Силициды. Состав, способы получения, св-ва и примен. силицидов Mg, Ca, Fe, Mo. Характеристика силицидов как фаз переменного состава.

Силицидами наз. бинарные соединения кремния в основном с более электроположительными элементами (металлами).

Способы получения:

1) Сплавление Si с металлом или взаимодействие паров Si с металлом

Me+Si=MeSi;

2) По р-ям восстановления: 2MeO+3Si=2MeSi+SiO₂, MeO+SiO₂+3C=MeSi+3CO;

3) По обменным р-ям: Me+SiCl₄+2H₂=MeSi+4HCl

Указанные р-ии обычно начинаются при высоких тем-рах (от 600 до 800º С в зависимости от вида металла). В ряде случаев силициды получают методом горячего прессования при повышенных Т и Р.

Свойства силицидов. БольшинствоС.-высоко тугоплавкие соединения: Т_пл ( MoSi₂)=2020º С, Т_пл ( WSi₂)=2160º С, Т_пл ( TaSi₂)=2200º С (тантала). Силициды щелочных и щ/з металлов разлагаются водой и кислотами. Силициды других металлов стойки не только к воде, но и к большинству кислот (кроме плавиковой). Расплавы едких щелочей на воздухе довольно энергично разлагают силициды, образую силикаты.

Силициды Mg. Mg образует с Si единственное устойчивое при обычной Т соединение – дисилицид магния Mg₂Si. Имеются данные, что при высокой Т устойчив силицид Mg – MgSi. Mg₂Si используют для получения силанов; в технологии сплавов Mg и Al (он входит в состав дюралюминия, повышая его твердость).

Силициды Са. С кальцием Si образует силициды состава Са₂Si, СаSi и СаSi₂. Силициды Са применяют в качестве раскислителей в сталелитейной промышленности (прежде всего при произв. нержавеющей стали) и удаления из стали серы и фосфора.

Силициды Fe. Известны силициды состава: Fe ₃Si, Fe ₅Si₃, Fe Si, Fe ₂Si. Сплавы Si с Fe, носящие общее название ферросилиций, могут содержать различные кол-ва Si и Fe, не обязательно отвечающие приведенным формулам. Ферросилиций с содержанием Si=10-15 масс% получают в доменных печах, а с содержанием Si> 40 масс% - в электропечах из железной стружки, кокса и кварца. Ферросилиций применяют в основном в произв. железа и стали. Он понижает способность железа растворять углерод и т. образом увеличивает выделение углерода в виде графита, что иногда необходимо при выработке чугуна. При бессемеровском процессе ферросилиций применяют как раскислитель для восстановления образующегося при горении оксида железа. Богатые кремнием сплавы железа находят широко применение благодаря их исключительно высокой кислотостойкости.

Силициды Mo. Si с Mo образует силициды состава MoSi₃, Mo ₅Si₃, MoSi_2. Наибольший интерес представляет MoSi₂, получаемый горячим прессованием. Для него характерна стойкость к окислению не только на воздухе, но и в кислороде при высоких Т. Поэтому его используют как защитное покрытие против окисления по молибдену. Стержни из него используют в качестве нагревательных элементов в электропечах (позволяют получать в печи Т до 1700 º С при работе в обычной атмосфере).

Хар-ка силицидов …Силициды многих металлов представляют собой фазы переменного состава, в которых валентности Si и металла не соответствуют тем, которые проявляются в обычных стехиометрических соединениях, что сближает их с твердыми растворами и сплавами металлов. Во многих силицидах большую роль играет непосредственная связь между атомами металлов и поэтому силициды являются наиболее металлическими соединениями среди металлоподобных тугоплавких соединений типа карбидов и нитридов. Исключение составляют некоторые силициды, проявляющие полупроводниковые св-ва. В большинстве случаев силициды имеют явно выраженный металлический характер.