Disiliciuro de titanio

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disiliciuro de titanio
General

Nombre sistemático		 disiliciuro de titanio
química fórmula Ti Si 2
Propiedades físicas
Estado sólido
Masa molar 104,08 g/ mol
Densidad 4,04 g/cm³
Propiedades termales
La temperatura
 •  fusión 1540°C
mol. capacidad calorífica 53,96 J/(mol·K)
Conductividad térmica 45,9 W/(m·K)
entalpía
 •  educación 135,14 kJ/mol
Clasificación
registro número CAS 12039-83-7
PubChem 6336889
registro Número EINECS 234-904-3
SONRISAS   [Si]=[Ti]=[Si]
InChI   InChI=1S/2Si.TiDFJQEGUNXWZVAH-UHFFFAOYSA-N
ChemSpider 4891882 y 8329526
Los datos se basan en condiciones estándar (25 °C, 100 kPa) a menos que se indique lo contrario.

El disiliciuro de titanio es un compuesto químico de metal titanio y silicio con la fórmula TiSi 2 . El contenido de silicio en el disiliciuro de titanio es del 53,98 % en peso [1] .

Conseguir

El disiliciuro de titanio se puede obtener de una de las siguientes formas [2] .

Los polvos de titanio y silicio se utilizan como componentes iniciales. Debido a la exotermia de la reacción , el aumento de temperatura se realiza lentamente y con exposiciones intermedias a una temperatura de 700-800 °C. Al alcanzar una temperatura de 1200 °C, realizar la exposición final durante 1-2 horas. El proceso de reducción de óxido de titanio con silicio se lleva a cabo a una temperatura de 1400 ° C y se mantiene durante 1,5 a 2 horas. El proceso de formación de disiliciuro de titanio procede según la reacción: Cuando se reemplaza el silicio puro con su óxido, se puede usar grafito y carburo de silicio para la reducción . En este caso, la reacción tiene la siguiente forma: Para el proceso de formación de siliciuro se utiliza un baño de metal de zinc fundido auxiliar . En este caso, el zinc a una temperatura de proceso de 700–900 °C disuelve relativamente bien los componentes iniciales, como resultado de lo cual se produce la reacción de formación de disiliciuro de titanio en la masa fundida. Al final del proceso, la masa fundida se enfría y el siliciuro se separa químicamente del zinc. Los monocristales de TiSi 2 se pueden obtener por este método . La esencia del método es la reducción de tetracloruros de titanio y silicio , que se encuentran en fase gaseosa, con hidrógeno y su deposición sobre una superficie calentada. El proceso se lleva a cabo a una temperatura de 900−1300 °C. Los componentes iniciales y medio de proceso es una solución al 10% de dióxido de titanio en hexafluorosilicato de potasio fundido (K 2 SiF 2 ), cuya electrólisis permite obtener cristales de siliciuro finamente dispersos [3] .

Propiedades físicas

El disiliciuro de titanio es un polvo de color gris hierro. Tiene dos modificaciones polimórficas.

La modificación metaestable a baja temperatura (C49) tiene una red centrada en la base rómbica , grupo espacial Cmcm , períodos de red a = 0,362 nm, b = 1,376 nm, c = 0,360 nm [4] . La formación de una modificación metaestable tiene lugar durante la preparación de películas finas de TiSi 2 sobre un sustrato de cristal de silicio a una temperatura de 450–600 °C. Cuando se calienta por encima de los 650 °C, la modificación de baja temperatura pasa a la de alta temperatura [5] .

La modificación de alta temperatura (C54) es estable y tiene una red rómbica centrada en las caras, grupo espacial Fddd , períodos de red a = 0,8279 nm, b = 0,4819 nm, c = 0,8568 nm.

Propiedades químicas

El disiliciuro de titanio es químicamente resistente a los ácidos nítrico , sulfúrico , clorhídrico y oxálico . Es insoluble en agua y en soluciones alcalinas diluidas. Interactúa débilmente con el agua regia . El disiliciuro de titanio se disuelve en ácido fluorhídrico y su mezcla con ácido nítrico, así como en soluciones de fluoruro de amonio y en soluciones alcalinas en presencia de sosa tartárica y cítrica y Trilon B [2] .

Reacciona con ácido fosfórico según la reacción:

Oxidado por oxígeno a temperaturas superiores a 700 °C. Interactúa con el cloro y el flúor a altas temperaturas (900 °C en el caso del cloro) [1] [3] .

Aplicación

Debido a su baja resistencia eléctrica y alta estabilidad térmica (fase C54), se utiliza como contacto entre un dispositivo semiconductor y una estructura de soporte de interconexión en la producción de circuitos integrados muy grandes [6] [7] .

Notas

  1. ↑ 1 2 3 Samsonov G. V., Vinitsky I. M. Compuestos refractarios (libro de referencia). - Metalurgia, 1976. - S. 560.
  2. ↑ 1 2 Samsonov G.V., Dvorina L.A., Rud B.M. Silicides. - Metalurgia, 1979. - S. 9-144. — 272 págs.
  3. ↑ 1 2 Luchinsky G.P. Química del titanio. - Química, 1971. - S. 164-166. — 472 pág.
  4. ↑ Luchinsky G.P. Química del titanio. - Química, 1971. - S. 183-185. — 472 pág.
  5. ↑ Yoon S., Jeon H. Un estudio sobre el cambio en la temperatura de transición de fase de TiSi 2 al agregar el elemento Zr en diferentes sustratos de Si // J. Korean Phys. soc. - 1999. - vol. 34, núm. 4.- Pág. 365-370.
  6. ↑ 1 2 Clevenger LA et al. Estudio de la formación de C49-TiSi 2 y C54-TiSi 2 en silicio policristalino dopado utilizando medidas de resistencia in situ durante el recocido // J. Appl. física - 1994. - vol. 76, núm. 12.- Pág. 7874-7881.
  7. ↑ Tecnología "Salicida" (enlace inaccesible) . Consultado el 9 de febrero de 2013. Archivado desde el original el 20 de junio de 2018. 
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