Учёные Армении и Белоруссии синтезируют новые ферросилициды для микроэлектроники

Учёные Армении и Белоруссии синтезируют новые ферросилициды для микроэлектроники. Как сообщила преподаватель Национального Политехнического университета Армении, доктор технических наук, профессор Вилена Мартиросян, учёные из Политеха в Ереване и Института Порошковой металлургии Академии наук Белоруссии с 2010 г работают над получением различных ферросплавов.

В первые два года учёные работали над сплавами железа и хрома (феррохром), а также чистого порошкообразного хрома, полученного способом алюминотермического восстановления предварительно механоактивированной шихты, состоящей из хромитов Севанского месторождения и отходов Алавердинского медеплавильного завода. Этим же способом из отходов действующих металлургических заводов Армении получены другие сплавы (ферротитан, ферромолибден, фехрал, ферросиликохром), пригодные для легирования стали. В последние годы учёные сосредоточились над соединениями железа и кремния.

Эксперименты ставятся на отходах Алавердинского медеплавильного завода (в их отвалах содержится около 50% оксида железа FeO) и молибденовых шлаков ереванского «Завода чистого железа» (с содержанием около 80% SiO2). Эти шлаки до сих пор не нашли применения из-за отсутствия технологии переработки. Они выбрасываются в отвалы, создавая экологические затруднения. Совместное алюминотермическое восстановление этих двух шлаков даёт ценные модифицированные силициды железа.

Сейчас на них растёт спрос в микроэлектронике: приборы на их основе меньше по размерам, отличаются скоростью и энергоэффективностью. К тому же они дешевле и безопаснее нынешних приборов, содержащих кадмий, селен и мышьяк. Задача – сделать так, чтобы они не уступали и по качеству, пояснила Мартиросян.

Если в соединении больше железа, оно проявляет высокие магнитные свойства, если кремния - полупроводниковые. Поэтому эти материалами интересуются коллеги по Политеху - микроэлектронщики, которые помогают в испытаниях.

Ферросилициды могут применяться и в металлургии: с их помощью можно получать стали с особыми электромагнитными свойствами.

Порошки ферросплавов (в т ч ферросилицидов) Мартиросян и коллеги из Белоруссии получают по перспективному методу - механоактивируемого самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (МАСВС). Он позволяет значительно снизить энергозатраты, за счет экзотермического эффекта реакций, и не требует сложного специального оборудования.

Метод позволяет регулировать структуру и фазовый состав синтезируемых порошков, облегчает размол продуктов синтеза и выделение требуемых фракций веществ, отметила Мартиросян.

Преимущество технологии для Армении – ещё и в том, что она позволяет перерабатывать местные отходы металлургии. Из медных и молибденовых руд здесь как побочный металл извлекается (кроме серебра и золота) только рений. А в отходы попадают цинк, свинец, редкие металлы (мышьяк, селен, теллур, висмут, галлий), не считая железа и кремния. При этом железа там примерно столько же, сколько в средних месторождениях в мире (35-45%), а кремния в молибденовых шлаках - до 37%. Поэтому чем больше оттуда извлечь, тем лучше.

В 2017-2019 гг. армянские и белорусские учёные продолжат работу. В 2019 г. они собираются подвести итоги и составить подробные описания всех полученных ферросилицидов.