RU2629121C1 - Method for titanium silicides production - Google Patents
Method for titanium silicides production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2629121C1 RU2629121C1 RU2016129333A RU2016129333A RU2629121C1 RU 2629121 C1 RU2629121 C1 RU 2629121C1 RU 2016129333 A RU2016129333 A RU 2016129333A RU 2016129333 A RU2016129333 A RU 2016129333A RU 2629121 C1 RU2629121 C1 RU 2629121C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium
- temperature
- silicon
- zinc
- silicides
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/42—Silicides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
- C23C16/4404—Coatings or surface treatment on the inside of the reaction chamber or on parts thereof
Abstract
Description
Изобретение относится к области химической технологии неорганических веществ, в частности к синтезу тугоплавких соединений.The invention relates to the field of chemical technology of inorganic substances, in particular to the synthesis of refractory compounds.
Силициды титана характеризуются высокой жаропрочностью и, в отличие от других силицидов, высокой пластичностью при нормальных температурах. Известны пять силицидов: Ti3Si, Ti5Si3, Ti5Si4, TiSi, TiSi2. Из них наибольший практический интерес представляет Ti5Si3, который характеризуется конгруэнтным плавлением Тпл=2130°С, в то время как у других силицидов титана точка плавления заметно ниже, а состав твердой и жидкой фазы различается, и TiSi2, который отличается лучшей стойкостью к окислению при высоких температура в кислородной среде.Titanium silicides are characterized by high heat resistance and, unlike other silicides, high ductility at normal temperatures. Five silicides are known: Ti 3 Si, Ti 5 Si 3 , Ti 5 Si 4 , TiSi, TiSi 2 . Of these, Ti 5 Si 3 , which is characterized by congruent melting Tm = 2130 ° C, is of greatest practical interest, while the melting point of other titanium silicides is noticeably lower, and the composition of the solid and liquid phases is different, and TiSi 2 , which is distinguished by the best resistance to oxidation at high temperatures in an oxygen environment.
Известны способы получения силицидов титана методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) (C.L. Yeh, W.H. Chen, С.С. Hsu. Formation of titanium silicides Ti5Si3 and TiSi2 by self-propagating combustion synthesis. Journal of Alloys and Compounds, 432 (2007), pp. 90-95; Д.Р. Каранян, C.K. Долуханян, С.С. Петросян, И.П. Боровинская. Получение дисилицида молибдена и силицида титана методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза // Промышленность Армении, N4 (1975), с. 23-25). Порошки металлического титана чистоты 99% и кремния чистоты 99,5%, крупностью -0,044 мм смешивают в шаровой мельнице с требуемым мольным соотношением для синтеза силицидов TixSiy. Приготовленную смесь порошков титана и кремния прессуют в виде цилиндрических таблеток, которые помещают в реактор из нержавеющей стали. Реактор заполняют аргоном чистоты 99,99% и поджигают верхнюю часть таблетки с помощью раскаленной металлической спирали, нагретой электрическим током. После завершения синтеза таблетки охлаждают до комнатной температуры в атмосфере аргона и извлекают из реактора.Known methods for producing titanium silicides by the method of self-propagating high temperature synthesis (SHS) (CL Yeh, WH Chen, C.S. Hsu. Formation of titanium silicides Ti 5 Si 3 and TiSi 2 by self-propagating combustion synthesis. Journal of Alloys and Compounds, 432 (2007), pp. 90-95; DR Karanyan, CK Dolukhanyan, SS Petrosyan, IP Borovinskaya. Production of molybdenum disilicide and titanium silicide by self-propagating high temperature synthesis // Industry of Armenia, N4 (1975) p. 23-25). Powders of metallic titanium with a purity of 99% and silicon with a purity of 99.5% and a particle size of -0.044 mm are mixed in a ball mill with the desired molar ratio for the synthesis of Ti x Si y silicides. The prepared mixture of titanium and silicon powders is pressed into cylindrical tablets, which are placed in a stainless steel reactor. The reactor is filled with 99.99% purity argon and the top of the tablet is set on fire using a hot metal coil heated by electric current. After the synthesis is complete, the tablets are cooled to room temperature in an argon atmosphere and removed from the reactor.
Недостатком данного способа является необходимость использования дорогостоящих мелкодисперсных порошков титана и кремния высокой чистоты и тщательной гомогенизации смеси порошков.The disadvantage of this method is the need to use expensive finely divided titanium and silicon powders of high purity and thorough homogenization of the powder mixture.
Известны способы синтеза силицидов титана с использованием методов механохимии (CN 104475741, опубл. 01.04.2015; C.S. Byun et al. Formation mechanism of titanium silicide by mechanical alloying. Journal of Materials Science, 36 (2001), pp. 363-369). По данному способу порошки металлического титана и кремния чистоты 99,95%, крупностью от -0,072 мм до -0,019 мм помещают в цилиндрический сосуд мельницы, изготовленный из стали или частично стабилизированного диоксида циркония, и заполняют мелющими шарами. Воздух в мельнице замещают аргоном и выполняют перемешивание/измельчение в течение от 1-4 до 10-50 ч в зависимости от соотношения титана и кремния в порошке и скорости перемешивания.Known methods for the synthesis of titanium silicides using methods of mechanochemistry (CN 104475741, publ. 04/01/2015; C. S. Byun et al. Formation mechanism of titanium silicide by mechanical alloying. Journal of Materials Science, 36 (2001), pp. 363-369). In this method, powders of metallic titanium and silicon with a purity of 99.95%, fineness from -0.072 mm to -0.019 mm are placed in a cylindrical vessel of a mill made of steel or partially stabilized zirconia, and filled with grinding balls. The air in the mill is replaced with argon and stirring / grinding is performed for 1-4 to 10-50 hours depending on the ratio of titanium and silicon in the powder and mixing speed.
Недостатками способа являются загрязнение полученных порошков силицидов титана непрореагировавшими частицами титана и кремния, большая продолжительность процесса, необходимость в использовании дорогостоящих мелкодисперсных порошков титана и кремния высокой чистоты и тщательной гомогенизации смеси порошков.The disadvantages of the method are the contamination of the obtained titanium silicide powders with unreacted titanium and silicon particles, the long process time, the need to use expensive finely dispersed titanium and silicon powders of high purity and thorough homogenization of the powder mixture.
Известен способ синтеза силицидов титана с использованием механоактивации и ударной нагрузки (J. Liu, Y. Bai, P. Chen, N. Cui, H. Yin. Reaction synthesis of TiSi2 and Ti5Si3 by ball-milling and shock loading and their photocatalytic activities. Journal of Alloys and Compounds, 555 (2013), pp. 375-380). Смесь порошков металлического титана и кремния аналитической чистоты, крупностью -0,074 мм, взятых в требуемом соотношении, предварительно обрабатывают в мельнице в атмосфере азота в течение 3 ч. Приготовленную смесь порошков прессуют в медной капсуле, которую помещают в аппарат ударной нагрузки и подвергают ударному воздействию с помощью стальной болванки, которую разгоняют до скорости 1,0-3,5 км/с детонацией заряда нитрометана, в результате чего происходит синтез силицидов титана.A known method for the synthesis of titanium silicides using mechanical activation and shock loading (J. Liu, Y. Bai, P. Chen, N. Cui, H. Yin. Reaction synthesis of TiSi 2 and Ti 5 Si 3 by ball-milling and shock loading and their photocatalytic activities. Journal of Alloys and Compounds, 555 (2013), pp. 375-380). A mixture of powders of metallic titanium and silicon of analytical purity, particle size -0.074 mm, taken in the required ratio, is pre-treated in a mill in a nitrogen atmosphere for 3 hours. The prepared mixture of powders is pressed in a copper capsule, which is placed in an impact device and subjected to shock with using a steel disc, which is accelerated to a speed of 1.0-3.5 km / s with detonation of a nitromethane charge, resulting in the synthesis of titanium silicides.
Недостатками способа являются использование дорогостоящих мелкодисперсных порошков титана и кремния высокой чистоты и необходимость предварительной гомогенизации их смеси в течение нескольких часов.The disadvantages of the method are the use of expensive finely divided powders of titanium and silicon of high purity and the need for preliminary homogenization of their mixture for several hours.
Известен способ получения силицидов титана с помощью электролиза титан- и кремнийсодержащих оксидных материалов в расплаве хлорида кальция (CN 101928964, опубл. 29.12.2010; Н. Jiao, Q. Wang, J. Ge, Н. Sun, S. Jiao. Electrochemical synthesis of Ti5Si3 in CaCl2 melt. Journal of Alloys and Compounds, 582 (2014), pp. 146-150). Из смеси порошков диоксида титана и диоксида кремния или титанового шлака готовят катод либо путем предварительного смешения и измельчения порошков в шаровой мельнице со связующим в течение 5-10 ч и прессования, либо путем смешения порошков, прессования и обжига при 1100°С в течение 4 ч. Прессованную и обработанную заготовку помещают в молибденовую или стальную сетку. Анод изготавливают из графита. Ячейку для электролиза заполняют безводным хлоридом кальция и нагревают до 900°С. В расплав хлорида кальция медленно в течение 2 ч опускают катод и анод. Затем подают напряжение 3.0V. Электролиз проводят в течение 5-10 ч. На катоде синтезируются силициды титана.A known method of producing titanium silicides by electrolysis of titanium and silicon oxide materials in a calcium chloride melt (CN 101928964, published December 29, 2010; N. Jiao, Q. Wang, J. Ge, N. Sun, S. Jiao. Electrochemical synthesis of Ti 5 Si 3 in CaCl 2 melt. Journal of Alloys and Compounds, 582 (2014), pp. 146-150). A cathode is prepared from a mixture of titanium dioxide and silicon dioxide or titanium slag powders either by preliminary mixing and grinding the powders in a ball mill with a binder for 5-10 hours and pressing, or by mixing the powders, pressing and firing at 1100 ° C for 4 hours The pressed and processed billet is placed in a molybdenum or steel mesh. The anode is made of graphite. The electrolysis cell is filled with anhydrous calcium chloride and heated to 900 ° C. The cathode and anode are slowly lowered into the calcium chloride melt for 2 hours. Then a voltage of 3.0V is applied. The electrolysis is carried out for 5-10 hours. Titanium silicides are synthesized at the cathode.
Недостатками способа являются большая длительность процесса электролиза, низкий выход по току (26%), высокие затраты электрической энергии, загрязнение полученного продукта низшими оксидами титана.The disadvantages of the method are the long duration of the electrolysis process, low current efficiency (26%), high energy costs, pollution of the resulting product with lower titanium oxides.
Известен способ получения силицидов титана восстановлением диоксида титана расплавленным кремнием (Z. Chen, Y. Li, Y. Tan and К. Morita. Reduction of Titanium Oxide by Molten Silicon to Synthesize Titanium Silicide. Materials Transactions, Vol. 56, No. 11 (2015) pp. 1919-1922). По данному способу порошки диоксида титана, диоксида кремния и оксида кальция смешиваются в соотношении 10:7:8 по массе и сплавляются с образованием шлака при 1500°С в графитовом тигле в индукционной печи. Затем в атмосфере аргона в расплав вносят требуемое количество чистого кремния. Восстановление проводят в течение 5-17 ч.A known method of producing titanium silicides by reduction of titanium dioxide with molten silicon (Z. Chen, Y. Li, Y. Tan and K. Morita. Reduction of Titanium Oxide by Molten Silicon to Synthesize Titanium Silicide. Materials Transactions, Vol. 56, No. 11 ( 2015) pp. 1919-1922). In this method, titanium dioxide, silicon dioxide and calcium oxide powders are mixed in a ratio of 10: 7: 8 by weight and fused to form slag at 1500 ° C. in a graphite crucible in an induction furnace. Then, in an argon atmosphere, the required amount of pure silicon is introduced into the melt. Recovery is carried out within 5-17 hours
Недостатками способа являются высокая температура и большая длительность процесса.The disadvantages of the method are the high temperature and the long duration of the process.
Известен способ получения силицидов титана осаждением из газовой фазы (CN 100356522, опубл. 19.12.2007). По данному способу тетрахлорид титана TiCl4 из испарительной камеры в виде газа подают в смесительную камеру для смешивания с моносиланом SiH4 в атмосфере сухого азота при давлении 111325 - 131325 Па. Мольное отношение SiH4:TiCl4 выбирают от 1 до 3. Приготовленную газовую смесь подают в ростовую камеру, в которой находится подложка, имеющая температуру 690-750°С, давление 101325 - 121325 Па. Осаждение силицидов титана в виде пленки на подложке проводят в течение 30-300 с.A known method of producing titanium silicides by vapor deposition (CN 100356522, publ. 12/19/2007). In this method, titanium tetrachloride TiCl 4 from the evaporation chamber in the form of gas is fed into the mixing chamber for mixing with monosilane SiH 4 in an atmosphere of dry nitrogen at a pressure of 111325 - 131325 Pa. The molar ratio of SiH 4 : TiCl 4 is chosen from 1 to 3. The prepared gas mixture is fed into the growth chamber, in which there is a substrate having a temperature of 690-750 ° C, pressure 101325 - 121325 Pa. The deposition of titanium silicides in the form of a film on a substrate is carried out for 30-300 s.
Недостатками способа являются опасность загрязнения продукта нитридами титана из-за работы в атмосфере азота, использование дорогостоящего и опасного в обращении реагента - моносилана, проблемы при синтезе силицида Ti5Si3 из-за мольного недостатка моносилана в газовой смеси, являющегося одновременно восстановителем и источником кремния.The disadvantages of the method are the danger of contamination of the product with titanium nitrides due to work in a nitrogen atmosphere, the use of an expensive and hazardous handling agent - monosilane, problems in the synthesis of Ti 5 Si 3 silicide due to the molar deficiency of monosilane in the gas mixture, which is both a reducing agent and a source of silicon .
Задача изобретения - разработка простого, экономичного и безопасного способа получения силицидов титана.The objective of the invention is the development of a simple, economical and safe method for producing titanium silicides.
Технический результат изобретения - разработан простой, экономичный и безопасный способ получения силицидов титана. Расширен ассортимент исходного сырья за счет использования хлоридов, бромидов и иодидов титана и кремния.The technical result of the invention is a simple, economical and safe method for producing titanium silicides. The range of raw materials has been expanded through the use of chlorides, bromides and iodides of titanium and silicon.
Технический результат изобретения достигается тем, что способ получения силицидов титана включает смешение газообразных галогенидов титана и кремния, взятых в мольном соотношении Ti:Si от 5:3 до 1:2, при температуре от 450 до 1100°С в атмосфере инертного газа при нормальном давлении, синтез силицидов титана восстановлением смеси галогенидов титана и кремния в атмосфере инертного газа при нормальном давлении расплавленным цинком при температуре от 450 до 900°С или парами цинка при температуре от 900 до 1100°С, очистку силицидов титана отгонкой галогенидов цинка и металлического цинка в атмосфере инертного газа при температуре от 900 до 1100°С при нормальном давлении или под вакуумом при температуре от 700 до 900°С.The technical result of the invention is achieved in that the method of producing titanium silicides involves mixing gaseous titanium halides and silicon, taken in a molar ratio of Ti: Si from 5: 3 to 1: 2, at a temperature of from 450 to 1100 ° C in an inert gas atmosphere at normal pressure , synthesis of titanium silicides by reduction of a mixture of titanium halides and silicon in an inert gas atmosphere at normal pressure with molten zinc at temperatures from 450 to 900 ° C or zinc vapor at temperatures from 900 to 1100 ° C, purification of titanium silicides by distillation of halogen ides of zinc and metallic zinc in an inert gas atmosphere at a temperature of from 900 to 1100 ° C at normal pressure or under vacuum at a temperature of from 700 to 900 ° C.
В предлагаемом изобретении исходным сырьем для получения силицидов титана являются галогениды титана и кремния, взятые в мольном соотношении Ti:Si от 5:3 до 1:2 в инертном газе (аргон) при нормальном давлении и температуре от 450 до 1100°С. Смесь галогенидов титана и кремния восстанавливают металлическим цинком при нормальном давлении и температуре от 450 до 1100°С и получают силициды титана по реакцииIn the present invention, the starting material for producing titanium silicides are titanium and silicon halides, taken in a molar ratio of Ti: Si from 5: 3 to 1: 2 in an inert gas (argon) at normal pressure and temperature from 450 to 1100 ° C. The mixture of titanium and silicon halides is reduced with zinc metal at normal pressure and temperature from 450 to 1100 ° C and titanium silicides are obtained by the reaction
xTiHal4+ySiHal4+2(x+y)Zn→TixSiy+2(x+y)ZnHal2,xTiHal 4 + ySiHal 4 +2 (x + y) Zn → Ti x Si y +2 (x + y) ZnHal 2 ,
где Hal - галоген (Cl, Br, I).where Hal is halogen (Cl, Br, I).
Силициды титана подвергают очистке отгонкой галогенидов цинка и металлического цинка в атмосфере инертного газа при температуре от 900 до 1100°С при нормальном давлении или под вакуумом при температуре от 700 до 900°С.Titanium silicides are subjected to purification by distillation of zinc halides and zinc metal in an inert gas atmosphere at a temperature of from 900 to 1100 ° C at normal pressure or under vacuum at a temperature of from 700 to 900 ° C.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
Галогениды титана и кремния смешивают в мольном соотношении Ti:Si от 5:3 до 1:2 в атмосфере инертного газа (аргон) при нормальном давлении и температуре от 450 до 1100°С. Смесь галогенидов титана и кремния восстанавливают металлическим цинком при нормальном давлении и температуре от 450 до 1100°С с получением силицидов титана. Из полученного порошка силицидов титана отгоняют галогенид цинка и примесь избыточного металлического цинка.Titanium and silicon halides are mixed in a molar ratio of Ti: Si from 5: 3 to 1: 2 in an inert gas atmosphere (argon) at normal pressure and temperature from 450 to 1100 ° C. The mixture of titanium and silicon halides is reduced with zinc metal at normal pressure and temperature from 450 to 1100 ° C to obtain titanium silicides. Zinc halide and an admixture of excess zinc metal are distilled off from the obtained titanium silicide powder.
При работе с хлоридами при температуре от 450 до 732°С исходные хлориды титана и кремния подают в реактор в газообразном состоянии, металлический цинк - в виде расплава. В результате восстановления хлоридов титана и кремния хлорид цинка образуется в жидком состоянии. При температуре выше 732°С хлорид цинка переходит в газообразное состояние.When working with chlorides at temperatures from 450 to 732 ° C, the initial titanium and silicon chlorides are fed into the reactor in a gaseous state, and zinc metal is fed into the melt. As a result of the reduction of titanium and silicon chlorides, zinc chloride is formed in a liquid state. At temperatures above 732 ° C, zinc chloride goes into a gaseous state.
При работе с бромидами при температуре от 450 до 697°С бромиды титана и кремния подают в реактор в газообразном состоянии, металлический цинк - в виде расплава. В результате восстановления бромидов титана и кремния бромид цинка образуется в жидком состоянии. При температуре выше 697°С бромид цинка переходит в газообразное состояние.When working with bromides at temperatures from 450 to 697 ° C, titanium and silicon bromides are fed into the reactor in a gaseous state, zinc metal in the form of a melt. As a result of the reduction of titanium bromides and silicon, zinc bromide is formed in a liquid state. At temperatures above 697 ° C, zinc bromide passes into a gaseous state.
При работе с иодидами при температуре от 450 до 900°С иодиды титана и кремния подают в реактор в газообразном состоянии, металлический цинк - в виде расплава. Образующийся при восстановлении иодидов титана и кремния иодид цинка находится в жидком состоянии.When working with iodides at temperatures from 450 to 900 ° C, titanium and silicon iodides are fed into the reactor in a gaseous state, zinc metal in the form of a melt. The zinc iodide formed during the reduction of titanium and silicon iodides is in a liquid state.
При температуре выше 900°С и нормальном давлении в потоке газов металлический цинк переходит в газовую фазу, что позволяет получать силициды титана в виде пленки или мелкодисперсного порошка во всех представленных выше галогенидных системах.At temperatures above 900 ° C and normal pressure in the gas stream, zinc metal passes into the gas phase, which allows titanium silicides to be obtained in the form of a film or a fine powder in all of the above halide systems.
Для эффективного восстановления галогенидов титана и кремния в реактор подают некоторое избыточное количество металлического цинка.To effectively reduce the titanium and silicon halides, some excess zinc metal is fed into the reactor.
Для очистки полученных силицидов титана от галогенидов цинка и избыточного металлического цинка используют отгонку в атмосфере инертного газа (аргон) при температуре от 900 до 1100°С. Для снижения температуры очистки до 700°С применяют вакуумную отгонку.For purification of the obtained titanium silicides from zinc halides and excess metallic zinc, distillation in an inert gas atmosphere (argon) is used at a temperature of 900 to 1100 ° C. To lower the cleaning temperature to 700 ° C, vacuum distillation is used.
Способ подтверждается конкретными примерами.The method is confirmed by specific examples.
Пример 1. Тетрахлорид титана и тетрахлорид кремния в мольном отношении 1:1 подают в камеру смешения при температуре 500°С в атмосфере аргона при нормальном давлении. Затем смесь газов подают в реактор синтеза, в котором при температуре 500°С тетрахлориды титана и кремния контактируют с расплавленным цинком в атмосфере аргона при нормальном давлении. После завершения синтеза температуру в реакторе повышают до 1100°С и отгоняют хлорид цинка и избыточный цинк в атмосфере аргона при нормальном давлении. В результате получают силицид титана TiSi.Example 1. Titanium tetrachloride and silicon tetrachloride in a molar ratio of 1: 1 are fed into the mixing chamber at a temperature of 500 ° C in argon atmosphere under normal pressure. The gas mixture is then fed to a synthesis reactor in which at a temperature of 500 ° C titanium and silicon tetrachlorides are contacted with molten zinc in an argon atmosphere at normal pressure. After completion of the synthesis, the temperature in the reactor was increased to 1100 ° C and zinc chloride and excess zinc were distilled off in an argon atmosphere at normal pressure. The result is titanium silicide TiSi.
Пример 2. Тетрабромид титана и тетрабромид кремния в мольном отношении 5:3 подают в камеру смешения при температуре 450°С в атмосфере аргона при нормальном давлении и полученную смесь газов подают в реактор синтеза, в котором при температуре 450°С тетрабромиды титана и кремния контактируют с расплавленным цинком в атмосфере аргона при нормальном давлении. После завершения синтеза температуру в реакторе повышают до 700°С и отгоняют бромид цинка и избыточный цинк под вакуумом. В результате получают силицид титана Ti5Si3.Example 2. Titanium tetrabromide and silicon tetrabromide in a molar ratio of 5: 3 are fed into the mixing chamber at a temperature of 450 ° C in argon atmosphere at normal pressure and the resulting gas mixture is fed into a synthesis reactor in which titanium and silicon tetrabromides are contacted at a temperature of 450 ° C with molten zinc in an argon atmosphere at normal pressure. After completion of the synthesis, the temperature in the reactor was raised to 700 ° C and zinc bromide and excess zinc were distilled off under vacuum. The result is titanium silicide Ti 5 Si 3 .
Пример 3. Тетраиодид титана и тетраиодид кремния в мольном отношении 5:3 подают в камеру смешения при температуре 900°С в атмосфере аргона. Затем смесь газов подают в реактор синтеза, в котором при температуре 900°С тетрабромиды титана и кремния контактируют с парами металлического цинка в атмосфере аргона при нормальном давлении. После завершения синтеза температуру в реакторе снижают до 700°С и отгоняют иодид цинка и избыточный цинк под вакуумом. В результате получают силицид титана Ti5Si3.Example 3. Titanium tetraiodide and silicon tetraiodide in a molar ratio of 5: 3 are fed into the mixing chamber at a temperature of 900 ° C in an argon atmosphere. Then the gas mixture is fed into the synthesis reactor, in which at a temperature of 900 ° C titanium and silicon tetrabromides are contacted with zinc metal vapors in an argon atmosphere at normal pressure. After completion of the synthesis, the temperature in the reactor was reduced to 700 ° C and zinc iodide and excess zinc were distilled off under vacuum. The result is titanium silicide Ti 5 Si 3 .
Таким образом, разработан простой, экономичный и безопасный способ получения силицидов титана. Расширен ассортимент исходного сырья за счет использования хлоридов, бромидов и иодидов титана и кремния.Thus, a simple, economical and safe method for producing titanium silicides has been developed. The range of raw materials has been expanded through the use of chlorides, bromides and iodides of titanium and silicon.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016129333A RU2629121C1 (en) | 2016-07-18 | 2016-07-18 | Method for titanium silicides production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016129333A RU2629121C1 (en) | 2016-07-18 | 2016-07-18 | Method for titanium silicides production |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2629121C1 true RU2629121C1 (en) | 2017-08-24 |
Family
ID=59744977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016129333A RU2629121C1 (en) | 2016-07-18 | 2016-07-18 | Method for titanium silicides production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2629121C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2718022C1 (en) * | 2018-12-10 | 2020-03-30 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Method of electrochemical production of nano-sized powder of metal silicide |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1696591A1 (en) * | 1989-03-03 | 1991-12-07 | Институт общей и неорганической химии АН УССР | Method of producing titanium silicides |
| WO1996012048A2 (en) * | 1994-10-11 | 1996-04-25 | Gelest, Inc. | Conformal titanium-based films and method for their preparation |
| CN1822331A (en) * | 2005-12-31 | 2006-08-23 | 浙江大学 | Method for preparing titanium silicide nano line by chemical gas phase deposition method |
-
2016
- 2016-07-18 RU RU2016129333A patent/RU2629121C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1696591A1 (en) * | 1989-03-03 | 1991-12-07 | Институт общей и неорганической химии АН УССР | Method of producing titanium silicides |
| WO1996012048A2 (en) * | 1994-10-11 | 1996-04-25 | Gelest, Inc. | Conformal titanium-based films and method for their preparation |
| CN1822331A (en) * | 2005-12-31 | 2006-08-23 | 浙江大学 | Method for preparing titanium silicide nano line by chemical gas phase deposition method |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2718022C1 (en) * | 2018-12-10 | 2020-03-30 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Method of electrochemical production of nano-sized powder of metal silicide |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2526483C (en) | A method and apparatus for the production of metal compounds | |
| US11193185B2 (en) | Producing titanium alloy materials through reduction of titanium tetrachloride | |
| EA014894B1 (en) | Apparatus and method for the production of metal compounds | |
| JP2008503654A (en) | Metal thermal reduction of refractory metal oxides. | |
| US11478851B2 (en) | Producing titanium alloy materials through reduction of titanium tetrachloride | |
| TW201733912A (en) | High purity tungsten pentachloride and method for synthesizing same | |
| TW200848519A (en) | Method for recovering platinum group metal from waste | |
| Liu et al. | Function mechanism of CO-CO2 atmosphere on the formation of Na2SnO3 from SnO2 and Na2CO3 during the roasting process | |
| JP2007254822A (en) | Method for producing scandium-containing alloy and scandium-containing alloy obtained by the method | |
| RU2629121C1 (en) | Method for titanium silicides production | |
| JP2019525002A (en) | Method for producing titanium from titanium oxide by magnesium vapor reduction | |
| JP3671133B2 (en) | Method for producing titanium | |
| Zhao et al. | Mechanism and kinetic analysis of vacuum aluminothermic reduction for preparing TiAl intermetallics powder | |
| JP7345903B2 (en) | Production method of titanium metal powder | |
| RU2699620C2 (en) | New method and product | |
| RU2616920C2 (en) | Method for obtaining the nanopowder of titanide hydride | |
| Zhang et al. | Synthesis mechanism of an Al-Ti-C grain refiner master alloy prepared by a new method | |
| JP6177173B2 (en) | High purity boron and method for producing the same | |
| Ri et al. | A thermochemical and experimental study for the conversion of ilmenite sand into fine powders of titanium compounds | |
| CN1204043C (en) | Synthesis method for powder ceramic complexes of refractory metals | |
| Vershinnikov et al. | Fine Ti powders through metallothermic reduction in TiO 2–Mg–Ca mixtures | |
| KR20130110571A (en) | The manufacturing method of zirconium sponge using self-propagating high temperature synthesis | |
| CN102808091A (en) | Method for preparing high-purity titanium | |
| Peterson et al. | The preparation of high-purity thorium by the magnesium reduction of thorium tetrachloride | |
| RU2354503C1 (en) | Method of sodium diboride nano-powders production |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20181107 Effective date: 20181107 |