Magnesiumsilicid
Magnesiumsilicid ist eine anorganische chemische Verbindung des Magnesiums aus der Gruppe der Silicide.
Gewinnung und Darstellung
Magnesiumsilicid kann durch Reaktion von Magnesium mit Silicium gewonnen werden.<ref name="Kevin Hutchings">Vorlage:Literatur</ref>
- <math>\mathrm{2 \ Mg + Si \longrightarrow Mg_2Si}</math>
Ebenfalls möglich ist die Darstellung durch Reaktion von Siliciumdioxid mit Magnesium.<ref name="brauer">Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band II, Ferdinand Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 916.</ref>
- <math>\mathrm{SiO_2 + 4 \ Mg \longrightarrow Mg_2Si + 2 \ MgO}</math>
Phasenreines Magnesiumsilicid kann aus Magnesiumhydrid und Silicium mit Hilfe des SPS-Verfahrens erzeugt werden.<ref name="Dis"/>
Eigenschaften
Magnesiumsilicid ist ein Feststoff mit harten und sehr spröden, schieferblauen Kristallen.<ref name="brauer" /> Es stellt eine Zintl-Phase dar und wurde erstmals 1858 von Friedrich Wöhler erwähnt. Genauer wurde die Verbindung erstmals von Paul Lebeau und Robert Bossuet im Jahre 1908 untersucht, denen die Reinstdarstellung von Magnesiumsilicid gelang.<ref>Inorganic chemistry. In: Journal of the Chemical Society, Abstracts. 94, 1908, S. B172–B200, Vorlage:DOI, hier: S. B184.</ref> Mit Wasser reagiert es heftig unter Bildung hochentzündlicher Gase.<ref name="Sigma" /> Über 723 K reagiert die Verbindung an Luft mit Sauerstoff zu Magnesiumoxid und Silicium.<ref name="DOI10.1088/1757-899X/18/14/142013">J. Tani, M. Takahashi, H. Kido: Thermoelectric properties and oxidation behaviour of Magnesium Silicide. In: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 18, 2011, S. 142013, Vorlage:DOI.</ref> Es besitzt eine Kristallstruktur vom Antifluorit-Typ (a=6,39 Å) mit der Vorlage:Raumgruppe und ist ein n-Halbleiter (genauer ein Eigenhalbleiter), der den Verbindungshalbleitern zugeordnet wird. Unterhalb von 230 °C zeigt Magnesiumsilicid ein sprödes Materialverhalten, darüber wird es plastisch. Die Bruchfestigkeit der Einkristalle sinkt mit steigender Temperatur von 100 MPa bei Raumtemperatur auf 10 MPa bei 630 °C.<ref name="Dis">Nikolaus Reinfried; Modifizierung der Werkstoffe auf Basis von Magnesiumsilicid mit Hilfe der Spark-Plasma-Synthese, 15. März 2006, Vorlage:URN</ref> Es ist gegen Laugen beständig, Säuren dagegen zersetzen es unter Bildung von leicht entzündlichen Siliciumwasserstoffen (Silane) und Wasserstoff.<ref Name="Roth_Weller CD-ROM">L. Roth, U. Weller-Schäferbarthold: Gefährliche Chemische Reaktionen - Potentiell gefährliche chemische Reaktionen zu über 1750 Stoffen, Eintrag für Magnesiumsilicid, CD-ROM Ausgabe 12/2025, ecomed Sicherheit Landsberg/Lech, ISBN 978-3-609-48040-4 .</ref> So bildet sich bei Kontakt mit Salzsäure Magnesiumchlorid und Monosilan.<ref name="brauer" />
Verwendung
Magnesiumsilicid wird zur Herstellung von Silanen sowie zur Eigenschaftsverbesserung von Magnesium- und Aluminium-Legierungen verwendet.<ref name="Dis"/><ref name="Edward Ghali">Vorlage:Literatur</ref> In Aluminiumlegierungen erhöhen sie die Festigkeit durch Ausscheidungshärtung; sie können also zunächst im weichen Zustand bearbeitet werden und erst anschließend durch eine Wärmebehandlung gehärtet werden. Die wichtigsten Legierungsgruppen sind die Aluminium-Silicium-Legierungen und die Aluminium-Magnesium-Silicium-Legierungen.
Einzelnachweise
<references />