二硅化钼

无机化合物

二硅化钼是一种无机化合物，化学式为MoSi2，为灰色金属固体。不溶于大部分酸，但可溶于硝酸和氢氟酸。两种原子的半径相差不大，电负性比较接近，其具有近似于金属与陶瓷的性质。二硅化钼具有导电性，在高温下表面能形成二氧化硅钝化层以阻止进一步氧化。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。

发展历史

硅化钼于1906年发现，硅和钼在不同条件下，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。

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/cm3）；较低的热膨胀系数（8.1×10-6K-1）；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。

在氧化气氛中，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。

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、铅、铋、锡等金属）。

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。

合成方法

制备原理：Mo+2Si→MoSi2

二种元素直接反应可制得MoSi2。

贮存方法

常温密闭避光，通风干燥处。

安全信息