Cable de molibdeno sólido es un material metálico estructural y funcional de alta temperatura con propiedades físicas como un alto punto de fusión, baja presión de vapor, buena estabilidad térmica y alta resistencia mecánica. Al mismo tiempo, el cable de molibdeno también es conocido por su buena estabilidad química y se usa ampliamente en recubrimiento de vacío, elementos de calefacción eléctricos de alta temperatura, fabricación de semiconductores, accesorios de iluminación, equipos aeroespaciales y otros campos. La estabilidad química del alambre de molibdeno es uno de los factores de garantía para su operación estable a largo plazo en entornos hostiles. El nivel de pureza del alambre de molibdeno tiene un impacto directo en su comportamiento químico. La presencia de elementos de impureza no solo inducirá la corrosión, la oxidación o las reacciones de descomposición, sino que también puede causar reacciones interfaciales complejas a altas temperaturas o en atmósferas especiales.
Efecto de las impurezas en el rendimiento de la oxidación de alta temperatura
El molibdeno tiene buenas propiedades antioxidantes a temperatura ambiente, pero reacciona fácilmente con oxígeno a altas temperaturas (> 400 ° C) para formar óxido moo₃. La superficie del alambre de molibdeno de alta pureza es densa y uniforme, con pocos límites de grano y baja tasa de difusión de oxígeno. Por lo tanto, la velocidad de oxidación es lenta en entornos de temperatura media y alta, y la película de óxido de superficie es estable y controlable. Los elementos de impureza como Fe, Ni, SI, C, etc. son fáciles de formar estructuras de micro-baterías electroquímicas locales en la matriz de molibdeno, que promueve las reacciones de oxidación. Además, estas impurezas pueden reaccionar con el molibdeno a altas temperaturas para formar óxidos o inclusiones de baja fusión, acelerando la formación de canales de difusión para oxígeno en límites de grano y defectos, reduciendo así la resistencia general de la oxidación.
En aplicaciones de alta temperatura, como el tratamiento térmico al vacío, la sinterización y las plataformas de calentamiento, la resistencia de oxidación del alambre de molibdeno determina directamente su vida térmica. El cable de molibdeno de alta pureza puede mantener la integridad estructural y la estabilidad de la superficie durante mucho tiempo, retrasando significativamente el proceso de falla de oxidación.
Influencia en las reacciones de corrosión ácida y base
El molibdeno exhibe cierta resistencia a la corrosión a la mayoría de los ácidos inorgánicos (como el ácido clorhídrico, el ácido nítrico y el ácido sulfúrico) a temperatura ambiente, pero aún se corroerá a alta temperatura o alta concentración. Cuanto menor es la pureza, más impurezas, como elementos no metálicos, como el fósforo, el azufre y el cloro contenido en el cable de molibdeno, que es muy fácil de experimentar reacciones de corrosión electroquímica en medios ácidos. Algunas impurezas se formarán compuestos o productos de corrosión fácilmente solubles, formando pozos de corrosión en la superficie del alambre de molibdeno, destruyendo la película de pasivación original y haciendo que el material general pierda su capacidad de protección de corrosión.
Al reducir las atmósferas como el hidrógeno y el amoníaco, el cable de molibdeno de alta pureza puede mantener una buena inercia química. Si el cable de molibdeno de baja pureza contiene elementos como oxígeno, carbono y nitrógeno, puede reaccionar con la atmósfera de trabajo a altas temperaturas, liberar gases o formar intermedios volátiles, lo que resulta en poros o grietas. El cable de molibdeno de alta pureza puede evitar efectivamente las reacciones de superficie o interfaz de fugas debido a su fuerte uniformidad química interna y baja densidad de defectos, proporcionando así una mayor corrosión e inhibición de la fisión en atmósferas a las atmósferas.
Efecto sobre la volatilidad y el comportamiento de sublimación
La presión de vapor del molibdeno es extremadamente baja en condiciones de alta temperatura, por lo que tiene una buena estabilidad de alta temperatura. En el alambre de molibdeno de baja pureza, los elementos de impureza (como plomo, zinc, magnesio y sodio) tienen presiones de vapor más altas y son propensos a sublimación preferencial durante la calentamiento, lo que resulta en burbujas, manchas negras y depósitos en la superficie del alambre de molibdenum. Dichas variaciones superficiales no solo reducen la eficiencia de la conducción térmica y eléctrica, sino que también aceleran el daño local a la estructura del material.
El contenido de impurezas volátiles en el cable de molibdeno de alta pureza es extremadamente bajo, lo que puede evitar la sublimación y la contaminación de la evaporación desigual bajo el vacío de alta temperatura, y es particularmente adecuado para equipos de semiconductores y equipos de haz de iones que requieren un ambiente de vacío limpio. Su limpieza de la superficie, estabilidad morfológica y uniformidad de evaporación son muy superiores a las de los materiales de baja pureza.
Impacto en la reacción de la interfaz y la compatibilidad del material
El cable de molibdeno a menudo se usa para soportar, calentar o conectar otros materiales de alta temperatura, como cerámica, cuarzo, tungsteno, grafito, etc. En estas aplicaciones, la capacidad de control de las reacciones de la interfaz es extremadamente crítica. El cable de molibdeno con alto contenido de impureza puede difundirse, fusionarse o reaccionar químicamente con materiales adyacentes a altas temperaturas para formar compuestos de interfaz inesperados o capas intermedias, causando desajuste de material, mala adhesión o agrietamiento de la interfaz. El cable de molibdeno de alta pureza tiene una inercia de interfaz más estable, lo que puede minimizar la aparición de reacciones químicas y mejorar la estabilidad y la adhesión térmica de la interfaz.
Especialmente en escenas como equipos de crecimiento de cristales, cámara de reacción de CVD, marco de evaporación OLED, etc., la superficie de baja actividad del cable de molibdeno de alta pureza puede evitar cristales contaminantes, capas de películas o productos de reacción, mejorando efectivamente el rendimiento y la estabilidad del dispositivo.
Impacto en el tratamiento de la superficie y el rendimiento de recubrimiento
El cable de molibdeno a menudo se usa como sustrato de recubrimiento, fuente de evaporación o material de electrodo. El molibdeno de alta pureza tiene una estructura de superficie uniforme y una distribución de energía de superficie estable, que puede proporcionar una buena adhesión de recubrimiento y uniformidad de la película. Debido a la precipitación de impurezas o residuos de corrosión, la superficie del alambre de molibdeno de baja pureza a menudo tiene pequeñas partículas, manchas de oxidación o estructuras rugosas, que no conducen al posterior crecimiento de la película y causan fácilmente problemas como pelar de películas, grietas y derrames.
En procesos como el recubrimiento óptico, los objetivos de pulverización de semiconductores y las fuentes de evaporación del haz de electrones, la estabilidad química del alambre de molibdeno de alta pureza garantiza la repetibilidad del proceso y la consistencia de la calidad de la película, y es un material básico importante que afecta la calidad de los productos finales.
