Über Aluminiumsulfide, Siliciumsulfide und das System AlSiS

Abstract

Es wurde ein Verfahren entwickelt, geschmolzenes Aluminium und flüssige AlSi‐Legierungen mittels Durchleiten von Schwefeldampf ganz oder teilweise in die Sulfidform zu überführen. Aus den hierbei gemachten Beobachtungen wurden Schlußfolgerungen für die thermischen Eigenschaften der Aluminium‐ und Siliciumsulfide gezogen. Bei der Schwefelung entstehen primär Al2S3 und SiS2. Durch Einwirkung überschüssigen Metalles werden die Tri‐ bzw. Di‐Su fide zu Monosulfid reduziert. Hierbei ist die Umsetzung des Siliciums nur unvollkommen, da es sich im Gegensatz zum Aluminium im festen Zustande befindet. Bei Fehlen überschüssigen Metalles werden die niederen Sulfide zu ihren Endstufen aufgeschwefelt. In AlSi‐Legierungen wird zunächst das Aluminium geschwefelt, das Silicium dagegen erst, wenn es in einer Konzentration von mehr als 40 Molprozent in der Legierung enthalten ist. Die Al‐Sulfide sind unter atmosphärischem Druck bis 1600° C nicht flüchtig, während die Siliciumsulfide niedrige Siedepunkte haben und daher bei der Schwefelung von AlSi‐Schmelzen restlos aus der AlSi‐Schmelze verdampfen. Schmelz‐ und Siedepunkte der Al‐Sulfide: . Al und AlS bilden eine Mischungslücke, wobei der Fp von AlS durch etwas gelöstes Al auf 1070° erniedrigt wird. Bei 950° disproportioniert AlS zu Al + Al2S3. Schmelz‐ und Siedepunkte der Si‐Sulfide: . Disproportionierung von SiS zu Si + SiS2.

Synthesis of Silicon Sulfide by Using CS2 Gas

“…The unreacted exhaust gas was captured in a 1.0 M NaOH solution. [26,27,30,33,34,39,48,52] Alternatively, CS 2 could have been recovered by using a gas chiller. The temperature of the sample was monitored and controlled at the external surface of the alumina tube.…”

“…The structure of SiS 2 is orthorhombic (a = 0.561 nm, b = 0.547 nm, c = 0.9583 nm [3] ), and the condensed form of SiS 2 is a white, needle-like crystal with a melting point of 1363 K. [35][36][37][38] Notably, SiS 2 exhibits a boiling phenomenon between 1373 K and 1473 K. [37,39] Since its melting and boiling points are close to each other, it undergoes significant sublimation of SiS 2 below melting point. [3, 5, 7-11, 35, 40] This phenomenon suggests that SiS 2 might be a good candidate for vapor refining; however, condensation must occur rapidly because SiS is also known to deposit from the transport gas during cooling.…”

“…The reaction with Al 2 S 3 and SiO 2 has been used to synthesize SiS 2 since 1935. [3,5,7,9,10,39] Byerley and Teo reported that Al 2 S 3 and SiO 2 reacted in a N 2 atmosphere at 1523 K, and that SiS 2 sublimated in vacuum at 1523 K to produce high-purity SiS 2 . [9,10] The sublimation of SiS 2 has been reported by Haas, [41] as well as by Schumb and Bernard, [45] to be slow.…”

“…[9,10] The formation of Al 2 S 3 consumes CS 2 gas, and the covering of the liquid surface by Al 2 S 3 may slow down the gas reaction between the Al-Si melt and CS 2 . However, quantitative analyses, such as phase equilibrium [39] and reaction kinetics, were not conducted because of the hygroscopic nature of SiS 2 .…”

Organosilicon Derivatives of Sulfur

“…65,104,211,377,403,489,552,703,704]. It is formed by high temperature reactions 'of silicon with sulfur [189,326,332,378,470,571,582,595,596,644,693]; silicon with hydrogen sulfide [595,596,597,685]; silicates and Si0 2 with CS 2 [326,327,[334][335][336][337]450, 685], sulfur [708], and a mixture of S2Cl2 with chlorine [191]; Si0 2 with hydrogen sulfide in the presence of charcoal [685]; lithium, calcium, copper, magnesium, and iron sUicides with sulfur [188,244,489,506,507]; SiO with S02 [736]; and sulfides of iron [141,293,576,738] and aluminum [192,193,420,421,423,636,642,[685][686]…”