НИТРИДЫ


НИТРИДЫ

соед. азота с металлами и более электроположительными, чем N, неметаллами. По типу хим. связи Н. делят на ионные, ковалентные и металлоподобные (ион-но-ковалентно-металлические). Атомы азота в Н. могут принимать электроны партнера (образуется стабильная электронная конфигурация s2p6 )или отдавать электрон партнеру (стабильная конфигурация sp3). В первом случае соед. обладают четко выраженной ионной связью, во втором-типично металлич., причем в обоих случаях им сопутствует определенная доля ковалентной составляющей. Ковалентная связь является основной в соединениях азота с бором и кремнием.

Н. с преим. ионной связью образуют металлы I и II гр. периодич. системы (табл. 1), атомы к-рых имеют внеш. s- электроны. Эти Н. имеют составы, отвечающие обычным валентным соотношениям, что обусловливает их ионный характер (они подвергаются гидролизу с выделением NH3, обладают высоким электрич. сопротивлением, проявляют полупроводниковые св-ва).

К ковалентным Н. относят бора нитрид, кремния нитрид, а также алюминия нитрид, Н. галлия (см. Галлий )и индия (InN, кристаллич. решетка гексагональная, т. пл. 1200°С, DH0 обp Ч17,2 кДж/моль). Ковалентные Н.-диэлектрики; полупроводники с широкой запрещенной зоной.

Табл.1.- СВОЙСТВА ИОННЫХ НИТРИДОВ

3051-27.jpg

Н. с преим. металлической связью образуют переходные металлы. Эти соед. характеризуются широкими областями гомогенности, высокой электрич. проводимостью и ее положительным температурным коэф., высокими т-рами плавления, твердостью, высокой энтальпией образования (табл. 2).

Табл. 2.-СВОЙСТВА МЕТАЛЛОПОДОБНЫХ НИТРИДОВ

3051-28.jpg

* Т-ра разложения.

Мех. св-ва Н. зависят от прочности хим. связи, степени ее ковалентности, а также от структуры (величины зерен, состояния границ зерен, степени дефектности кристаллич. решетки). Большинство Н. очень твердые и хрупкие в-ва, их пластич. деформация возможна только при высоких т-рах и напряжениях.

При нагр. на воздухе и в среде О 2 Н. разрушаются с образованием оксидов и выделением в осн. N2. H. бора, Si, Al, In, Ga и переходных металлов IV гр. устойчивы при нагр. в вакууме, Н. элементов V, VI и VIII гр. разлагаются с выделением N2 и последоват. образованием низших нитридов и твердых р-ров азота в металлах. С углеродом Н. взаимод. с образованием карбидов, а также твердых р-ров Н. и карбидов-к а р б о н и т р и д о в. Н. металлов I и II гр. легко гидролизуются, разлагаются минер. к-тами и р-рами щелочей. Н. переходных металлов, Al, In, Ga, а также В и Si устойчивы к действию большинства к-т и щелочей, не взаимод. с водой.

Получают H,из элементов при высоких т-рах в атмосфере N2 или NH3, а также восстановлением оксидов и гало-генидов металлов в присут. азота. Синтез из элементов может осуществляться Э режиме горения, т. к. в результате р-ции выделяется большое кол-во тепла, либо в плазме в дуговых, высокочастотных и сверхвысокочастотныя плаз-мотронах. В результате быстрого охлаждения из парогазо-вой смеси плазменным методом получают ультрадисперсные порошки Н. с размером частиц 10-100 нм.

Восстановление оксидов в присут. азота с образованием нитридов происходит по схеме:

3051-29.jpg

М'-металл-восстановитель, Х-неметаллич. восстановитель (углерод, кремний, бор и т. д.).

Чаще всего восстановителем является углерод. Однако при восстановлении оксидов карбидообразующих металлов конечный продукт р-ции может представлять собой не чистый Н., а карбонитрид. Н. получают также восстановлением газообразных галогенидов металлов аммиаком или смесью N2 и Н 2 по р-циям типа:

3051-30.jpg

Эти р-ции проходят обычно при т-рах выше 800 °С. Осаждение Н. из газовой фазы используют обычно для получения покрытий- Получают Н. также термич. разложением аммиакатов галогенидов металлов.

Компактные изделия из порошков Н. получают спеканием предварительно спрессованных порошков, горячим прессованием, реакц. спеканием. Спекание заготовок, спрессованных из порошков Н., может осуществляться в среде N2, азотсодержащих восстановит. газов или в вакууме. Горячим прессованием получают изделия с меньшей остаточной пористостью, чем при спекании. Однако применяемые при горячем прессовании графитовые прессформы служат источником загрязнения Н. углеродом. Реакц. спекание совмещение процессов образования Н. и их спекания - интенсифицирует уплотнение изделий по сравнению с обычным спеканием предварительно спрессованных заготовок из порошков заранее полученных Н. Уд. объем образующейся фазы Н. больше уд. объема исходного металла, что приводит к снижению пористости.

Области применения Н. весьма разнообразны. Наиб. развито использование огнеупорных св-в нек-рых ковалентных H.-BN, SiN, AlN, а также их сложных соед. и разл. материалов на их основе. Н. используют для футеровки, изготовления огнеупорных тиглей, муфелей, чехлов термопар, крепления транзисторов, цоколей электронных ламп, устройств ядерной техники, высокотемпературной смазки, в произ-ве твердосплавного и абразивного инструмента и др. Металлоподобные Н. переходных металлов - компоненты твердых сплавов, их используют при произ-ве огнеупорных тиглей, лодочек для испарения Аl, в качестве износостойких покрытий на твердосплавном режущем инструменте, для поверхностного упрочнения деталей машин и механизмов. Н. входят в состав жаропрочных и жаростойких композиц. материалов, в т. ч. керметов.

См. также Плутония нитрид, Титана нитрид, Урана нитриды.

Лит.: Самсонов Г. В., Нитриды, К., 1969; Тот Л., Карбиды и нитриды переходных металлов, пер. с англ., М., 1974; Самсонов Г. В., Винницкий И. М., Тугоплавкие соединения. Справочник, 2 изд., М., 1976; Бол-гap А. С., Литвиненко В. Ф., Термодинамические свойства нитридов, К., 1980; Свойства, получение и применение тугоплавких соединений. Справочник, под ред. Т. Я. Косолаповой, М., 1986. Ю. В. Левинский.


Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.

Смотреть что такое "НИТРИДЫ" в других словарях:

  • Нитриды — Нитриды  соединения азота с менее электроотрицательными элементами, например, с металлами (AlN;TiNx;Na3N;Ca3N2;Zn3N2; и т. д.) и с рядом неметаллов (NH3, BN, Si3N4). Соединения азота с металлами чаще всего являются тугоплавкими и… …   Википедия

  • НИТРИДЫ — хим. соединения азота главным образом с металлами и некоторыми неметаллами, напр. Н. кремния Si3N4, Н. бора BN, образующиеся при высоких температурах. Н. обладают важными для техники свойствами: высокие огнеупорность, термостойкость,… …   Большая политехническая энциклопедия

  • Нитриды — [nitrides] химические соединения азота с металлами и некоторыми неметаллами. Обладают высокой твердостью, хрупкостью, тугоплавкостью, жаропрочностью. Нитриды служат для создания жаропрочных сплавов, применяемых в технике высоких температур, для… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • нитриды — химические соединения азота с более электроположительными элементами. Нитриды алюминия, бора, кремния, вольфрама, титана (AlN, BN, Si3N4, W2N, TiN) и многие другие  тугоплавкие, химически стойкие кристаллические вещества. Компоненты жаропрочных… …   Энциклопедический словарь

  • нитриды — (нитр(о)... гр. eidos вид) соединения азота с другими элементами, тугоплавкие, устойчивые при высоких температурах вещества, напр, боразон; нитридные покрытия придают изделиям твердость, коррозионную стойкость; н. примен. в энергетике,… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • Нитриды —         соединения азота с более электроположительными элементами, главным образом с металлами. По строению и свойствам Н. подразделяются на три группы:          1) солеобразные Н. металлов I и II групп периодической системы Менделеева, легко… …   Большая советская энциклопедия

  • НИТРИДЫ — химические соединения азота с металлами и некоторыми неметаллами. Обладают высокой твердостью, хрупкостью, тугоплавкостью, жаропрочностью. Нитриды служат для создания жаропрочных сплавов, применяемых в технике высоких температур, для абразивных… …   Металлургический словарь

  • Нитриды — мн. Соединения азота с металлами и некоторыми металлоидами; неплавкие вещества, устойчивые при высоких температурах. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 …   Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

  • НИТРИДЫ — хим. соединения азота с металлами и нек рыми неметаллами. Отличаются высокой хим. устойчивостью и термостойкостью, а не к рые высокой твёрдостью и жаропрочностью. Наибольшее значение имеют A1N. BN, Si3N4. TiNх Cr = 0,56 1,00), ZrN. Высокая… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • НИТРИДЫ — хим. соединения азота с более электроположит. элементами. Н. алюминия, бора, кремния, вольфрама, титана (A1N, BN, Si3N4, W2N, TiN) и мн. др. тугоплавкие, химически стойкие кристаллич. в ва. Компоненты жаропрочных сплавов используются в… …   Естествознание. Энциклопедический словарь

Книги

Другие книги по запросу «НИТРИДЫ» >>