二硅化鉬材料的應用狀況綜述
王 霞 江 文
西南石油大學材料科學與工程學院 四川 成都 610500
摘要：本文對二硅化鉬的性能作了簡單闡述，綜述了二硅化鉬材料在高溫結構材料、發熱元件、涂層等幾個方面的應用，并對未來二硅化鉬及其復合材料的發展應用前景做出了展望。
關鍵詞：二硅化鉬 高溫結構材料 復合材料 發熱元件 涂層
二硅化鉬（MoSi2）具有金屬與陶瓷的雙重特性，高熔點（2303K），相對較低的密度，良好的高溫抗氧化性、抗熱沖擊性、以及穩定的電阻特性、導電、導熱性能，也同時具有較高的脆韌性轉變溫度，在航空航天等領域廣泛應用的一種高溫發熱材料和結構高溫材料[1]。因此，二硅化鉬可以像其他陶瓷材料一樣而作為另一種耐高溫的材料產品，而受到各類材料科學家們的廣泛重視，成為各類材料學者的研究重點之一。
1 高溫結構材料
近年來航空航天技術的不斷進步，對高溫結構材料的性能提出了更為嚴格的要求，MoSi2具有各種優異的特性因而隱藏著巨大的應用潛力，被認為是最有前途的高溫材料之一，而成為材料學領域的研究熱點之一[2]。由于MoSi2 材料具有很高的熔點，良好的抗氧化性和合適的比重衡量是否選擇作為航空航天領域中的高溫結構材料主要的性能參數是物質的熔點、高溫抗氧化性以及比重。MoSi2在低于1750℃的氧化氣氛環境中表現的很穩定，甚至直到溫度升高到1400℃時，其屈服強度都不會降低。
2 二硅化鉬基復合材料
如上所述，金屬間化合物二硅化鉬具有一系列的良好性能，包括高熔點，優異的抗氧化性能，同時導電導熱性能較好，因此作為復合材料能得到廣泛的應用。利用MoSi2 的抗氧化性和耐高溫性可以制備涂層和薄膜涂覆在金屬或易氧化的材料表面，能夠增強材料的抗氧化性能[3]。因此，制備以MoSi2為基的復合材料即對MoSi2復合化是改善 MoSi2力學性能的另一種有效途徑。
3 發熱元件
至今為止MoSi 2 材料最為廣泛的商業應用是作為1600℃及其以上高溫氧化氣體中的發熱體。由于二硅化鉬具有優異的抗氧化性和力學性能，現在MoSi2作為發熱元件已經得到了較為廣泛的應用。但有時因原材料的細度和純度不足，導致最終的性能較差，且其抗氧化性能和力學性能存在一定的缺陷，對于具有特殊形狀的發熱元件沒有另外的加工制造和創造能力，導致其使用壽命不足，所以發熱元件的成型制造工藝還需要加以改進，才能在市場中更為廣泛的應用[4]。
4 涂層
MoSi2材料最早就是作為高溫抗氧化涂層在防腐領域中應用，這也是比較成熟的一個應用。根據其高溫抗氧化性能，作為涂層材料主要是用于難熔金屬、高溫合金、石墨以及C/C復合材料等涂層材料中[5]。由于在制備MoSi2涂層時，在高溫氧化環境中會在MoSi2表面生成一種比較
薄、具有保護性的SiO2膜，這種保護膜在較高溫度下能起到很好的抗氧化性能，所以具有很好的耐腐蝕性。且生成的MoSi2涂層具有較高的硬度，可以用來防磨損、防刮傷以及作為擴散屏障使用等優點，因而使其能夠成為一種硬質涂層。
5 其他應用
MoSi2材料除了在以上幾個領域得到廣泛應用外，其還能作為高溫熱交換器、氣體燃燒器、高溫熱電偶、電路柵極和陶瓷連接材料等。還有人將MoSi2材料代替鋁導線作為集成電路半導體的一種連接件，甚至有的人將MoSi2 材料沉積在石英上用來制備具有高性能的超大規模集成電路掩膜材料[6]?？梢钥闯?，MoSi2及其復合材料在很多領域都有其應用。
6 結束語
二硅化鉬是一類很有前途的產品，雖然其作為高溫結構材料進行很多年的研究，但是除了作為發熱元件和涂層材料外，高溫結構材料的研究還處在理論探索的階段，還沒有實現在半導體、微電子、腐蝕等領域的廣泛應用。MoSi2材料本身還存在室溫韌性差、高溫強度低等缺點， 限制了它作為結構材料的進一步使用，因而需要解決和探索的問題還有很多，繼續開展MoSi2材料基礎研究，特別是針對MoSi2復合材料的制備工藝及性能的基礎研究， 以及研制出性能優異的MoSi2復合材料，制備綜合性能更加優異的MoSi2及MoSi2基復合材料是要開展的主要課題?？傊?，在不久的將來，隨著MoSi2及其復合材料的研究發展，將會有更多、更好的二硅化鉬產品被開發出來，其應用領域將會更加廣泛。
參考文獻
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