二ケイ化モリブデン（MoSi₂）の熱膨張係数は、温度変化下での挙動を理解するための重要なパラメータである。提供された文献によると、X線回折によって決定されたMoSi₂の線熱膨張係数の平均値は 9.2 ± 0.6 - 10-⁶ deg-¹ です。 を13℃と613℃の間で示しました。この値は、MoSi₂が比較的低い熱膨張を示すことを示しており、これは、熱衝撃に抵抗し、構造的完全性を維持する能力により、発熱体のような高温用途で使用される材料にとって望ましい特性である。さらに、MoSi₂は、耐食性、耐酸化性、優れた熱伝導性と電気伝導性など、セラミックスと金属の優れた特性を兼ね備えており、産業用途の汎用材料となっている。
キーポイントの説明
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MoSi₂の熱膨張係数:
- 二珪化モリブデンの線熱膨張係数は 9.2 ± 0.6 - 10-⁶ deg-¹ である。 この値は、MoSi₂の熱膨張率が低いことを示しています。
- この値は、MoSi₂が低熱膨張であることを示しており、温度変動下での寸法安定性が要求される用途に有益である。
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低熱膨張の意義:
- 低熱膨張は、発熱体や炉部品などの高温環境で使用される材料にとって極めて重要な、熱応力やクラックのリスクを低減します。
- この特性は、MoSi₂の熱衝撃に対する耐性と相まって、産業用途における長期的な耐久性と信頼性を保証します。
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MoSi₂の材料特性:
- MoSi₂はセラミックス（耐食性、耐酸化性）と金属（熱伝導性、電気伝導性）の特性を併せ持つ。
- 融点は 2030°C 純モリブデン（2610℃）より低いが、高温用途に適している。
- その耐酸化性は、保護SiO₂層の形成により優れており、以下の温度での連続使用が可能である。 1700°C の空気中で数千時間
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課題と考察:
- MoSi₂は脆く、高温で破損しやすいため、輸送や設置の際に問題となることがある。
- 衝撃強度が低く、長時間の応力下でクリープや変形を起こしやすいため、慎重な取り扱いと設計上の配慮が必要である。
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MoSi₂の用途:
- MoSi₂は、耐酸化性、耐熱衝撃性、耐腐食性により、高温炉用発熱体に広く使用されている。
- その低い抵抗率と正の抵抗温度特性は、工業用加熱システムにおける高ワット負荷に適しています。
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他の材料との比較:
- 純粋なモリブデンと比較して、MoSi₂は融点が低いが、耐酸化性と熱安定性に優れている。
- 多くのセラミックスとは異なり、MoSi₂は金属のような導電性を示し、特殊用途向けのユニークなハイブリッド材料となっている。
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耐薬品性:
- MoSi₂は溶融金属やスラグからの浸食に強く、フッ化水素酸（HF）、アクアレジア、その他の無機酸には影響されない。
- しかし、硝酸とフッ化水素酸の混合液や溶融アルカリには溶けるため、腐食性の高い環境での使用は制限される。
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構造特性:
- MoSi₂は、調製方法によって4角柱にも8角柱にもなる結晶構造を持つ。
- その灰色の金属光沢と高い微小硬度（11.7kPa）は、耐久性と耐摩耗性に寄与している。
MoSi₂の熱膨張係数やその他の特性を理解することで、購入者やエンジニアは、特定の用途への適合性について十分な情報に基づいた決定を下すことができ、高温環境における最適な性能と寿命を確保することができます。
要約表：
| プロパティ | 値/説明 |
|---|---|
| 熱膨張係数 | 9.2 ± 0.6 - 10-⁶ deg-¹ (13°C to 613°C) |
| 融点 | 2030°C |
| 耐酸化性 | 優秀（保護SiO₂層を形成、大気中1700℃で使用可能） |
| 導電性 | 高い（金属的な導電性） |
| 主な用途 | 発熱体、炉部品、高ワット産業用システム |
| 課題 | 高温で脆い、衝撃強度が低い、クリープや変形の影響を受けやすい |
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