Seria Silicide – sprawdź stronę ze szczegółami

Fizyczne i chemiczne właściwości

Krzemek to związek binarny utworzony przez niektóre metale (takie jak lit, wapń, magnez, żelazo itp.) i niektóre niemetale (takie jak bor itp.) oraz krzem. Jest to na ogół kryształ, ma metaliczny połysk, jest twardy i ma wysoką temperaturę topnienia. Metal lub niemetal może generować wiele krzemków. Na przykład żelazo może wytwarzać FeSi, FeSi2, Fe2Si5, Fe3Si2, Fe5Si3 itp. Można je otrzymać poprzez redukcję tlenków metali (lub niemetali) lub krzemianów metali za pomocą krzemu w piecu elektrycznym.

Zastosowanie

Krzemek do elektrycznych elementów grzejnych: Krzemek metalu jest jednym z najwcześniejszych zastosowań elektrycznych elementów grzejnych. Ogólnie rzecz biorąc, im niższa zawartość krzemu w krzemkach metali, tym wyższa jest temperatura topnienia, ale zmniejsza się jego odporność na utlenianie. Dlatego do produkcji elementów grzejnych zwykle stosuje się dwukrzemki o niskiej temperaturze topnienia, ale dobrej odporności na utlenianie.

Krzemki do wysokotemperaturowych powłok przeciwutleniających: Niezwykła zdolność przeciwutleniająca powłok MoSi2 na molibdenie i jego właściwości samonaprawy doprowadziły do ​​szeroko zakrojonych badań nad dużą liczbą innych dwuskładnikowych krzemków typu MeSi2 i bardziej złożonymi krzemkami do wszystkich zastosowań ogniotrwałych. Powłoki przeciwutleniające do metali, ich stopów i materiałów grafitowych, w tym kompozytów węgiel/węgiel.

Wiadomo, że grubość powłoki ma paraboliczną zależność od czasu użytkowania, a wpływ temperatury użytkowania na grubość powłoki jest bardziej wrażliwy niż czas. Dalsze badania wykazały, że trwałość powłoki krzemionkowej zależy głównie od zdolności dyfuzji elementów w układzie powłokowym oraz defektów powłoki. W związku z tym pierwszą metodą jest modyfikacja krzemku powłoki poprzez dodanie stopu w celu uzyskania wieloskładnikowej kompozytowej warstwy ochronnej z tlenku o lepszych właściwościach przeciwutleniających; druga metoda polega na zastosowaniu mieszania gradientowego w celu poprawy cyklu termicznego powłoki. Pęknięcia przypominające włos.

Krzemek do folii elektrod bramkowych w układach scalonych: Wraz ze wzrostem poziomu integracji układów scalonych rosną również wymagania dotyczące odporności cieplnej elektrod bramkowych i materiałów połączeń wzajemnych. Tradycyjne materiały polikrzemowe i aluminiowe nie są już w stanie spełnić tych wymagań; chociaż metale ogniotrwałe W i Mo mają dobrą przewodność i wysokie temperatury topnienia, nie są odporne na utlenianie, co ogranicza temperaturę przygotowania układów scalonych. Dlatego ogniotrwałe krzemki metali przyciągają uwagę ze względu na ich niską rezystywność i wysoką stabilność. Cztery najbardziej atrakcyjne krzemki pod tym względem to TiSi2, TaSi2, MoSi2 i WSi2. Wśród nich TaSi2 jest najbardziej stabilny, a jego rezystywność jest niższa niż WSi2 i MoSi2. Jednocześnie zastosowanie TaSi2 do metalizacji bramek układów scalonych i linii łączących ma swoje unikalne zalety, tzn. TaSi2 nie będzie utleniał się w suchym tlenie. Wraz z pojawieniem się technologii ultradrobnych cząstek wymagania dotyczące stabilności w wysokiej temperaturze mogą zostać zmniejszone, wtedy przydatne staną się inne krzemki