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.
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.
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.
