Titandisilicid

Titandisilicid ist eine anorganische chemische Verbindung des Titans aus der Gruppe der Silicide.

Gewinnung und Darstellung

Titandisilicid kann durch Reaktion von Titan oder Titanhydrid mit Silicium gewonnen werden.

$\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{⟶}\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{S}{\mathrm{i}}_{\mathrm{2}}$

Ebenfalls möglich ist die Darstellung auf aluminothermischem Wege durch Entzünden eines Gemisches von z. B. Aluminiumpulver, Schwefel, Siliciumdioxid und Titandioxid oder Kaliumfluortitanat K₂TiF₆, durch Elektrolyse einer Schmelze Kaliumfluortitanat und Titandioxid oder durch Umsetzung von Titan mit Siliciumtetrachlorid.

Es kann auch durch Umsetzung von Titan(IV)-chlorid mit Monosilan, Dichlorsilan oder Silicium gewonnen werden.

$\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}\mathrm{⟶}\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{S}{\mathrm{i}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}$

$\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{S}{\mathrm{i}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{8}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

$\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{⟶}\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{S}{\mathrm{i}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{4}}$

Eigenschaften

Titandisilicid ist ein metallisch glänzender, weißgrauer bis schwarzer kristalliner Feststoff mit guter thermischer und elektrischer Leitfähigkeit. Er besitzt orthorhombische Kristallstruktur mit der Vorlage:Raumgruppe (a = 825,3 pm, b = 478,3 pm, c = 854,0 pm). Er ist unlöslich in Wasser und Mineralsäuren mit Ausnahme von Flusssäure sowie langsam löslich in 10%iger Kaliumhydroxid-Lösung. Zu beachten ist, das neben Titandisilicid weitere Titansilicide bekannt sind. So TiSi_1,8 mit der Raumgruppe Vorlage:Raumgruppe und einer Dichte von 3,9 g·cm⁻³, Ti₃Si mit tetragonaler Kristallstruktur isotyp zu der von Ti₃P, Ti₅Si₄ mit einer Schmelztemperatur von 2120 °C und einer tetragonalen Kristallstruktur isotyp zu der von Zr₅Si₄ sowie Titanmonosilicid TiSi mit einem Schmelzpunkt von 1760 °C und einer orthorhombischen Kristallstruktur, isotyp zu der von Eisenborid FeB. Es ist weiterhin eine Ti₅Si₃ Verbindung bekannt.

Verwendung

Titandisilicid wird in der Halbleiterindustrie (z. B. im Salicide-Prozess) verwendet. Es kann zur Spaltung von Wasser mit Hilfe von Sonnenlicht eingesetzt werden.