Силицид хрома

Хром образует с кремнием ряд силицидов. По литературным источникам, основанным преимущественно на данных анализов осадков, существуют силициды Cr3Si, Cr2Si, Cr3Si2, CrSi, CrSi2 и Cr2Si7. Силицид Cr3Si был получен в результате взаимодействия Cr2O3 с жидким алюминием в расплаве меди в силикатных тиглях, а также сплавлением хрома, меди и кремния в электрической печи. В обоих случаях чистый продукт выделяли химическим путем.

Силицид Cr2Si получали в электропечи сплавлением компонентов или же восстанавливая Cr2O3 и SiO2 углеродом. Этот силицид можно получить также и алюминотермическим способом и расплавлением соответствующих смесей Cr2O3, SiC и углерода.

Гертлер оспаривает существование силицида Cr2Si.

Если при сплавлении хрома, меди и кремния ввести некоторый избыток силицида меди, то образуется силицид Cr3Si2. Вигуро получил это соединение, пропуская пары SiCl4 над порошком хрома при 1200°, а Барадук-Мюллер — в результате взаимодействия Cr2O3 и смеси SiC + С, взятых в определенном соотношении, с последующим выделением силицида из сплава плавиковой кислотой.

Восстанавливая смесь Cr2O3 + SiO2 углеродом по способу, предложенному Муассаном, с большим избытком SiO2, получают дисилицид. В чистом виде это соединение было получено Лебо и Фигерасом в жидкой металлической ванне (Cr + Cu + Si) при увеличении в ней содержания кремния.

При электролизе расплава соли, содержащей фторсиликат, фтористый хром или хромат щелочного металла, выделяется силицид CrSi2 в виде правильных кристалликов.

Силициды хрома, согласно Кемпбеллу с сотр., образуются при воздействии на хром SiCl4 в присутствии водорода. Условия образования различных силицидов, получаемых при 1100—1400°, подробно не описаны.



Определяя плотность сплавов хром — кремний с содержанием от 10 до 89% Si и основываясь на кривой «плотность — концентрация» (молекулярный объем), Фриллей пришел к выводу о существовании соединений Cr3Si, Cr2Si, CrSi, Cr2Si3, CrSi2 и Cr2Si7.

Основываясь на наличии максимума на кривой ликвидус, Kypнаков определяет наличие соединения CrSi в системе Cr—Si. Борен рентгенографически доказал существование в системе хром—кремний четырех промежуточных соединений. Существует кубический Cr3Si; затем, по-видимому, ромбическая фаза, устойчивая лишь при температуре ниже 1000°; далее кубический CrSi и, наконец, гексагональный CrSil2. Хром растворяет небольшое количество кремния со сжатием решетки; в кремнии хром, по-видимому, не растворяется.

Шрот изучил систему хром — кремний на горячепрессованных образцах и представил примерную диаграмму состояния. Подтверждено существование фаз, упомянутых Бореном.



Силицид хрома Cr3Si с 15,3 % Si в порошкообразной форме состоит из призматических кристалликов. Cr2Si с 21,3% Si Кристаллизуется в виде свободных или связанных одна с другой призм. Cr3Si2 с 26,5% Si кристаллизуется в виде продолговатых четырехгранных призм. CrSi12 с 51,9% Si кристаллизуется в виде серых иголок с металлическим блеском. Все силициды хрома весьма устойчивы в отношении минеральных кислот. Только плавиковая кислота легко их растворяет. Также энергично растворяют силициды хрома расплавленные щелочи.

Cr3Si обладает кубической кристаллической структурой (тип А15; а = 4,555 А). Cr2Si, по-видимому, ромбический.

CrSi обладает кубической структурой (структура FeSi, тип В20, а = 4,620 А ).

CrSi2 характеризуется гексагональной кристаллической структурой (структура CrSi2, тип С40, а = 4,222 А, с = 6,351 А). Плотности равны: для Cr3Si 6,52 г/см3, для Cr3Sil2 5,6 г/см3 и для CrSi2 4,4 г/см3.

Согласно ранее опубликованным данным, Cr3Si и Cr3Si2 царапают стекло, но не царапают кварц, a Cr2Si в отличие от остальных силицидов легко царапает кварц и корунд. Микротвердостъ (при нагрузке 100 г) горячепрессованных изделий из CrSi2 равна 1150 кг/мм2. Температура плавления CrSi2 находится около 157°.