氮化矽
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氮化矽是由矽元素和氮元素構成的化合物。在氮氣氣氛下,將單質矽的粉末加熱到1300-1400°C之間,矽粉末樣品的重量隨着矽單質與氮氣的反應遞增。在沒有鐵催化劑的情況下,約7個小時後矽粉樣品的重量不再增加,此時反應完成生成Si3N4。[來源請求]除了Si3N4外,還有其他幾種矽的氮化物(根據氮化程度和矽的氧化態所確定的相對應化學式)也已被文獻所報道。比如氣態的一氮化二矽(Si2N)、一氮化矽(SiN)和三氮化二矽(Si2N3)。這些化合物的高溫合成方法取決於不同的反應條件(比如反應時間、溫度、起始原料包括反應物和反應容器的材料)以及純化的方法。[2]
Quick Facts 氮化矽, 識別 ...
氮化矽 | |
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IUPAC名 Silicon nitride | |
識別 | |
CAS號 | 12033-89-5 Y |
PubChem | 3084099 |
ChemSpider | 2341213 |
SMILES |
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InChI |
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InChIKey | HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N |
EINECS | 234-796-8 |
MeSH | Silicon+nitride |
性質 | |
化學式 | Si3N4 |
外觀 | 灰色無味粉末 |
密度 | 3.2 g/cm3, 固體 |
熔點 | 1900 °C(2173 K)(分解) |
折光度n D |
2.016[1] |
危險性 | |
歐盟分類 | 未列出 |
相關物質 | |
其他陰離子 | 碳化矽 二氧化矽 |
其他陽離子 | 氮化硼 |
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。 |
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Si3N4是矽的氮化物中化學性質最為穩定的(僅能被稀的HF和熱的H3PO4分解),也是所有矽的氮化物中熱力學最穩定的。所以一般提及「氮化矽」時,其所指的就是Si3N4。它也是矽的氮化物中最重要的化合物商品。
在很寬的溫度範圍內氮化矽都是一種具有一定的熱導率、低熱膨脹係數、彈性模量較高的高強度硬陶瓷。不同於一般的陶瓷,它的斷裂韌性高。這些性質結合起來使它具有優秀的耐熱衝擊性能,能夠在高溫下承受高結構載荷並具備優異的耐磨損性能。常用於需要高耐用性和高溫環境下的用途,諸如氣輪機、汽車引擎零件、軸承和金屬切割加工零件。美國太空總署的穿梭機就是用氮化矽製造的主引擎軸承。氮化矽薄膜是矽基半導體常用的絕緣層,由氮化矽製作的懸臂是原子力顯微鏡的傳感部件。