Нитрид алюминия
| Кристальная структура | |||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||
| __ Al 3+ __ N 3- | |||||||||||||||||||
| Общий | |||||||||||||||||||
| Фамилия | Нитрид алюминия | ||||||||||||||||||
| Формула соотношения | AlN | ||||||||||||||||||
| Краткое описание |
белое порошкообразное твердое вещество |
||||||||||||||||||
| Внешние идентификаторы / базы данных | |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
| характеристики | |||||||||||||||||||
| Молярная масса | 40,99 г моль -1 | ||||||||||||||||||
| Физическое состояние |
фиксированный |
||||||||||||||||||
| плотность |
3,26 г см −3 |
||||||||||||||||||
| Температура плавления |
> 2400 ° C (разложение) |
||||||||||||||||||
| растворимость |
при контакте с водой постепенный гидролиз с образованием аммиака |
||||||||||||||||||
| правила техники безопасности | |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
| Термодинамические свойства | |||||||||||||||||||
| ΔH f 0 |
−318,0 кДж / моль |
||||||||||||||||||
| Насколько это возможно и общепринято, используются единицы СИ . Если не указано иное, приведенные данные относятся к стандартным условиям . | |||||||||||||||||||
Нитрид алюминия , эмпирическая формула AlN, представляет собой химическое соединение , из алюминия и азота . Он относится к классу нитридных веществ и представляет собой полупроводник соединения III-V с широкой запрещенной зоной . Ширина запрещенной зоны находится при комнатной температуре .
характеристики
Нитрид алюминия - белое, легковоспламеняющееся, но трудно воспламеняемое порошкообразное твердое вещество с запахом аммиака, которое разлагается в воде. Он кристаллизуется в структуре вюрцита с гексагональной пространственной группой P 6 3 mc (пространственная группа № 186) . Атомы алюминия образуют плотную упаковку сфер на гексагональной решетке, атомы N занимают половину тетраэдрических щелей в этой решетке. Постоянные решетки a = 311,14 пм и c = 497,92 пм. Плотность рентгеновского излучения из AlN составляет 3,26 г / см. Алюминий и азот связаны преимущественно ковалентной связью, доля ионной связи составляет 45%. Относительная молекулярная масса M r составляет 40,99 ед. В атмосфере азота она имеет температуру плавления более 2200 ° C и твердость по шкале Мооса 9. Начиная с 2400 ° C соединение разлагается.
Нитрид алюминия керамический
Нитрид алюминия сбрасывают под давлением, обычно при температуре около 1800 ° C спекают . С помощью подходящих спекающих добавок происходит жидкофазное спекание. На практике, легирование кальция оксида и оксида иттрия имеет в значительной степени стала стандартным методом.
Керамика AlN имеет очень высокую теплопроводность 180 Вт / (м · К). Поэтому использование керамики AlN представляет интерес там, где должно рассеиваться много тепла, но материал не должен быть электропроводным. Керамика AlN в основном используется в качестве материала подложки в силовой электронике.
В промышленном масштабе нитрид алюминия получают в виде тонкой пленки с помощью процессов физического осаждения ( PVD ), распыления или металлоорганического химического осаждения из паровой фазы (MOCVD).
синтез
Порошок нитрида алюминия может быть получен из оксида алюминия , азота или аммиака и углерода в избытке при температуре от 1600 ° C в карботермической реакции:
Другой способ - прямое азотирование. В этом типе синтеза порошок металлического алюминия или оксида алюминия превращается в AlN с помощью N 2 или NH 3 при температурах выше 900 ° C :
Ответная реакция
Порошок нитрида алюминия очень чувствителен к гидролизу . В воде наблюдается неполное расщепление нитрида алюминия на гидроксид алюминия и аммиак . Спеченная керамика не чувствительна к гидролизу. В каустической соде нитрид алюминия разлагается как в виде порошка, так и в виде спеченной керамики с образованием аммиака и раствора алюмината в соответствии с:
![{\ mathrm {AlN + NaOH + 3 \ H_ {2} O \ longrightarrow NH_ {3} + Na [Al (OH) _ {4}]}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/95404153a73ab2a6a39028e4e5c52f82dc53e075)
веб ссылки
Индивидуальные доказательства
- ↑ б с д е е г ч запись на нитрида алюминия в базе данных GESTIS вещества в IFA , доступ к 8 января 2020 года. (Требуется JavaScript)
- ↑ Техническое описание нитрида алюминия в Sigma-Aldrich , по состоянию на 25 января 2020 г. ( PDF ).
- ↑ Дэвид Р. Лид (Ред.): Справочник по химии и физике CRC . 90-е издание. (Интернет-версия: 2010 г.), CRC Press / Тейлор и Фрэнсис, Бока-Ратон, Флорида, Стандартные термодинамические свойства химических веществ, стр. 5-5.
- ↑ J. Li, KB Nam, ML Nakarmi, JY Lin и HX Jiang: Зонная структура и фундаментальные оптические переходы в вюрците AlN . В кн . : Письма по прикладной физике . Лента 83 , нет. 25 , 2003, с. 5163-5165 , DOI : 10,1063 / 1,1633965 .
- ↑ Мартин Фенеберг, Роберт А.Р. Меншен, Бенджамин Нойшль, Клаус Тонке и Маттиас Бикерманн: Спектры фотолюминесценции с высоким возбуждением и высоким разрешением объемного AlN . В: Physical Review B . Лента 82 , нет. 7 , 2010, с. 075208 , DOI : 10,1103 / PhysRevB.82.075208 .