeffizienz | Begrenzte Lieferanten im Vergleich zu metallischen Werkstoffen |
Dank solider Konstruktionsprinzipien ermöglicht MoSi2 leichtere, kleinere und effizientere Anwendungen für extreme Temperaturen, von Sensoren und Halbleitern bis hin zur Luft- und Raumfahrt.
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Häufig gestellte Fragen
F: Wofür wird Molybdänsilicid verwendet?
A: Dank der hervorragenden thermischen Stabilität und Leitfähigkeit in Kombination mit hoher Temperatur- und Kriechfestigkeit werden sie vor allem für Heizelemente, Metallisierungskontakte, Verbundwerkstoffe und Schutzbeschichtungen eingesetzt.
F: Ist Molybdänsilicid leitfähig?
A: Ja, Molybdändisilicid weist einen elektrischen Widerstand von 18-22 μΩ-cm auf und eignet sich daher für Heizelementkontakte, die hohe Stromdichten bei extremen Temperaturen in oxidierenden Atmosphären übertragen können.
F: Was ist der Unterschied zwischen MoSi2 und MoS2?
A: MoSi2 (Molybdändisilicid) ist eine intermetallische Keramikverbindung aus Molybdän und Silicium, während MoS2 (Molybdändisulfid) Molybdän und Schwefel enthält. Sie haben sehr unterschiedliche Eigenschaften, wobei MoS2 ein Schmiermittel ist.