Titanium disilicid

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 18. juni 2019; verifikation kræver 1 redigering .
Titanium disilicid
Generel
Systematisk
navn		 titanium disilicid
Chem. formel TiSi 2
Fysiske egenskaber
Stat solid
Molar masse 104,08 g/ mol
Massefylde 4,04 g/cm³
Termiske egenskaber
Temperatur
 •  smeltning 1540°C
Mol. Varmekapacitet 53,96 J/(mol K)
Varmeledningsevne 45,9 W/(m K)
Entalpi
 •  uddannelse 135,14 kJ/mol
Klassifikation
Reg. CAS nummer 12039-83-7
PubChem 6336889
Reg. EINECS nummer 234-904-3
SMIL   [Si]=[Ti]=[Si]
InChI   InChI=1S/2Si.TiDFJQEGUNXWZVAH-UHFFFAOYSA-N
ChemSpider 4891882 og 8329526
Data er baseret på standardbetingelser (25 °C, 100 kPa), medmindre andet er angivet.

Titanium disilicid er en kemisk forbindelse af titaniummetal og silicium med formlen TiSi 2 . Siliciumindholdet i titandisilicid er 53,98 vægtprocent [1] .

Henter

Titanium disilicid kan opnås på en af ​​følgende måder [2] .

Titanium- og siliciumpulvere bruges som indledende komponenter. På grund af reaktionens eksotermitet udføres temperaturstigningen langsomt og med mellemliggende eksponeringer ved en temperatur på 700-800 °C. Efter at have nået en temperatur på 1200 ° C, lav den endelige eksponering i 1-2 timer. Processen med at reducere titaniumoxid med silicium udføres ved en temperatur på 1400 ° C og holder i 1,5-2 timer. Processen med dannelse af titandisilicid forløber i henhold til reaktionen: Ved udskiftning af rent silicium med dets oxid kan grafit og siliciumcarbid bruges til reduktion . I dette tilfælde har reaktionen følgende form: Et hjælpebad med smeltet zinkmetal bruges til siliciddannelsesprocessen . I dette tilfælde opløser zink ved en procestemperatur på 700-900 °C de oprindelige komponenter relativt godt, hvilket resulterer i, at reaktionen med dannelse af titandisilicid sker i smelten. Ved afslutningen af ​​processen afkøles smelten, og silicidet adskilles kemisk fra zink. TiSi 2 enkeltkrystaller kan opnås ved denne metode . Essensen af ​​metoden er reduktionen af ​​titanium og siliciumtetrachlorider , som er i gasfasen , med brint og deres aflejring på en opvarmet overflade. Processen udføres ved en temperatur på 900-1300 °C. Startkomponenterne og procesmediet er en 10 % opløsning af titandioxid i smeltet kaliumhexafluorsilicat (K 2 SiF 2 ), hvis elektrolyse gør det muligt at opnå fint dispergerede silicidkrystaller [3] .

Fysiske egenskaber

Titanium disilicid er et jerngrå pulver. Den har to polymorfe modifikationer.

Den metastabile lavtemperaturmodifikation (C49) har et rombisk basecentreret gitter, rumgruppe Cmcm , gitterperioder a = 0,362 nm, b = 1,376 nm, c = 0,360 nm [4] . Dannelsen af ​​en metastabil modifikation finder sted under fremstillingen af ​​tynde TiSi 2 -film på et siliciumkrystalsubstrat ved en temperatur på 450-600°C. Ved opvarmning over 650 °C går lavtemperaturmodifikationen over i højtemperaturmodifikationen [5] .

Højtemperaturmodifikationen (C54) er stabil og har et rombisk ansigtscentreret gitter, rumgruppe Fddd , gitterperioder a = 0,8279 nm, b = 0,4819 nm, c = 0,8568 nm.

Kemiske egenskaber

Titanium disilicid er kemisk resistent over for salpetersyre , svovlsyre , saltsyre , oxalsyre . Det er uopløseligt i vand og i fortyndede alkaliske opløsninger. Interagerer svagt med aqua regia . Titaniumdisilicid opløses i flussyre og dens blanding med salpetersyre, samt i ammoniumfluoridopløsninger og i alkaliske opløsninger i nærværelse af vin- og citronsyresoda og Trilon B [2] .

Reagerer med phosphorsyre i henhold til reaktionen:

Oxideret af oxygen ved temperaturer over 700 °C. Det interagerer med klor og fluor ved høje temperaturer (900 °C i tilfælde af klor) [1] [3] .

Ansøgning

På grund af dens lave elektriske modstand og høje termiske stabilitet (C54-fase) bruges den som kontakter mellem en halvlederenhed og en sammenkoblingsunderstøttende struktur i produktionen af ​​meget store integrerede kredsløb [6] [7] .

Noter

  1. ↑ 1 2 3 Samsonov G. V., Vinitsky I. M. Ildfaste forbindelser (referencebog). - Metallurgi, 1976. - S. 560.
  2. ↑ 1 2 Samsonov G.V., Dvorina L.A., Rud B.M. Silicides. - Metallurgi, 1979. - S. 9-144. — 272 s.
  3. ↑ 1 2 Luchinsky G.P. Kemi af titanium. - Kemi, 1971. - S. 164-166. — 472 s.
  4. ↑ Luchinsky G.P. Chemistry of titanium. - Kemi, 1971. - S. 183-185. — 472 s.
  5. ↑ Yoon S., Jeon H. En undersøgelse af ændringen i faseovergangstemperaturen for TiSi 2 ved at tilføje Zr-elementet på forskellige Si-substrater // J. Korean Phys. soc. - 1999. - Bd. 34, nr. 4. - S. 365-370.
  6. ↑ 1 2 Clevenger L.A. et al. Undersøgelse af C49-TiSi 2 og C54-TiSi 2 dannelse på doteret polykrystallinsk silicium under anvendelse af in situ modstandsmålinger under annealing // J. Appl. Phys. - 1994. - Bd. 76, nr. 12. - P. 7874-7881.
  7. ↑ "Salicide"-teknologi (utilgængeligt link) . Hentet 9. februar 2013. Arkiveret fra originalen 20. juni 2018. 
 De vigtigste titaniumforbindelser