Нитрид алюминия
Войти  |  Регистрация
Авторизация
» » Нитрид алюминия

Нитрид алюминия



Нитрид алюминия (алюмонитрид) — 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 важность для практического применения в микроэлектронике был оценен из-за его относительно высокой для керамических материалов 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 соединение в электронике вместо глинозёма и оксида бериллия.

Физические свойства

Нитрид алюминия — материал с ковалентными связями, имеющий гексагональную кристаллическую структуру типа вюрцита. Кристаллографическая группа для этой структуры — C 6 v 4 − P 6 3 m c {displaystyle {mathsf {C_{6v}^{4}-P6_{3}mc}}} .

Химические свойства

Белый порошок или бесцветные 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. Вещество устойчиво к 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 оксида алюминия защищает от окисления до 1370 °C. Выше этой температуры происходит объёмное окисление материала.

Нитрид алюминия устойчив в атмосферах водорода и углекислого газа до 980 °C. Вещество медленно реагирует с неорганическими кислотами на границах кристаллических зёрен, также с сильными щелочами. Медленно гидролизуется в воде.

Применение

Относится к классу неоксидной керамики.

  • Производство светодиодов (полупроводник с шириной запрещённой зоны 6 эВ).
  • Материалы из нановолокна.
  • Материал для керамики с высокой теплопроводностью (вместо токсичного оксида бериллия) — для подложек полупроводниковых компонентов.

Получение

Восстановлением Аl2О3 углем в атмосфере азота:

A l 2 O 3 + 3 C + N 2   → 1600 − 1800 ∘ C   2 A l N + 3 C O ↑ . {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) с порошком алюминия:

N 2 + 2 A l   → 800 − 1200 ∘ C   2 A l N {displaystyle {mathsf {N_{2}+2Al {xrightarrow {800-1200^{circ }C}} 2AlN}}}

Пропусканием через расплавленный алюминий аммиак:

2 A l + 2 N H 3   → t > 600 ∘ C   2 A l N + 3 H 2 ↑ {displaystyle {mathsf {2Al+2NH_{3} {xrightarrow {t>600^{circ }C}} 2AlN+3H_{2}!uparrow }}}
Добавлено Admin 3-10-2021, 11:00 Просмотров: 12
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent