Силицид меди (Cu5Si)

Описание

Силицид меди Cu5Si — интерметаллическое соединение меди и кремния, продукт взаимодействия меди с кремнием в твёрдой фазе. Относится к классу металлических силицидов переходных металлов, сочетающих металлическую электропроводность с повышенной твёрдостью и химической стойкостью по сравнению с чистой медью. В системе Cu–Si это одна из промежуточных фаз наряду с другими силицидами меди различной стехиометрии.

Основные атрибуты

• CAS №: 12159-07-8
• Химическая формула: Cu5Si (элементный состав Cu, Si)
• Английское название: Copper silicide (Cu5Si)
• Молекулярный вес: 345,82
• Точная масса: 342,62500
• Номер ЕС: 235-286-8
• XLogP3: -0,39330
• Синонимы и родственные CAS: 1234633-48-7, 1301726-73-7

Физико-химические характеристики

• Внешний вид: серебристые чешуйки/пластинки металлического блеска (в источнике — «серебряные монеты», артефакт машинного перевода английского описания порошка)
• Плотность: 7,7–7,8 г/см³
• Температура плавления: 825 °C
• Растворимость в воде: нерастворим
• Давление пара: 54300 мм рт. ст. при 25 °C (значение из паспорта поставщика, для тугоплавкого интерметаллида физически аномально высокое и, вероятно, относится к ошибке пересчёта единиц в источнике; приводится как есть)

Класс вещества и строение

Cu5Si — металлоподобный силицид с преобладанием меди в кристаллической решётке; кремний занимает часть узлов решётки, искажая её и повышая твёрдость и стойкость к окислению по сравнению с чистой медью. Сохраняет высокую электро- и теплопроводность, характерную для меди, при повышенной коррозионной стойкости и износостойкости.

Область применения

В электронике и производстве полупроводников используется как диффузионный барьер и контактный материал в тонкоплёночных структурах, предотвращающий взаимную диффузию меди и кремния на границе слоёв. В виде мишеней применяется для магнетронного распыления (sputtering target) при нанесении тонких плёнок в микроэлектронике. В металлургии медных сплавов вводится как легирующий компонент, повышающий механические характеристики и стойкость к окислению в жёстких условиях эксплуатации. В покрытиях и поверхностной обработке используется для придания стойкости к окислению при повышенных температурах.

Хранение и транспортировка

Хранить в герметичной таре, в сухом помещении, вдали от источников влаги и сильных окислителей. Специальных транспортных кодов ООН и классов опасности в паспортных данных не указано; при работе с порошком/чешуйками соблюдать общие меры защиты от пыления — перчатки, защитные очки, при значительном пылении — респиратор.

Дополнительные технические сведения

Сочетание высокой плотности (7,7–7,8 г/см³, что заметно выше плотности чистого кремния и ниже плотности чистой меди) и высокой температуры плавления 825 °C типично для интерметаллидов переходных металлов с кремнием: решётка меди уплотняется внедрёнными атомами кремния, из-за чего повышается твёрдость и температурная стойкость материала по сравнению с чистой медью, у которой температура плавления составляет 1085 °C, но которая заметно мягче в контактных структурах. Нерастворимость в воде обеспечивает химическую стабильность материала при хранении на воздухе в условиях обычной влажности; вещество не гидролизуется и не образует растворимых соединений при контакте с влагой атмосферы.

Форма поставки

Поставляется в виде порошка или мелких чешуек/пластинок, а также в виде спечённых мишеней заданной чистоты и геометрии для оборудования вакуумного напыления. Чистота и гранулометрический состав подбираются под конкретную технологическую задачу — от легирующей добавки в металлургии до прецизионных мишеней для тонкоплёночных процессов в микроэлектронике.