Дисилицид титана — химическое соединение металла титана и кремния с формулой TiSi2. Содержание кремния в дисилициде титана составляет 53,98 % по массе.
Получение
Дисилицид титана можно получить одним из следующих способов.
- Непосредственным насыщением титана кремнием:
- Восстановлением оксида титана кремнием с последующим силицированием:
- Синтезом из растворов в металлических расплавах:
- Осаждением из газовой фазы:
- Электролизом расплавленных сред:
Физические свойства
Дисилицид титана представляет собой порошок железно−серого цвета. Имеет две полиморфные модификации.
Низкотемпературная метастабильная модификация (C49) имеет ромбическую базоцентрированную решетку, пространственная группа Cmcm, периоды решетки а = 0,362 нм, b = 1,376 нм, c = 0,360 нм. Образование метастабильной модификации имеет место при получении тонких плёнок TiSi2 на подложке из кристалла кремния при температуре 450—600 °C. При нагреве свыше 650 °C низкотемпературная модификация переходит в высокотемпературную.
Высокотемпературная модификация (C54) является стабильной и имеет ромбическую гранецентрированную решетку, пространственная группа Fddd, периоды решетки а = 0,8279 нм, b = 0,4819 нм, c = 0,8568 нм.
- Удельное электрическое сопротивление низкотемпературной и высокотемпературной фаз составляет 60—70 мкОм•см и 12—20 мкОм•см, соответственно
- Коэффициент линейного теплового расширения 12,5•10−6 1/K при 200—1200 °C
- Микротвёрдость 8,75 ГПа
- Модуль упругости 259 ГПа
Химические свойства
Дисилицид титана является химически стойким по отношению к азотной, серной, соляной, щавелевой кислотам. Не растворяется в воде и в разбавленных растворах щелочей. Слабо взаимодействует с царской водкой. Дисилицид титана растворяется в плавиковой кислоте и в её смеси с азотной кислотой, а также в растворах фтористого аммония и в щелочных растворах в присутствии винного и лимонного натра и трилона Б .
Реагирует с ортофосфорной кислотой по реакции:
2 T i S i 2 + 14 H 3 P O 4 = 2 T i H 3 ( P O 4 ) 3 + 4 S i O ( P O 3 ) 2 + 11 H 2 + 4 H 2 O {displaystyle {mathsf {2TiSi_{2}+14H_{3}PO_{4}=2TiH_{3}(PO_{4})_{3}+4SiO(PO_{3})_{2}+11H_{2}+4H_{2}O}}}Окисляется кислородом при температуре свыше 700 °C. С хлором и фтором взаимодействует при высоких температурах (900 °C в случае хлора).
Применение
Благодаря низкому электросопротивлению и высокой термической стабильности (фаза C54) используется в виде контактов между полупроводниковым устройством и структурой, поддерживающей межсоединения, в производстве сверхбольших интегральных схем.