Saf silisyum elde edilmesinde yeni metotların araştırılması ve bazı organik bileşiklerinin sentezi

Abstract

5> BQLOl: 5. ÖZET Silisyum ve organik bileşikler inin ficinde bulunduğumuz 20»yüzyıl en düstrisinde önemi gün geçtikçe artmaktadır. Gerek metalik silisyum ve gerekse bunun organik bileşiklerinin polimer ürünleri olan silikon lastiği, silikon yağları ve silikon gresi, korozyona ve yüksek sıcaklığa dayanıklı olmaları nedeniyle geniş vebaşarılı bir kullanma ortamı bulmuşlardır. ` Saf silisyum, elde edilmesinde yeni metotların araştırılması ve ba zı organik bileşiklerinin sentezi konulu doktora tezi ile ilgili olarak aşa ğıda öze.ti verilen çalışmalar yapıldı. 1. Amacımız, kumdan çıkarak saf metalik silisyum üretmekti. Bunun için o önc0,kum-kömür karışımı üzerinden 1000 C de klor gazı geçirilerek metalik silisyumun üretimi için gerekli SiCİ elde edildi ve saflaştırıldı. 2. Bundan sonra SiCİ *ün metalik silisyuma indirgenmesi için çeşitli metotlar araştırıldı. İlk olarakıyüksek gerilimli bir indiksiyon bobini yar - dimi ile, hidrojen ortamında meydana getirilen elektrik deşarjı içinden SiCİ o geçirilerek indirgenmesi denendi. Çalışmalar, 25 ve 500 C lik iki ayrı sıcak lıkta, değişik elektrotlar kullanılarak yapıldı. Ancak fo 10 verimle metalik silisyum elde edilebildi. o 3. Hidrojen atmosferinde ve 500-1000 C sıcaklıklarda bakır, demir, selenyum, kalay, kükürt fkurşun, kalsiyum, molibden, wood metal (Bi-Pb), nikel ve magnezyum ile i nuç alınamadı. magnezyum ile ayrı ayrı SiCİ *ün indirgenmesi denendi. Fakat başarılı bir so- o 4. Hidrojen atmosferinde, 660-1000 C sıcaklıklarda alüminyumla ve 1000 C de paladyum asbestle yapılan çalışmalarda SiCİ `ün metalik silisyuma dönüştürülmesi mümkün oldu. Alüminyumla yapılan çalışmalarda kristal yapıda silisyum elde edidi. Diğer taraftan SiCİ *üa hidrojenle metalik silisyuma dö nüşmesini., paladyumun katalizlediği görüldü. Ortamda mevcut paladyum uzaklaş tırıldıktan sonra gri venkte,toz halinde bir miktar silisyum elde edildi.indirgenmesi çalışmaları yapıldı «Fakat, genel olarak SiCİ de his edilir de- 54 5. Çeşitli sıcaklıklarda, amonyak, fosfor ve fosfor triklörür ile ay rı ayrı SiCİ * ün indirgenmesi ve alkali halojenürler yanında değişik organik çözücüler içinde SiCİ *ün elektrolizi denendi.Ayrıca 1000 C de SiCİ *ün saf 4 4 hidrojenle indirgenmesi ve ultraviyole ışınları ortamında gene hidrojenle indirgenmesi çalışmaları yapıldı recede bir indirgenme görülmedi. 6. Hidrojen atmosferinde ve 89O-95O C de çinko buharı ile SiCİ * ün indirgenmesinden % 50 ver imle, oldukça saf kristal silisyum elde edildi. 7. Efikel tetrakarbonil ile SiCİ arasındaki reaksiyon araştırıldı. o Düşük sıcaklıkta hidrojen atmosferinde ve 1000 C sıcaklıkta karbon monoksit atmosferinde SiCİ * ün indirgenmesi yönünde herhangi bir reaksiyon gözlenmedi* Fakat, 1000°C sıcaklıkta hidrojen atmosferinde, f> 28,6 Si, % 6,4 Ni, $ 65 C bileşiminde bir alaşım elde edildi. 8. Yukardaki çalınmalardan edinilen bilgilerin ışığından hareketle çalışmalar SiCİ 'ün sodyumla indirgenmesi yönünde yoğunlaştırıldı. I5O-9OO 'C arasındaki sıcaklıklar tarandı. Benzen, ksilen,toluen gibi çözücüler içinde o ve hidrojen atmosferinde SiCİ 'ün sodyumla indirgenmesi denendi. 300 C sıcak- lıkta ve azot atmosferinde SiCİ 'ün sodyumla indirgenmesinden alınan denel sonuçlar, çok daha olumlu ve başarılı görüldü. Çalışmalar sonunda, 300 C sıcak~ lıkta, azot atmosferinde ve pyrex cam kapta sodyum ile SiCİ. fün metalik si lisyuma dönüştürülmesi sağlandı,, Elde edilen siyah-kahverenkli ürün gerekli yıkama işlemlerinden sonra >®-53 verimle ve %99»9 saflıkta metalik silis yum elde edildi. Bugün teknikte kullanılan SiCİ -^inko, si lanlar m termal parçalanması ve halosilanların hidrojenle indirgenmesi prosseslerinde çalışma sıcaklıkla- rı 8OO-130O C, buna karşılık erişilen verim ise J&I7-7O arasındadır. Teklif ettiğimiz SiCİ -sodyum metodunda sağlanan şartlar normal sınırlar içindedir. Sodyum kaynaklarının bol, reaksiyon sıcaklığının düşük, ver imin yüksek ve elde edilen metalin çok saf olması, met odun değerini artırmaktadır.55 9» Çalışmalarımızın son bölümünde, dimetildikloro silan ve silisyum tetraklörürün2,46 trikloro-s-triazin ile olan reaksiyonları üzerinde durul» du. Ç alışmalar j adı geçen silisyum bileşikleriyle,triazin halkasından network yapıda polimer ürünlerin elde edilebileceği amacıyla yapıldı. Gerçekten, ge rek dimetildikloro silan ve gerekse silisyum tetraklörürün tetrahidro furan ortamında ve magnezyum yanında 2,4,6 trikloro-s~triazin ile etkileştiği gö rüldü, Elde edilen kahverenkli-katı ürünlerin yapılarını tamamiyle aydınlat mak mümkün olmadı. Mustafa Akpoyraz Ankara 1972