钼和石墨对比.doc

钼：
钼是一种具有高沸点及高熔点的难熔金属，处于元素周期表的第五周期第ⅥB族。它具有两个末被电子充满的外电子层(N和O层)。
1）熔点：不同方法测出钼的熔点不同，最可靠的数据为2895±10K。仅次于碳、钨、镍、钽和饿。
表3钼的密度
材料密度/g.cm3粉末料10.28烧结料9.6-10.0真空熔炼铸态料10.17-10.20变形的烧结料10.2变形的真空熔炼料10.222）热膨胀：钼的线膨胀系数与钼的组织结构和纯度有关。用粉末冶金法制取的钼，降低平均晶粒度，在冷作以后退火，线膨胀系数升高。在20-1600℃范围内，单晶钼的线膨胀系数比多晶钼稍高，而且随着温度的升高，差别增加。
在20-100℃，线膨胀系数为4.9×10-6-5.2×10-6/℃。其中高纯钼最可靠的数据为4.9×10-6/℃。钼的线膨胀系数约为一般铜材的三分之一到二分之一。这种低的膨胀系数使得钼材在高温下尺寸稳定，减少了破裂的危险。
在293-2273K范围内钼的相对伸长率用下列经验公式计算：

3）导热率钼的热导率数倍于许多高温合金，大约为铜的一半。在室温下钼的导热率一般为142.35W/(m·K)。钼的高温导热率与温度关系特性方面都有明显的不同，结果列于图3。温度对导热率有着明显的影响，钼的低温导热率列于表11中。高热导率与低热容的结合使钼能快速加温和冷却，较多数其他金属形成的热应力低。
表11钼的低温导热率
温度/Kλ卡/厘米.秒.度温度/Kλ卡/厘米.秒.度20.141400.86060.203600.64680.299800.501100.3591000.410150.5371500.342200.6682000.332350.8972500.225另外在1300-2700K之间，单晶钼的导热率与晶体的取向无关，而且与含等量杂质的多晶钼的导热率没有差异。W.J.Wbeeler在测量具有变形结构钼板试样导热率时发现(热流垂直于轧制方向)，1800～1900K的导热率由于再结晶生成等轴晶结构，比1400～1800K之间的导热率几乎降低了25％。
4）化学性质：致密钼在常温的空气中稳定，高于873K温度时很快氧化成三氧化钼。氢和钼一直到后者的熔化温度都不发生化学反应，但在1273K温度左右钼能吸收大量氢形成固溶体。致密钼和氮在1773K温度时才发生化学反应生成氮化物。高于973K温度的水蒸气能将炽热的钼氧化成二氧化钼。钼与碳、碳氢化合物或一氧化碳在高于1073K温度下反应生成碳化钼(Mo2C)。钼在常温下与氟作用，在高于523K以上温度与氯作用生成MoCl6和Mo2Cl10。金属钼具有良好的耐蚀性。钼的耐酸腐蚀性能仅次于钨，常温下能耐稀硫酸、氢氟酸、磷酸、盐酸等腐蚀。

石墨：
石墨质软，黑灰色；有油腻感，可污染纸张。硬度为1～2，沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至3～5。比重为1．9～2．3。在隔绝氧气条件下，其熔点在3000℃以上，是最耐温的矿物之一。
1）耐高温型：石墨的熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失很小，热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强，在2000℃时，石墨强度提高一倍。
2）导电、导热性：石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低，甚至在极高的温度下，石墨成绝热体。石墨的热导率为129W/(m·K)
3）化学稳定性：石墨在常温下有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。
4）抗热震性：石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨的体积变化不大，不会产生裂纹。

钼与石墨反射性对比：
一般物体吸收光线或者透射光线越强，反射光线越弱，则物体看起来越暗，反射率越小，反之物体吸收光线能力弱，则反射光线就强，则物体看起来就亮，例如大部分金属，反射率较大。
一般金属都具有较大的消光系数，钼也不例外，当光束由空气入射到金属表面时，进入金属内的光振幅迅速衰减，使得进入金属内部的光能相应减少，而反射光能增加。消光系数越大，光振幅衰减越迅速，进入金属内部的光能越少，反射率越高。人们总是选择消光系数较大，光学性质较稳定的那些金属作为金属膜材料。
综上所述：钼的导热性与石墨相比略高（142.35W/(m·K)〉129W/(m·K)），热膨胀系数均较小（低于10-5/℃），反射性钼优于石墨。
钼在单晶热场中应用专利：

天津市环欧半导体材料技术有限公司有关钼在热场中应用发明两项：
1、本发明涉及一种用于重掺硅单晶制造的热系统,包括上保温筒、下保温筒、底盘保温层、支撑盖、大盖和导流筒构成,其特征在于,上保温筒、下保温筒和底盘保温层采用新型复合隔热材料；所述复合隔热材料为碳毡和石墨硬毡层叠而成的多层材料,且在其内表面涂覆有一层光亮的钼金属