Oxidation of MoSi2 Based Materials

Doctoral thesis, 2010

Ett vanligt tillämpningsområde för MoSi2 baserade material är som värmeelement i industriugnar, där de kan användas upp till 1850°C. Detta arbete undersöker hur detta material fungerar vid olika temperaturer. Hur påverkar temperaturen oxidationsbeteendet för MoSi2 baserade material? Hur påverkar olika tillsatsämnen materialet? MoSi2 baserade värmeelement bildar under tillverkningsprocessen ett oxidskikt på ytan som skyddar det underliggande materialet från omgivningens påverkan. Om oxidskiktet skulle lossna så är värmeelementet däremot helt oskyddat. Hur väl ett värmeelement fungerar utan sitt skyddande skikt beror helt på vid vilken temperatur det används. Från 1000°C och uppåt fungerar det mycket bra eftersom materialet kan bilda ett nytt skyddande oxidskikt. Kring 500 – 700°C uppstår däremot en kraftig oxidation som helt kan förstöra materialet och som är ett problem i många industritillämpningar. Oxidationsegenskaperna kan modifieras genom tillsats av exempelvis aluminium eller wolfram till MoSi2 baserade kompositer. Tanken är att kunna ha värmeelementen i drift under längre tider. Detta arbete fokuserar på två sådana kompositer, (Mo,W)Si2 och Mo(Si,Al)2. För att få en djupare förståelse för oxidationsbeteendet vid både höga och låga temperaturer, så studeras ett brett temperaturintervall (300 – 1600°C).