Алюминий нитрид

Общая характеристика:
Алюминия нитрид - это бесцветные кристаллы с гексагональной решеткой типа вюрцита (а = 0,31 нм, с = = 0,4975 нм, z = 2, пространств. группа Р63mс) теплопроводность 30,14 Вт/(мК) при 473 К и 5,86 Вт/(мК) при 1000 К; температурный коэф. линейного расширения 4,03.10-6 К-1 (300-500 К), 5,6410-6 К-1 (500-1300 К); ? 2109 (298 К) и 7105 Омм (870 К); ? 8,5. Полупроводник, ширина запрещенной зоны выше 5 эВ. Твердость по Моосу 9, микротвердость 12 ГПа, модуль упругости 350 ГПа (300 К), 280 ГПа (1673 К).

Физические свойства:
Белый порошок или водянисто-белые прозрачные кристаллы. Медленно растворяется в горячих минеральных кислотах. Холодные НCl, H2SО4, HNO3 и царская водка действуют слабо, холодная HF не действует. Концентрированные горячие растворы щелочей разлагают с выделением NH3.

Химические свойства:
Нитрид алюминия — (главным образом) материал с ковалентными связями, имеющий гексагональную кристаллическую структуру, которая является аналогом структуры сульфида цинка, известной как вюрцит. Пространственная группа симметрии для этой структуры . Материал устойчив к очень высоким температурам в инертных атмосферах. На воздухе поверхностное окисление происходит выше 700 °C, и при комнатной температуре были обнаружены поверхностные окисленные слои толщиной 5—10 нм. Этот окисный слой защищает материал до 1370 °C. Выше этой температуры происходит объёмное окисление материала. Нитрид алюминия устойчив в атмосферах водорода и углекислого газа до 980 °C. Материал распадается медленно в неорганических кислотах при контакте жидкости с границами зёрен, как и в случае с сильными щелочами. Материал гидролизуется медленно в воде.

Алюминия нитрид окисляется на воздухе выше 900°С. С минер. кислотами ( включ. горяч. ортофосфорную кислоту ) на холоду практически не взаимод., горячими кислотами медленно разлагается. При нагр. нитрид алюминия реагирует с р-рами щелочей с выделением аммиака. С водяным паром образуетгидроксид алюминия, с хлором - хлорид алюминия. Устойчив к действию расплавов алюминия , меди , олова , кальция.

Способы получения нитрида алюминия : взаимод. азота с алюминиевой пудрой ок. 1200°С; р-ция оксида алюминия с аммиаком ок. 1000°С или восстановление Аl2О3 углеродом в атмосфере N2 при 1600-1850°С; разложение в газовой фазе AlCl3NH3 выше 1100°С с послед. осаждением на подложку из кварца, корунда, графита, молибдена или вольфрама.

Изделия из нитрида алюминия получают гл. обр. горячим прессованием порошка при 2000-2100°С и 30 МПа.

Применяют нитрид алюминия (иногда в смеси с нитридом бора или карбидом кремния ) в кач-ве огнеупорного материала для футеровок ванн, электролизеров, муфельных печей, тиглей и др., чехлов для термопар, для нанесения коррозионностойких и износостойких покрытий на сталь, графит и др.