Силициды

Силициды

В силицидах, или кремнистых соединениях, кремний соединяется с металлами или с некоторыми неметаллами. Силициды образуют активные и среднеактивные металлы. Первые, такие как кремнистый натрий, цезий, кальций, относятся к группе ионно-ковалентных. Вторые, типа селенида вольфрама или молибдена — к группе металлоподобных. Нет кремнистых соединений у ртути, кадмия, цинка, золота, серебра.

Если на один атом металла приходит один атом кремния, то это моносилициды. Если кремния больше, то это ди-, три- или полисилициды.

Свойства силицидов

Для кремнистых соединений характерен металлический блеск. По цвету они бело-серебристые или серые. Магнитные свойства кремнистых соединений разнообразны. Среди них есть парамагнитные, диамагнитные, ферромагнетики и антиферромагнетики.

Тугоплавкость у ионно-ковалентных силицидов обычно выше, чем у входящих в их состав металлов. Силициды калия, магния и других активных металлов проявляют полупроводниковые свойства. Металлоподобные кремнистые соединения немного менее тугоплавкие по сравнению с соответствующими металлами. Части этих силицидов является полупроводниками, у других высокая электропроводность, а некоторые при малых температурах могут быть сверхпроводниками.

При нагревании силициды щелочных металлов могут превращаться в полисилициды. При взаимодействии с воздухом и водой эти вещества окисляются или разлагаются. Силициды стронция, магния, бария, кальция, редкоземельных элементов сохраняются в условиях сухого воздуха, но разлагаются водой, а в кислых и щелочных растворах бурно разлагаются.

Металлоподобные силициды молибдена, вольфрама, рения и других неактивных металлов отличаются стойкостью к воздуху, воде, холодным растворам кислот, в меньшей степени щелочей. Такие свойства объясняются тем, что на поверхности металла образуется пассивирующая пленка силиката или диоксида кремния.

Использование силицидов

Металлоподобные кремнистые соединения добавляют в керметы и жаростойкие сплавы для повышения стойкости к окислению и тугоплавкости. Таким способом используют силициды циркония, ванадия, гафния, вольфрама. Из дисилицида молибдена производят нагревательные элементы для электропечей, выдерживающие до 1650^°C.

Силициды благодаря их огнеупорности востребованы в химическом машиностроении. Из них делают элементы насосов, мешалок, теплообменников, облицовочные материалы для реакторов. Силицидные слои защищают поверхность изделий из вольфрама, тантала, ниобия что повышает их жаростойкость.

В качестве полупроводников для работы в высокотемпературных условиях используют дикремнистые рений, кобальт, марганец, хром. Сверхпроводниковые качества силицида ванадия востребованы в производстве автоматических устройств. Из кремнистого гафния делают электрокатализатор.

Силициды редкоземельных металлов применяют в качестве нейтронных поглотителей в ядерных реакторах, а силицид циркония является компонентом горючего для них. Также силицид циркония в технике играет роль дезазотизатора, раскислителя. Это вещество добавляют в каучук, эмали, белила, стекло, глазурь, из него получают хлористый цирконий.