WikiSort.ru - Не сортированное

Нитрид алюминия
__ 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	24304-00-5
PubChem	90455
Рег. номер EINECS	246-140-8
SMILES	N#[Al]
InChI	1S/Al.N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N
ChEBI	50884
ChemSpider	81668
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

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

История

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, для керамики, теплопроводности (70—210 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

Нитрид алюминия — (главным образом) материал с ковалентными связями, имеющий гексагональную кристаллическую структуру, известную как вюрцит. Кристаллографическая группа для этой структуры — ${\displaystyle {\mathsf {C_{6v}^{4}-P6_{3}mc}}}$ .

Химические 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. 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.

Применение

• Производство светодиодов (полупроводник с шириной запрещённой зоны 6 эВ);
• Материалы из нановолокна;
• Материал для высокотеплопроводной керамики (вместо оксида бериллия) — подложки для производства высокочастотных резисторов, корпуса электронных схем.

Получение

Получается восстановлением Аl₂О₃ углем в атмосфере азота:

${\displaystyle {\mathsf {Al_{2}O_{3}+3C+N_{2}\ {\xrightarrow {1600-1800^{\circ }C}}\ 2AlN+3CO\uparrow }}}$

Также нитрид алюминия можно получить с помощью азотирования (без доступа кислорода) алюминиевой пудры:

${\displaystyle {\mathsf {N_{2}+2Al\ {\xrightarrow {800-1200^{\circ }C}}\ 2AlN}}}$

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

${\displaystyle {\mathsf {2Al+2NH_{3}\ {\xrightarrow {>660^{\circ }C}}\ 2AlN+3H_{2}\uparrow }}}$

Ссылки

• Библиография 1995—1996 годов. Исследования применений нитрида алюминия

Это заготовка статьи о неорганическом веществе. Вы можете помочь проекту, дополнив её.