硅化钽

金属硅化物有着类似金属的导电性能、高温性能、抗氧化性能和与硅集成电路的生产工艺相容性.过渡金属硅化物可用于低电阻栅门和内连线、肖特基栅、电阻接触。硅化钽制备方法包括：燃烧合成法(combustionsynthesis，CS)或自蔓延高温合成法、电弧熔炼法等。燃烧合成法或自蔓延高温合成法是一种利用元素／化合物反应放热来合成金属间化合物的方法。它具有设备简单、所需能耗低、合成时间短等优点，其主要缺点是反应速度快，过程控制难，容易存在杂相。硅化钽的燃烧合成需要预热才能引发反应实现合成，但存在二硅化物以外的相。电弧熔炼法一般需要较长均匀化时间，同时在熔炼过程中由于挥发造成的硅损失可能导致一些杂相的生成。等离子体喷涂技术因其射流温度高达10000℃，射流速度达300-400m/s，集高温熔化、快速凝固和近净成形等优势于一体，并且该技术不受形状或尺寸限制，易于实现其短流程制备成形，逐渐发展成为一种新型的零部件成形技术，已经被用来制备一些零部件。利用等离子喷涂技术制备将硅化钽粉制成块材，这需要高纯的硅化钽粉末作为原料。因此，如何获得高纯度硅化钽（没有杂相生成）粉末成为关键。 硅化钽具有高熔点、低电阻率、抗腐蚀、抗高温氧化性以及与硅、碳等基体材料具有良好的兼容性等优异性能，作为栅材料、集成电路的连结线路、高温抗氧化涂层等，在电热元件、高温结构部件、电子器件等方面得到了较广泛的研究与应用。 TaSi2粉末制备方法包括如下步骤：将-500目硅粉和-300目钽粉按TaSi2的化学计量比称重。这里为了获得高纯度的产品，需要选用高纯度的硅粉和钽粉，比如纯度99.95或99.99%。选用-500目硅粉与-300目钽粉配合是为了更好地使硅与钽混合均匀，使钽颗粒被硅颗粒包围，有利于在后面燃烧合成的步骤中使硅和钽之间更容易接触反应。使用化学计量配比是为了得到TaSi2相。在都使用-200目或-300目硅粉和钽粉的情况下，难以获得完全的单相TaSi2相粉末，总会少量的Ta5Si3相。使用粒度更小的原料粉末能够使反应更加完全，但这增加粉末氧含量，反而会阻碍合成反应。具体步骤如下：将-500目硅粉23.6克和-300目钽粉76.4克称重；加入占硅粉和钽粉重量0.5克的NH4Cl粉末；将上述粉末球磨，球料比8：1，球磨时间12小时；将球磨后的粉末装入碳化硅坩埚中，放在振动台上振实到相对密度为40%；将装粉末的坩埚装入合成炉中，抽真空后充入氩气，以每分钟20℃升温至650℃，用钨丝通电引燃硅化钽合成反应； 冷却后用氧化锆球和罐破碎得到最终粉末产品，经XRD检测全部为硅化钽相。