MoSi2具有高達2030°C的高熔點、較低的密度(6.24g/cm3)和優異的高溫抗氧化性能以及良好的導熱性和導電性,故被認為是繼Ni基高溫合金(使用溫度<1100°C)以及第二代高溫TiAl合金之后的第三代超高溫結構材料。但是,MoSi2也有一些致命的缺點,阻礙了它的實際應用。除了低溫脆性較大(韌脆轉變溫度在900~1000°C)、1300°C以上高溫強度不足,尤其是蠕變抗力比較低之外,MoSi2在400~600°C會出現加速氧化的現象,最終會由致密體變成粉末,引起材料災難性的毀壞。這種低溫氧化現象在學術界被稱作Pest現象,是該材料作為實用的高溫結構材料的一個研發難點。
目前關于MoSi2的Pest現象機理的研究認為:Mo氧化物的揮發導致SiO2膜不連續和不致密;樣品本身不夠致密或者存在裂紋,使得氧原子能夠快速進入材料內部;雜質元素O,N在晶界優先擴散等,這些因素導致材料快速氧化。基于上述分析,目前對于克服MoSi2的Pest問題的研究思路,主要有以下幾種:提高MoSi2的純度;提高材料的致密度;添加相對于Si與O有更強親和力的元素,降低內部氧化造成的體積膨脹,從而抑制Pest效應;采用高溫預氧化形成致密的SiO2膜,在材料表面形成玻璃保護層,降低氧化速率,等等。
試驗表明,采用放電等離子燒結方法將Mo粉與Si粉混合物原位合成制備成高致密的MoSi2,其致密度高于將MoSi2粉末直接燒結制備而成的MoSi2,結果,前者在Pest現象溫度區表現出明顯優于后者的抗氧化性,這說明材料的致密度對于其抗氧化性能有重要影響。另外,用原位合成工藝,可以制備SiC顆粒增強的MoSi2基復合材料,該復合材料致密度高達99.5%以上,界面為直接的原子結合,無非晶層存在。由于該材料的高致密度,孔隙率低,無裂紋,極大地降低了O通過這些缺陷進入材料內部的擴散速率,使粉化形核和生長速度明顯減慢,有效地減緩了氧化。該材料在500°C下經過1000小時氧化后,仍未發生Pest現象。這種SiC顆粒增強的MoSi2基復合材料,不僅抗氧化性能好,而且其斷裂韌性也比單一MoSi2提高了25%~46%;1000~1400°C下的壓縮流變應力明顯高于單一MoSi2;1200~1400°C下的壓縮蠕變性能也明顯提高。
另據報道,用機械合金化制備含La2O3的Mo-Si粉末,并進行燒結,制成La2O3增韌的MoSi2復合材料。該材料未發生Pest現象,其原因在于表面形成了致密的SiO2保護膜。用Al合金化的MoSi2,在400°C、600°C、700°C下都有很好的抗氧化性能,質量變化較少,其原因就在于材料表面形成了連續的3Al3O2.2SiO2保護膜;但它在500°C氧化過程中,卻發生了Pest現象,原因在于此時大量生成揮發性MoO3相,破壞了3Al3O2.2SiO2保護膜的形成;而由Al和Nb共同合金化的MoSi2,在500°C下氧化50小時后,材料中MoO3和Mo9O26含量變化不大,并出現了Al2O3,其抗氧化性得到了提高。