Qu’est-ce que le tétrachlorure de silicium ?
Le tétrachlorure de silicium est un composé inorganique constitué de quatre chlores liés au silicium (Si).
Il est également connu sous les noms de chlorure de silicium, tétrachlorure de silicium et tétrachlorosilane. Il existe à l’état liquide à température ambiante, mais se volatilise rapidement à la chaleur en raison de son point d’ébullition bas de 57,6°C.
Utilisations du tétrachlorure de silicium
Le tétrachlorure de silicium est rarement utilisé à l’état brut. Il est essentiellement utilisé comme matière première pour d’autres composés de silicium.
1. Tétrachlorure de silicium de grande pureté
Il est utilisé comme matière première pour les monocristaux de silicium, pour la croissance épitaxiale des plaquettes de silicium, pour les gaz de gravure et autres applications semi-conductrices, pour le quartz synthétique et le verre de quartz synthétique. Le verre de quartz synthétique présente une grande pureté et peu d’impuretés métalliques. De plus, il laisse bien passer la lumière et résiste à la chaleur, c’est pourquoi il est utilisé dans les masques photographiques pour les fibres optiques et les semi-conducteurs.
2. Tétrachlorure de silicium de pureté générale
Il est utilisé comme matière première pour l’oxyde de silicium (silice), qui est utilisé comme charge renforçante dans les résines, les boues CMP pour le polissage des semi-conducteurs, les adhésifs et les adjuvants de viscosité dans les peintures. Il est également utilisé comme matière première pour divers organosilicones (par exemple pour les agents de couplage des silanes et les résines de silicone).
Caractéristiques du tétrachlorure de silicium
La formule moléculaire du tétrachlorure de silicium est SiCl4 et son poids moléculaire est de 169,89. Il a une densité de 1,52, un point de fusion de -70°C et un point d’ébullition de 57,6°C. À température et pression normales, c’est un liquide incolore et visqueux. Il a également une odeur piquante qui peut être suffocante. Il est soluble dans l’éther, le benzène, le chloroforme et le tétrachlorure de carbone.
Il réagit violemment avec l’eau, les agents oxydants forts, les acides forts, les alcools, les bases, les cétones et les aldéhydes pour former du chlorure d’hydrogène (HCl) toxique et corrosif. Dans l’air humide, il s’hydrolyse instantanément pour produire une fumée blanche contenant du chlore gazeux.
En présence d’eau, l’acide chlorhydrique produit par hydrolyse corrode de nombreux métaux. C’est pourquoi les métaux utilisables sont limités à l’acier au nickel et aux alliages cuivre-nickel. Le polyéthylène, le chlorure de polyvinyle et le téflon peuvent être utilisés comme résines.
Autres informations sur le tétrachlorure de silicium
1. Comment le tétrachlorure de silicium est-il produit ?
Le tétrachlorure de silicium est généralement produit en chauffant du silicium métallique et du chlore ou du chlorure d’hydrogène, ou en chlorant du siliciure de calcium et d’autres matériaux. Il faut utiliser des matières premières d’une pureté correspondant à la pureté requise pour le produit.
Chloration du silicium métallique : Si + 4HCl → SiCl4 + 2H2
Chloration du siliciure de calcium : CaSi2 + 5Cl2 → 2SiCl4 + CaCl2
Des recherches ont également été menées sur la production de tétrachlorure de silicium à partir de biomasse silicatée telle que la balle de riz et la paille de riz.
2. Sécurité du tétrachlorure de silicium
Manipulation
Le tétrachlorure de silicium est un irritant sévère lorsqu’il adhère à la peau et aux muqueuses et peut provoquer un érythème/œdème, une conjonctivite sévère et de la toux. Lors de la manipulation, porter des masques de protection, des gants de protection imperméables, des lunettes de protection avec plaques latérales et des vêtements de travail à manches longues.
En cas d’incendie, la chaleur, les flammes et l’eau utilisée pour éteindre le feu génèrent du chlorure d’hydrogène gazeux, qui est corrosif et hautement toxique, et produisent une fumée très épaisse, d’où la nécessité de faire preuve de prudence. S’il n’y a pas de danger, il est recommandé de prendre des mesures telles que l’éloignement du conteneur du lieu de l’incendie.