MoSi-,2-電熱材料研究.pdf

1、MoSi2是一種金屬間化合物，既具有類似金屬的導(dǎo)電性，又具有類似陶瓷的耐高溫抗氧化性。長期以來，MoSi2發(fā)熱元件因具有升溫速度快和抗氧化能力強的特點，作為高溫工業(yè)爐電阻發(fā)熱元件的主流之一在玻璃工業(yè)、電子工業(yè)、冶金工業(yè)、陶瓷工業(yè)等各領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。世界上生產(chǎn)MoSi2發(fā)熱元件的廠家中以瑞典的康泰爾(Kanthal)的產(chǎn)品質(zhì)量最好，幾乎壟斷了整個國際市場，但其生產(chǎn)工藝至今保密。國內(nèi)發(fā)熱元件廠家生產(chǎn)的MoSi2發(fā)熱元件在使用性能上與其

2、相差甚遠。 本文在工廠MoSi2發(fā)熱元件生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，采用淬熄實驗對粉體制備的自蔓延高溫合成(SHS)微觀過程進行分析，采用不同的燒結(jié)工藝制備發(fā)熱元件，并用光學顯微鏡、掃描電鏡(SEM)進行顯微組織觀察，用X射線衍射儀(XRD)進行物相分析，采用萬能材料試驗機進行抗彎強度測量，采用箱式高溫氧化爐測定元件的抗氧化性能。 研究表明，在Mo粉與Si粉的SHS過程中有中間產(chǎn)物Mo3Si和Mo5Si3，但最終產(chǎn)物為純MoSi2

3、，但不管生成哪種中間產(chǎn)物，體系的自由焓都趨于降低；而爐內(nèi)高溫合成同樣有上述中間相產(chǎn)生，但MoSi2生成要以Si的熔化為前提。適當?shù)靥岣邿Y(jié)溫度和延長保溫時間有利于提高燒結(jié)試樣的致密度，但是過高的燒結(jié)溫度和過長的燒結(jié)時間容易產(chǎn)生二次再結(jié)晶，使元件性能惡化。從MoSi2的氧化動力學曲線可以看出，燒結(jié)溫度越高，抗氧化性能越好，但總體上表現(xiàn)出了穩(wěn)定的趨勢。沒有采取保護措施的元件滲碳嚴重，且碳大部分都分布在孔洞內(nèi)，造成應(yīng)力集中，二次再結(jié)晶現(xiàn)象較嚴