Fil de molybdène solide est un matériau métallique structurel et fonctionnel typique à haute température avec des propriétés physiques telles que le point de fusion élevé, une faible pression de vapeur, une bonne stabilité thermique et une résistance mécanique élevée. Dans le même temps, le fil de molybdène est également connu pour sa bonne stabilité chimique et est largement utilisé dans le revêtement sous vide, les éléments de chauffage électrique à haute température, la fabrication de semi-conducteurs, les luminaires, l'équipement aérospatial et d'autres champs. La stabilité chimique du fil de molybdène est l'un des facteurs de garantie de son fonctionnement stable à long terme dans des environnements difficiles. Le niveau de pureté du fil de molybdène a un impact direct sur son comportement chimique. La présence d'éléments d'impureté induire non seulement des réactions de corrosion, d'oxydation ou de décomposition, mais peut également provoquer des réactions interfaciales complexes à des températures élevées ou dans des atmosphères spéciales.
Effet des impuretés sur les performances d'oxydation à haute température
Le molybdène a de bonnes propriétés antioxydantes à température ambiante, mais elle réagit facilement avec l'oxygène à des températures élevées (> 400 ° C) pour former l'oxyde de mooo₃. La surface du fil de molybdène de haute pureté est dense et uniforme, avec peu de joints de grains et un faible taux de diffusion d'oxygène. Par conséquent, le taux d'oxydation est lent dans les environnements à température moyenne et élevée, et le film d'oxyde de surface est stable et contrôlable. Les éléments d'impureté tels que Fe, Ni, Si, C, etc. sont faciles à former des structures de micro-batteries électrochimiques locales dans la matrice de molybdène, qui favorise les réactions d'oxydation. De plus, ces impuretés peuvent réagir avec du molybdène à des températures élevées pour former des oxydes ou des inclusions à faible fonte, accélérant la formation de canaux de diffusion pour l'oxygène aux frontières des grains et aux défauts, réduisant ainsi la résistance globale à l'oxydation.
Dans les applications à haute température telles que le traitement thermique de l'aspirateur, le frittage et les plates-formes de chauffage, la résistance à l'oxydation du fil de molybdène détermine directement sa durée de vie thermique. Le fil de molybdène de haute pureté peut maintenir l'intégrité structurelle et la stabilité de la surface pendant une longue période, retardant considérablement le processus de rupture d'oxydation.
Influence sur les réactions de corrosion acide-base et de gaz
Le molybdène présente une certaine résistance à la corrosion à la plupart des acides inorganiques (tels que l'acide chlorhydrique, l'acide nitrique et l'acide sulfurique) à température ambiante, mais il sera toujours corrodé dans des conditions à haute température ou à haute concentration. Plus la pureté est faible, plus les impuretés telles que les éléments non métalliques tels que le phosphore, le soufre et le chlore contenaient dans le fil de molybdène, qui est très facile à subir des réactions de corrosion électrochimiques dans des milieux acides. Certaines impuretés formeront des composés ou des produits de corrosion facilement solubles, formant des fosses de corrosion à la surface du fil de molybdène, détruisant le film de passivation d'origine et faisant perdre sa capacité de protection contre la corrosion.
Dans la réduction des atmosphères telles que l'hydrogène et l'ammoniac, le fil de molybdène à haute pureté peut maintenir une bonne inertie chimique. Si le fil de molybdène à basse pureté contient des éléments tels que l'oxygène, le carbone et l'azote, il peut réagir avec l'atmosphère de travail à des températures élevées, libérer des gaz ou former des intermédiaires volatils, entraînant des pores ou des fissures. Le fil de molybdène de haute pureté peut éviter efficacement les réactions de surface ou d'interface en fuite en raison de sa forte uniformité chimique interne et de sa faible densité de défauts, fournissant ainsi des capacités de corrosion et d'inhibition de fission plus fortes dans les atmosphères difficiles.
Effet sur la volatilité et le comportement de sublimation
La pression de vapeur du molybdène est extrêmement faible dans des conditions à haute température, il a donc une bonne stabilité à haute température. Dans le fil de molybdène à basse pureté, les éléments d'impureté (tels que le plomb, le zinc, le magnésium et le sodium) ont des pressions de vapeur plus élevées et sont sujets à une sublimation préférentielle pendant le chauffage, entraînant des taches noires et des dépôts à la surface du fil molybdène. Ces variations de surface réduisent non seulement l'efficacité de la conduction thermique et électrique, mais accélèrent également les dommages locaux à la structure du matériau.
La teneur en impuretés volatiles dans le fil de molybdène de haute pureté est extrêmement faible, ce qui peut éviter une pollution inégale de sublimation et d'évaporation sous vide à haute température, et convient particulièrement aux équipements semi-conducteurs et aux équipements de faisceau d'ions qui nécessitent un environnement de vide propre. Sa propreté de surface, sa stabilité morphologique et son uniformité d'évaporation sont bien supérieures à celles des matériaux de faible pureté.
Impact sur la réaction de l'interface et la compatibilité des matériaux
Le fil de molybdène est souvent utilisé pour soutenir, chauffer ou connecter d'autres matériaux à haute température, tels que la céramique, le quartz, le tungstène, le graphite, etc. Dans ces applications, la contrôlabilité des réactions d'interface est extrêmement critique. Le fil de molybdène avec une teneur élevée à impureté peut diffuser, fusible ou réagir chimiquement avec des matériaux adjacents à des températures élevées pour former des composés d'interface inattendus ou des couches intermédiaires, provoquant une inadéquation des matériaux, une mauvaise adhésion ou une fissuration d'interface. Le fil de molybdène de haute pureté a une inertie d'interface plus stable, ce qui peut minimiser la survenue de réactions chimiques et améliorer la stabilité thermique de l'interface et l'adhésion.
Surtout dans des scènes telles que l'équipement de croissance des cristaux, la chambre de réaction CVD, le cadre d'évaporation OLED, etc., la surface de basse activité du fil de molybdène à haute pureté peut éviter de contaminer les cristaux, les couches de film ou les produits de réaction, améliorant efficacement le rendement et la stabilité des dispositifs.
Impact sur le traitement de la surface et les performances de revêtement
Le fil de molybdène est souvent utilisé comme substrat de revêtement, source d'évaporation ou matériau d'électrode. Le molybdène de haute pureté a une structure de surface uniforme et une distribution d'énergie de surface stable, qui peut fournir une bonne adhérence de revêtement et un uniformité cinématographique. En raison de la précipitation des impuretés ou des résidus de corrosion, la surface du fil de molybdène à basse pureté a souvent de minuscules particules, des taches d'oxydation ou des structures rugueuses, qui ne sont pas propices à la croissance du film ultérieure et provoquent facilement des problèmes tels que le pelage, la fissuration et le décharge de films.
Dans des processus tels que le revêtement optique, les cibles de pulvérisation des semi-conducteurs et les sources d'évaporation des faisceaux d'électrons, la stabilité chimique du fil de molybdène de haute pureté assure la répétabilité des processus et la cohérence de la qualité du film et est un matériau de base important qui affecte la qualité des produits finaux.
