硅化锆 | 12039-90-6

• 物质功能分类: 无机化工 - 无机盐 - 硅化物及硅酸盐
• 分子结构分类: 无机化合物 - 混合金属/非金属化合物 - 类金属盐
• 中文名称: 硅化锆
• CAS: 12039-90-6
• 化学式: Si2Zr
• 分子量: 147.39
• InChiKey: GJIKIPCNQLUSQC-UHFFFAOYSA-N

物化性质

• 熔点：
  1790°C
• 密度：
  4.88 g/mL at 25 °C(lit.)
• 溶解度：
  不溶于H2O、王水；高频
• 暴露限值：
  ACGIH: TWA 5 mg/m3; STEL 10 mg/m3NIOSH: IDLH 25 mg/m3; TWA 5 mg/m3; STEL 10 mg/m3
• 稳定性/保质期：
  在常温常压下保持稳定，应避免与氧化物接触。

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -0.76
• 重原子数：
  3
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  0
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  0

安全信息

• TSCA：
  Yes
• 安全说明：
  S22,S24/25
• WGK Germany：
  3

制备方法与用途

简介

硅化锆作为锆-硅金属间化合物，是一种具有高硬度、高熔点、高导电性、高热导率和优良抗热震性能的高温陶瓷材料。由于其优越的物理化学特性，硅化锆适用于高温腐蚀性介质中的结构材料或新型工程材料。

性质

硅化锆为钢灰色斜方系晶体，具有金属光泽，相对密度为4.8822。它不溶于水、无机酸及王水，但可溶于氢氟酸。

制备方法

硅化锆可通过将适量的锆粉和硅粉在隔绝空气条件下高温反应而制得。

合成方法

一种制备硅化锆纳米材料的方法包括以下步骤：

1. 将5 mmol 二氧化锆、5 mmol 硅粉和50 mmol 金属锂加入20毫升不锈钢高压釜中并密封，然后将高压釜放入能够程序升温的电炉中。设置电炉的升温速率为10℃/分钟，并将其加热至600℃，维持反应40小时后自然冷却到室温。
2. 打开高压釜取出产物（黑色沉积物）。
3. 将产物先用蒸馏水清洗一次，再分别用稀盐酸和无水乙醇各洗涤一次。过滤后，在真空干燥箱中60℃下干燥4小时，最终得到硅化锆纳米材料。
4. 根据制备的硅化锆纳米材料的质量以及所使用的二氧化锆质量，得出硅化锆产率为85%。

反应过程可表示为：[ \text{ZrO}_2 + \text{Si} + 4\text{Li} = \text{ZrSi} + 2\text{Li}_2\text{O} ]