二硅钼棒的熔炼工艺需要综合考虑材料特性与高温环境要求,通常采用真空电弧熔炼或电子束熔炼这类高纯度制备技术。由于钼硅合金的熔点超过2000℃(MoSi2约2030℃),普通熔炼炉难以满足需求,需要配备钨电极或铜坩埚等特殊耐高温装置。特别是熔炼过程中需严格控制氧含量,任何微量杂质都可能导致材料脆化,因此真空度必须维持在10^-3Pa以上。
实际操作时需要重点关注原料配比,通常采用纯度99.95%以上的钼粉和硅粉按化学计量比混合。装入水冷铜坩埚后,先进行预烧结处理(800-1000℃)使原料初步结合,再施加30-50V电弧进行熔炼,电流强度根据棒材直径调整(Φ20mm约需800A)。值得注意的是熔池温度梯度控制尤为关键,过快的冷却速度会产生内应力,建议采用梯度降温工艺(从熔点到800℃阶段控制在5℃/min)。
为改善材料性能,可在熔炼时添加微量稀土元素如镧或铈(添加量0.1-0.3wt%),这些元素能细化晶粒并提高抗氧化性。熔炼完成后需要进行均匀化退火(1600℃×4h),以消除成分偏析。最终得到的二硅钼棒应具有典型灰色金属光泽,密度达到5.9-6.1g/cm³,室温电阻率约21μΩ·cm,这些参数可作为质量控制的重要指标。