Alumiininitridi

alumiininitridi
Al 3+ N 3−

Kenraali
Systemaattinen nimi	alumiininitridi
Chem. kaava	Al N
Fyysiset ominaisuudet
Osavaltio	valkoinen tai vaaleankeltainen jauhe
Moolimassa	40,9882 g/ mol
Tiheys	3,260 g/cm³
Lämpöominaisuudet
Lämpötila
• sulaminen	2200 °C
• kiehuva	2517 °C
Oud. lämpökapasiteetti	740 J/(kg K)
Lämmönjohtokyky	285 W/(m K)
Kemiallisia ominaisuuksia
Liukoisuus
• vedessä	hajoavat
Optiset ominaisuudet
Taitekerroin	1,9–2,2
Rakenne
Koordinaatiogeometria	tetraedrinen
Kristallirakenne	wurtzite- tyyppinen
Luokitus
Reg. CAS-numero	24304-00-5
PubChem	90455
Reg. EINECS-numero	246-140-8
Hymyilee	N#[Al]
InChI	InChI = 1S/Al.NPIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N
CHEBI	50884
ChemSpider	81668
Turvallisuus
NFPA 704	0 yksi 0
Tiedot perustuvat standardiolosuhteisiin (25 °C, 100 kPa), ellei toisin mainita.

Alumiininitridi ( aluminitridi ) on alumiinin ja typen binaarinen epäorgaaninen kemiallinen yhdiste . Kemiallinen kaava on AlN .

Historia

Alumiininitridi syntetisoitiin ensimmäisen kerran vuonna 1877, mutta vasta 1980-luvun puolivälissä sen merkitys käytännön sovelluksissa mikroelektroniikan alalla havaittiin sen suhteellisen korkean lämmönjohtavuuden vuoksi keraamisille materiaaleille ( 70–210 W m – 1 K – 1 monikiteisille materiaalia ja enintään 275 W m – 1 K – 1 yksittäiskiteille). Tämä materiaali on kiinnostava myrkytön vaihtoehto berylliumoksidille . Metallointimenetelmät mahdollistavat yhdisteen käytön elektroniikassa alumiinioksidin ja berylliumoksidin sijaan .

Fysikaaliset ominaisuudet

Alumiininitridi on kovalenttisia sidoksia sisältävä materiaali , jolla on kuusikulmainen wurtsiittityyppinen kiderakenne . Tämän rakenteen kristallografinen ryhmä on . ${\mathsf {C_{6v}^{4}-P6_{3}mc))$

Kemialliset ominaisuudet

Valkoista jauhetta tai värittömiä läpinäkyviä kiteitä. Liukenee hitaasti kuumiin mineraalihappoihin . Kylmällä HCl :lla , H 2 SO 4 :llä , HNO 3 :lla ja aqua regialla on vain vähän vaikutusta, kylmällä HF : llä ei.

Väkevät kuumat alkaliliuokset hajoavat vapauttamalla NH 3 . Aine kestää korkeita lämpötiloja inertissä ilmakehässä.

Ilmassa pinnan hapettumista tapahtuu yli 700 °C:ssa ja huoneenlämmössä havaittiin 5–10 nm paksuja pintahapettuneita kerroksia. Tämä alumiinioksidikerros suojaa hapettumista vastaan 1370 °C:seen asti . Tämän lämpötilan yläpuolella materiaalin bulkkihapettuminen tapahtuu.

Alumiininitridi on stabiili vety- ja hiilidioksidiatmosfäärissä 980 °C:een asti. Aine reagoi hitaasti epäorgaanisten happojen kanssa kiderakeiden rajoilla, myös vahvojen alkalien kanssa. Hydrolysoituu hitaasti vedessä.

Sovellus

Kuuluu ei-oksidikeramiikan luokkaan.

Valodiodien tuotanto ( puolijohde , jonka kaistaväli on 6 eV ).
Nanokuitumateriaalit .
Materiaali keramiikkaan, jolla on korkea lämmönjohtavuus (myrkyllisen berylliumoksidin sijaan ) - puolijohdekomponenttien substraateille.

Haetaan

Al 2 O 3 : n pelkistys hiilellä typpiatmosfäärissä :

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

Alumiininitridiä voidaan saada myös nitraamalla (ilman happea) alumiinijauheella:

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

Ammoniakin johtaminen sulan alumiinin läpi :

{\mathsf {2Al+2NH_{3}\ {\xrightarrow {t>600^{\circ }C}}\ 2AlN+3H_{2}\!\uparrow }}

Linkit

Bibliografia 1995-1996. Tutkimus alumiininitridin sovelluksista arkistoitu 29. toukokuuta 2007 Wayback Machinessa

Alumiiniyhdisteet * _
Intermetallit	Alumiini neodyymi (NdAl) Alumiinidyneodyymi (AlNd 2 ) Alumiinitrineodyymi (AlNd 3 ) Alumiini -nikkeli (NiAl) Alumiinidiniobium (Nb 2 Al) Alumiini triniobium (Nb 3 Al) Alumiinipalladium (AlPd) Alumiinidipalladium (AlPd 2 )
Oksidit, hydroksidit	Alumiinihydroksidi (Al(OH) 3 ) Alumiinimetahydroksidi (AlO(OH)) Alumiinimonoksidi (AlO) Alumiinioksidi (Al 2 O 3 ) Alumiinioksinitridi (AlON)
suola	Alumiiniarsenaatti (AlAsO 4 ) Alumiiniasetaatti (Al(CH 3 COO) 3 ) Alumiinimolybdaatti (Al 2 (MoO 4 ) 3 ) Alumiininitraatti (Al(NO 3 ) 3 ) Alumiinisilikaatti (Al 2 O 3 SiO 2 ) Alumiinisulfaatti (Al 2 (SO 4 ) 3 ) Alumiiniammoniumsulfaatti (NH 4 Al (SO 4 ) 2 ) Alumiini-kaliumsulfaatti (KAl(SO 4 ) 2 ) Natriumalumiinisulfaatti (NaAl(SO 4 ) 2 ) Alumiinirubidiumsulfaatti (RbAl(SO 4 ) 2 ) Alumiinitalliumsulfaatti (TlAl(SO 4 ) 2 ) Alumiinicesiumsulfaatti (CsAl(SO 4 ) 2 ) Alumiinifosfaatti (AlPO 4 ) Alumiinikloraatti (Al(ClO 3 ) 3 )
Aluminaatit	Kalsiumaluminaatit (mCaO nAl 2 O 3 ) Litiumaluminaatti (LiAlO 2 ) Natriumaluminaatti (NaAlO 2 ) Ammoniumheksafluorialuminaatti ((NH 3 ) 3 [AlF 6 ]) Natriumheksafluoroaluminaatti (Na 3 [AlF 6 ]) Natriumtetrahydridoaluminaatti (Na[AlH4 ] ) kaliumtetrahydridoaluminaatti (K[AlH 4 ] ) Cesiumtetrahydridoaluminaatti (Cs[AlH4 ] )
Halidit	Alumiinibromidi (AlBr 3 ) Alumiinijodidi (AlI 3 ) Alumiinimonofluoridi (AlF) Alumiinimonokloridi (AlCl) Alumiinitrifluoridi (AlF 3 ) Alumiinikloridi (AlCl 3 )
Organometalliyhdisteet _	Tri-isobutyylialumiini (Al(C 4 H 9 ) 3 ) Trimetyylialumiini (Al(CH 3 ) 3 ) Trifenyylialumiini ( Al ( C6H5 ) 3 ) Trietyylialumiini (Al(C 2 H 5 ) 3 )
Yhdisteet ei-metallien kanssa	Alumiiniantimonidi (AlSb) Alumiiniarsenidi (AlAs) Alumiinidiboridi (AlB 2 ) Alumiinidodekaboridi (AlB 12 ) Alumiinikarbidi (Al 4 C 3 ) Alumiininitridi (AlN) Alumiiniselenidi (Al 2 Se 3 ) Alumiinisulfidi (Al 2 S 3 ) Alumiinifosfidi (AlP)
hydridit	Kalsiumalumiinihydridi (Ca[AlH 4 ] 2 ) Litiumalumiinihydridi ( LiAlH4 ) Alumiinihydridi (AlH 3 )
muu	Alumiinisilikaatit