二珪化モリブデン(MoSi₂)は、卓越した高温安定性、耐酸化性、機械的強度で珍重される耐火セラミック材料です。1700℃まで効果的に動作し、さらなる酸化を防ぐ保護シリカ層を形成します。これらの特性により、工業用発熱体、炉部品、キルン用途に最適です。その電気伝導性と熱特性は、特殊な高温環境での有用性をさらに拡大する。以下では、その特性と用途について詳しく解説する。
キーポイントの説明
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物理的性質と熱的性質
- 構造と密度:MoSi₂の結晶構造は正方晶(a = 0.32112 nm, c = 0.7845 nm)で、密度は6.26 g/cm³である。
- 融点:2,030℃で溶融するため、過酷な熱環境に適している。
- 熱伝導率:MoSi₂の具体的なデータは提供されていないが、その親材料であるモリブデンは20℃で142W/m・Kの熱伝導率を持ち、効率的な熱伝達能力を示唆している。
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高温性能
- 耐酸化性:高温で自己修復SiO₂層を形成し、さらなる劣化から保護する。
- 安定性:酸化性雰囲気での長時間の使用に最適。
- 機械的強度:熱や化学的ストレスに強く、高圧用途での使用が可能。
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電気的特性
- モリブデンの電気抵抗率(20℃で53.4nΩ・m)と導電率(0℃で34%IACS)は、導電性発熱体におけるMoSi₂の可能性を示唆している。
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用途
- 高温発熱体:耐久性、耐熱性に優れ、工業炉やキルンに広く使用されている。
- 保護コート:SiO₂層が腐食環境での部品寿命を延ばす。
- 半導体産業:安定性が高いため、薄膜蒸着(MOCVDなど)の可能性があるが、より一般的なのは炉部品である。
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比較優位性
- 1200℃以上の耐酸化性において、純モリブデンなどの金属を上回る。
- 同様の用途において白金族金属よりもコスト効率が高い。
MoSi₂の熱的、機械的、電気的特性のブレンドは、極端な耐熱性が要求される産業において不可欠です。高温技術の進歩におけるその役割は、現代の製造およびエネルギー・システムに静かでありながら重要な影響を与えていることを強調している。
総括表
プロパティ/アプリケーション | 詳細 |
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構造と密度 | 正方晶、密度6.26 g/cm³ |
融点 | 2,030℃、過酷な熱環境に最適 |
耐酸化性 | 高温でSiO₂保護層を形成 |
使用温度 | 酸化性雰囲気で1,700℃まで安定 |
主な用途 | 工業用発熱体、炉部品、保護膜 |
比較優位性 | 白金族金属よりもコスト効率が高く、モリブデンを上回る |
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