#荐书#硅化钼的氧化

硅化钼是一种重要的有序金属间化合物。二硅化钼（MoSi_₂）是Mo-Si二元合金系中含硅量最高的一种中间相，也是最受关注的硅化钼材料，因其优异的高温性质，如高熔点、极好的高温抗氧化性、较低的热膨胀系数和良好的电热传导性等，在冶金、化工、机械、电子、航天等领域具有广泛的应用前景。

对二硅化钼的研究始于1907年，主要用作韧性金属的高温防腐涂层，1956年瑞典Kanthal公司获得了MoSi_₂加热元件的第一个商业专利。20世纪50年代初，美国W.A.Maxwell首次提出二硅化钼作为高温结构材料的设想，但其室温脆性成为结构使用的主要障碍。70年代中期，德国E.Fitzer的研究促使J.Schlichting在1978年发表了一篇综述性论文，提出MoSi_₂是一种非常重要的高温结构复合材料的基体材料。80年代中后期，美国通用电气研发中心材料实验室的R.L.Fleischer和A.I.Taub总结了约300种在1500℃以上熔化的二元金属的和金属-类金属的化合物，并展示了它们的熔点、密度、弹性模量及热硬度，从抗氧化性和高温结构强度的观点看，认为C_₁₁b结构的MoSi_₂是可满足航空燃气涡轮和空间飞行器框架使用要求的有潜力候选材料之一，这引起了研究人员极大的兴趣。

▲ C_₁₁b型二硅化钼的晶体结构

自20世纪90年代，世界范围掀起了硅化钼的研究热潮，涉及硅化钼的晶体结构、合成与制备技术、氧化性能与氧化机理、力学性能与强韧化机制以及功能性应用（如加热元件、高温防腐涂层、耐磨材料） 等众多方面，积累了大量的文献资料和丰富的研究成果。

硅化钼应用于高温结构材料，还是应用于加热元件或高温防腐涂层，均涉及其氧化性能。1955年E.Fitzer首次发现MoSi_₂的“pesting”转变，即MoSi_₂在400-600℃温度氧化，会由块体变为粉末，这种“粉化瘟疫”现象给硅化钼在500℃左右的使用提出了警示和严格的要求。

▲电弧熔炼MoSi_₂在500℃时的“粉化瘟疫”现象

（a）熔融态MoSi_2；（b）500℃氧化80h的MoSi_₂

为了改善硅化钼的室温韧性和高温强度，常采用合金化或第二相复合化的方式，合金化或第二相复合化也将给硅化钼的氧化性能带来影响。此外，二硅化钼是一种优异的高温抗氧化涂层材料，其氧化性能与基体材料、涂层体系、制备技术密切相关。遗憾的是，目前还没有专门介绍硅化钼氧化的书籍。

2012年易丹青教授等出版了《金属硅化物》著作，较系统地介绍了金属-硅系统热力学、金属硅化物的电子结构和晶体结构、合成与制备的原理和方法、力学性能、氧化性能、涂层材料和功能材料，该书涉及体系多、范围广。本书作者曾于2004年撰写了《二硅化钼及其复合材料的制备与性能》一书，重点介绍了二硅化钼材料的制备与性能。随后，作者又在国家自然科学基金项目等资助下，集中于二硅化钼基复合材料及其涂层的氧化性能研究。为此，作者收集和整理了国内外关于硅化钼氧化的文献资料，并在此基础上，结合自己多年的研究结果，撰写了《硅化钼的氧化》（北京: 科学出版社，2016.5）一书。本书既是对以前出版的两本专著相关内容的补充，也是较系统地回顾和总结国内外在硅化钼氧化方面的研究成果，以期为广大科技工作者提供一个相对完整的知识结构和发展动态。

《硅化钼的氧化》简要介绍了硅化钼的性质、晶体结构、制备方法、性能和应用前景，较系统地总结了氧化基本理论、硅化钼氧化、二硅化钼基复合材料氧化、硅化钼涂层材料氧化等方面的研究成果与发展趋势。本书可供从事高温结构材料、金属间化合物、难熔金属硅化物、高温腐蚀与防护等领域研究的科技工作者阅读，也可作为高等院校相关专业的教师、研究生和本科生的教学参考书使用。

由于文献资料收集的困难以及作者的学术水平有限，书中难免存在错误和不妥之处，敬请专家和读者批评指正。

张厚安

2016年4月于厦门理工学院

本文摘编自张厚安等著《硅化钼的氧化》 （北京: 科学出版社，2016.5）一书“前言”，有删减改动。

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