Нитрид алюминия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Нитрид алюминия
Нитрид алюминия
Wurtzite polyhedra.png
__ Al3+     __ N3−
Общие
Систематическое
наименование
нитрид алюминия
Хим. формула AlN
Физические свойства
Состояние порошок от белого до светло-жёлтого цвета
Молярная масса 40,9882 г/моль
Плотность 3,260 г/см³
Термические свойства
Т. плав. 2200 °C
Т. кип. 2517 °C
Уд. теплоёмк. 740 Дж/(кг·К)
Теплопроводность 285 Вт/(м·K)
Химические свойства
Растворимость в воде разлагается
Оптические свойства
Показатель преломления 1,9–2,2
Структура
Координационная геометрия тетраэдральная
Кристаллическая структура типа вюрцита
Классификация
Рег. номер CAS [http://www.chemnet.com/cas/supplier.cgi?exact=dict&terms=24304-00-5 24304-00-5 24304-00-5 24304-00-5]
PubChem 90455
SMILES
ChemSpider 81668
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иначе.

Нитри́д алюми́ния (алюмонитри́д) — бинарное неорганическое химическое соединение алюминия с азотом. Химическая формула — AlN.

История[править | править исходный текст]

Нитрид алюминия был впервые синтезирован в 1877 году, но только в середине 1980-х его потенциал для практического применения в микроэлектронике был осознан из-за его относительно высокой теплопроводности для изоляции керамики (70210 Вт·м−1·K−1 для поликристаллического материала, и до 275 Вт·м−1·K−1 для монокристаллов). Этот материал представляет интерес как нетоксичная альтернатива оксиду бериллия. Методы металлизации позволяют применять данное вещество в электронике вместо глинозёма и оксида бериллия.

Физические свойства[править | править исходный текст]

Нитрид алюминия — (главным образом) материал с ковалентными связями, имеющий гексагональную кристаллическую структуру, которая является аналогом структуры сульфида цинка, известной как вюрцит. Кристаллографическая группа для этой структуры — ~\mathsf{C_{6v}^4-P6_3mc}. 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 медленно распадается в неорганических кислотах при контакте жидкости с границами зёрен, как и в случае с сильными щелочами. Материал медленно гидролизуется в воде.

Химические свойства[править | править исходный текст]

Белый порошок или водянисто-белые прозрачные кристаллы. Медленно растворяется в горячих минеральных кислотах. Холодные НCl, H24, HNO3 и царская водка действуют слабо, холодная HF не действует. Концентрированные горячие растворы щелочей разлагают с выделением NH3.

Применение[править | править исходный текст]

Получение[править | править исходный текст]

Получается восстановлением Аl2О3 углем в атмосфере азота:

~\mathsf{Al_2O_3+3C+N_2 \ \xrightarrow{1600-1800^\circ C} \ 2AlN + 3CO\uparrow}

Также нитрид алюминия можно получить с помощью азотирования алюминиевой пудры:

~\mathsf{N_2+2Al \ \xrightarrow{800-1200^\circ C} \ 2AlN}

При пропускании через алюминий аммиака получается водород и, в виде осадка, нитрид алюминия:

~\mathsf{2Al+2NH_3 \ \xrightarrow{>660^\circ C} \ 2AlN+3H_2\uparrow}

Ссылки[править | править исходный текст]