Силицид титана

13.09.2019

Получение


Обрабатывая двуокись титана кремнием в электрической печи, Муассан получил весьма твердый силицид титана неизвестного состава. Леви воздействовал парами TiCl4 на раскаленный металлический кремний и получил таким путем незначительное количество силицида, которому он приписал формулу Ti2Si. Хонигшмид получил алюминотермическим путем из смеси кварца, двойного фторида титана и калия, алюминиевой дроби и серы слиточек, из которого попеременной обработкой HCl и разбавленной KOH можно было извлечь правильные кристаллики силицида TiSi2 (53,9% Si). Существование силицида Ti2Si3 не доказано. Старые литературные данные по приготовлению силицидов титана представлены в сводном виде Барадук-Мюллером.

При электролизе соляной ванны, содержащей K3SiF6+1/10TiO2, на катоде выделяются небольшие кристаллы TiSi2.

Губчатый (ноздреватый) силицид титана получают при взаимодействии гидрида титана с кремнием. Выделяющийся при этом атомарный водород заметно ускоряет процесс.

Ларсен с сотр. получали сплавы титана с содержанием от 0,5 до 10% Si спеканием под вакуумом смесей соответствующих компонентов. Хансен, Кесслер и Макферсон при изучении системы титан—кремний получали образцы сплавов в дуговой электропечи с вольфрамовыми электродами в атмосфере гелия или аргона.

Кемпбелл с сотр. получали отложения силицида титана осаждением из газовой фазы (SiCl4) при 1100—1500°. Данных о химическом составе этих отложений нет.

Система титан — кремний


Диаграмма состояния титан—кремний (рис. 91) представлена Хансеном, Кесслером и Макферсоном.

Сплавы готовили в дуговой электропечи и подвергали термическому, металлографическому и рентгенографическому исследованию. Отжиг и закалку ряда сплавов производили в специальной печи в атмосфере аргона. Хансен с сотр. подтвердили существование дисилицида титана, открытого ранее Хонигшмидом. Структура этого соединения разъяснена Левсом и Вальбаумом. В дальнейшем они обнаружили также силицид Ti5Si3 (аналогичный Ti5Ge3 и Ti5Sn3), упоминаемый Петроковским и Дувецом. Хансен с сотр. открыли новый, третий силицид TiSi, образующийся при 1760° по перитектической реакции из Ti6Si3 и расплава с 43% Si. Имеются три эвтектики: Ti + Ti5Si3 (температура плавления 1330°), Ti5Si3 + TiSi2 (1490°) и TiSi2 + Si (1330°).

Растворимость кремния в а и Р-титане, по данным металлографического исследования сплавов Ti-Si, выплавленных в дуговой электропечи, составляет менее 0,4% Si. Хансен с сотр. обнаружили, что растворимость кремния в в-титане при 1330° составляет около 3%. При 860° твердый раствор в-титана с 0,9% Si распадается по эвтектоидной реакции на a-фазу с 0,5% Si и Ti5Si3 при 750° в а-титане растворяется около 0,3% Si.

Свойства


Дисилицид титана TiSi2 содержит 53,9% Si и представляет собой кристаллики, имеющие форму плоских тетрагональных пирамидок и по цвету напоминающие железо. Медленно окисляется на воздухе при температуре красного каления. Минеральные кислоты, в том числе плавиковая, не оказывают на него воздействия. Бурно реагирует с расплавами щелочей.

TiSi2 характеризуется слегка деформированной ромбической решеткой (тип TiSi2) с постоянными а = 8,236 А, b = 4,773 А, с = 8,523 А. Плотность дисилицида титана 4,39 г/см3.

Ti5Si3 обладает гексагональной решеткой с постоянными а = 7,465 А, с = 5,162 А. Микротвердость силицидов титана по Кнупу (при нагрузке 100 г): Ti5Si3 986; TiSi 1039; TiSi2 618 кг/мм2. По другим данным, микротвердость TiSi2 (при нагрузке 100 г) равна 870 кг/мм2.

Согласно Хансену с сотр., Ti5Si3 плавится при 2120°; TiSi2 при 1540°. Согласно же Червенка TiSi2 плавится при 1460°.

Удельное электрическое сопротивление горячепрессованного TiSi2 составляет 123 мком*см.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна