Нітриди - хімічна енциклопедія
Нітриду. соед. азоту з металами і більше електропозитивні, ніж N, неметалами. За типом хім. зв'язку нітриди ділять на іонні, ковалентні і металлоподобниє (іон-но-ковалентно-металеві). Атоми азоту в нітриду можуть приймати електрони партнера (утворюється стабільна електронна конфігурація s 2 p 6) або віддавати електрон партнеру (стабільна конфігурація sp 3). У першому випадку сполуки. мають чітко вираженої іонним зв'язком. у другому-типово металеві. причому в обох випадках їх супроводжує певна частка ковалентного складової. Ковалентний зв'язок є основною в з'єднаннях азоту з бором і кремнієм.
Н ітріди з переважно. іонним зв'язком утворюють метали I і II гр. периодич. системи (табл. 1), атоми яких брало мають зовн. s-електрони. Ці нітриди мають склади, що відповідають звичайним валентним співвідношенням, що обумовлює їх іонний характер (вони піддаються гідролізу з виділенням NH3. Володіють високим електричні. Опором, проявляють напівпровідникові св-ва).
До нековалентним нітриду відносять бору нітрид. кремнію нітрид. а також алюмінію нітрид. нітриди галію (див. Галій) та індію (InN, кристалічні. решітка гексагональна, т. пл. 1200 ° С, DH 0 обp -17,2 кДж / моль). Ковалентні нітрид-діелектрики; напівпровідники з широкою забороненою зоною.
Табл.1.- властивості іонних нітриду
Н ітріди з переважно. металевим зв'язком утворюють перехідні метали. Ці сполуки. характеризуються широкими областями гомогенності, високою електричні. провідність і її позитивним температурним коеф. високими т-рами плавлення. твердістю. високою ентальпії освіти (табл. 2).
Табл. 2.-властивості металоподібними нітриду
Мех. св-ва нітридів залежать від міцності хім. зв'язку, ступеня її ковалентності, а також від структури (величини зерен, стану кордонів зерен, ступеня дефектності кристалічної. решітки). Більшість нітридів дуже тверді й тендітні в-ва, їх пластич. деформація можлива тільки при високих т-рах і напружених.
При нагр. на повітрі і в середовищі О2 нітриди руйнуються з утворенням оксидів і виділенням в осн. N2. Нітриди бору. Si, Al, In, Ga і перехідних металів IV гр. стійкі при нагр. в вакуумі. нітриди елементів V, VI і VIII гр. розкладаються з виділенням N2 і последоват. освітою нижчих нітридів і твердих розчинів азоту в металах. З вуглецем нітрид взаємодій. з утворенням карбідів. а також твердих розчинів нітридів і карбідів-к а р б о н і т р і д о в. Нітриди металів I і II гр. легко гідролізуються, розкладаються мінер. к-тами і розчинами лугів. нітриди перехідних металів. Al, In, Ga, а також В і Si стійкі до дії більшості к-т і лугів. НЕ взаємодій. з водою.
Отримують нітриди, з елементів при високих т-рах в атмосфері N2 або NH3. а також відновленням оксидів і гало-генідов металів у присутності. азоту. Синтез з елементів може здійснюватися Е режимі горіння. т. к. в результаті р-ції виділяється велика кількість тепла, або в плазмі в дугових, високочастотних і сверхвисокочастотния плазми-Мотрона. В результаті швидкого охолодження з парогаза-вої суміші плазмовим методом отримують ультрадисперсні порошки нітриду з розміром частинок 10-100 нм.
Найчастіше відновником є вуглець. Однак при відновленні оксидів карбидообразующих металів кінцевий продукт р-ції може являти собою не чистий нітрид, а карбонітриду. Нітриди отримують також відновленням газоподібних галогенідів металів аміаком або сумішшю N2 і Н2 по р-ціям типу:
Ці р-ції проходять зазвичай при т-рах вище 800 ° С. Осадження нітридів з газової фази використовують зазвичай для отримання покриттів-Отримують нітриди також тримаючи. розкладанням аммиакатов галогенідів металів.
Компактні вироби з порошків нітридів отримують спіканням попередньо спресованих порошків. гарячим пресуванням, реакц. спеканием. Спікання заготовок, спресованих з порошків нітридів, може здійснюватися в середовищі N2. азотовмісних відновить. газів або у вакуумі. Гарячим пресуванням отримують вироби з меншою залишковою пористістю. ніж при спіканні. Однак застосовувані при гарячому пресуванні графітові пресформи служать джерелом забруднення нітридів вуглецем. Реакц. спікання поєднання процесів утворення нітридів і їх спікання - інтенсифікує ущільнення виробів в порівнянні зі звичайним спіканням попередньо спресованих заготовок з порошків заздалегідь отриманих нітридів. Уд. обсяг утворюється фази нітриду більше уд. обсягу вихідного металу. що призводить до зниження пористості.
Області застосування нітридів дуже різноманітні. Наїб. розвинене використання вогнетривких св-в деяких ковалентних нітридів-BN, SiN, AlN, а також їх складних соед. і разл. матеріалів на їх основі. Нітриди використовують для футерування, виготовлення вогнетривких тиглів, муфелей, чохлів термопар. кріплення транзисторів, цоколів електронних ламп, пристроїв ядерної техніки, високотемпературної мастила, в произове твердосплавного і абразивного інструменту та ін. металоподібними нітриди перехідних металів - компоненти твердих сплавів. їх використовують при произове вогнетривких тиглів, човників для випаровування Аl, як зносостійких покриттів на твердосплавних різальних інструменті, для поверхневого зміцнення деталей машин і механізмів. Нітриди входять до складу жароміцних і жаростійких композиції. матеріалів, в т.ч. керметів.
Літ. Самсонов Г. В. Нітриди, К. 1969; Той Л. Карбіди і нітриди перехідних металів. пер. з англ. М. 1974; Самсонов Г. В. Вінницький І. М. Тугоплавкі сполуки. Довідник, 2 видавництва. М. 1976; Бол-гap А. С. Литвиненко В.Ф. Термодинамічні властивості нітридів, К. 1980; Властивості, отримання та застосування тугоплавких сполук. Довідник, під ред. Т. Я. Косолапова, М. 1986. Ю. В. Левинський.
