Titaaninitridi

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 4. helmikuuta 2022 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 4 muokkausta .
Titaaninitridi
Kenraali
Systemaattinen
nimi		 titaanimononitridi
Perinteiset nimet titaaninitridi
Chem. kaava Tina
Fyysiset ominaisuudet
Osavaltio kiinteä
Moolimassa 61,874 g/ mol
Tiheys 5,44 g/cm³
Lämpöominaisuudet
Lämpötila
 •  sulaminen 2930 °C
Mol. lämpökapasiteetti 37,12 J/(mol K)
Lämmönjohtokyky 41,8 W/(m K)
Entalpia
 •  koulutus -338,1 kJ/mol
Luokitus
Reg. CAS-numero 25583-20-4
PubChem 93091
Reg. EINECS-numero 247-117-5
Hymyilee   N#[Ti]
InChI   InChI = 1S/N.TiNRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N
ChemSpider 84040
Tiedot perustuvat standardiolosuhteisiin (25 °C, 100 kPa), ellei toisin mainita.
 Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

Titaaninitridi  on binäärinen kemiallinen yhdiste titaanista typen kanssa .

Se on interstitiaalinen faasi, jolla on laaja homogeenisuusalue, joka vaihtelee välillä 14,8 - 22,6 % typpeä (massasta), mikä voidaan ilmaista empiirisellä kaavalla Ti 10 N 6 - TiN, vastaavasti [1] .

Fysikaaliset ominaisuudet

Titaaninitridi on kellanruskea materiaali, ja kompaktissa tilassa se saa kultaisen värin.

Siinä on NaCl -tyyppinen kuutiopintainen hila , avaruusryhmä Fm3m , jaksolla a = 0,4235 nm.

Haetaan

Titaaninitridi voidaan saada jollakin seuraavista tavoista [1] [3] .

Nitrausprosessi suoritetaan yleensä yli 1100 °C:n lämpötiloissa typessä tai dissosioituneessa ammoniakissa . Tätä tarkoitusta varten titaania käytetään jauheen tai lastujen muodossa. Puhdas titaanijauhe voidaan korvata titaanihydridillä ; Tämä menetelmä perustuu reaktioon: suoritetaan yli 1000 °C lämpötiloissa. Tuloksena oleva titaaninitridi voidaan myös kerrostaa 1400–2000 °C:n lämpötilaan kuumennetun volframifilamentin päälle; Titaaniaminokloridi hajoaa muodostaen välituotteen TiNCl, joka kuumennettaessa 1000 °C:seen johtaa kloorittoman titaaninitridin muodostumiseen; Prosessi perustuu reaktioon: Pelkistysprosessin lämpötilan noustessa 1000 °C:sta 1700 °C:seen titaaninitridin saanto kasvaa, mutta titaanikarbidin esiintyminen havaitaan reaktiotuotteissa . Tämä menetelmä soveltuu erittäin hyvin kaupallisesti puhtaan titaaninitridin saamiseksi suuria määriä, jota käytetään tulenkestävien materiaalien valmistukseen ; Titaaninitridin valmistuksen lähtöaineena voidaan käyttää TiCl 4 :a tai titaanijauhetta , joka syötetään mikroaaltoplasmapolttimen tuottamaan plasmasuihkuun . Plasmakaasu on typpeä. Tällä menetelmällä saatujen jauheiden koko voi olla 10 nm - 100 nm [4] ; Menetelmän ydin on titaanin kemiallinen reaktio typen kanssa, joka tapahtuu lämmön vapautuessa. Prosessi suoritetaan suljetussa reaktorissa, jossa spontaani palamisprosessi käynnistetään kuumentamalla typellä ja titaanijauheella täytettyä astiaa [5] .

Kemialliset ominaisuudet

Titaaninitridi kestää hapettumista ilmassa 700-800 °C asti, samoissa lämpötiloissa se palaa happivirrassa :

.

Kuumennettuna 1200 °C:seen vetyympäristössä tai typen ja vedyn seoksessa titaaninitridi on inerttiä.

Stökiometrinen titaaninitridi vastustaa hiilidioksidia , mutta reagoi hitaasti CO 2 :n kanssa reaktion mukaisesti:

.

Reagoi kylmässä fluorin kanssa :

.

Kloori ei ole vuorovaikutuksessa titaaninitridin kanssa 270 °C asti, mutta reagoi sen kanssa yli 300-400 °C:n lämpötiloissa:

.

1300 °C:n lämpötilassa vetykloridi reagoi vedyn kanssa muodostaen kaasumaisia ​​titaania ja typpiklorideja.

Reagoi syanidin kanssa muodostaen titaanikarbonitridia [3] :

.

Huoneenlämpötilassa titaaninitridi on stabiili yhdiste rikki- , kloori- , fosfori- , perkloorihappojen sekä perkloori- ja suolahapon, oksaali- ja rikkihapon seosten suhteen. Kiehuvat hapot (kloorivety-, rikki- ja perkloorihappo) vuorovaikuttavat heikosti . Kylmässä se ei kestä kovinkaan natriumhydroksidiliuoksia . Se reagoi typpihapon kanssa ja liukenee voimakkaiden hapettimien läsnä ollessa fluorivetyhapon kanssa .

Titaaninitridi kestää tinan , vismutin , lyijyn , kadmiumin ja sinkin sulatteita . Korkeissa lämpötiloissa se tuhoutuu raudan ( Fe 2 O 3 ), mangaanin ( MnO ), piin ( SiO 2 ) ja lasin oksidien vaikutuksesta [1] .

Sovellus

Sitä käytetään lämmönkestävänä materiaalina, erityisesti siitä valmistetaan upokkaita metallien sulattamiseen hapettomassa ilmakehässä.

Metallurgiassa tämä yhdiste esiintyy suhteellisen suurten (yksiköiden ja kymmenien mikroneiden) ei-metallisten sulkeumien muodossa titaanilla seostetuissa teräksissä. Tällaisilla ohuilla osilla olevilla sulkeumilla on pääsääntöisesti neliön ja suorakulmion muoto, ne on helppo tunnistaa metallografisella analyysillä. Tällaiset sulasta muodostuneet suuret titaaninitridihiukkaset johtavat valumetallin laadun heikkenemiseen.

Titaaninitridillä luodaan kulutusta kestäviä pinnoitteita metallinleikkaustyökaluihin.

Sitä käytetään mikroelektroniikassa diffuusiosulkuna yhdessä kuparipinnoituksen jne.

Titaaninitridia käytetään myös kulutusta kestävänä ja koristeena. Sillä päällystetyt tuotteet ovat ulkonäöltään kullan kaltaisia ​​ja niillä voi olla erilaisia ​​sävyjä, riippuen metallin ja typen suhteesta yhdisteessä. Titaaninitridin pinnoitus suoritetaan erityisissä kammioissa lämpödiffuusiomenetelmällä. Titaani ja typpi reagoivat korkeissa lämpötiloissa lähellä pinnoitetun tuotteen pintaa ja diffundoituvat itse metallirakenteeseen.

Liitintä ei käytetä sähköisten koskettimien peittämiseen.

Titaaninitridisputterointia käytetään kultaa jäljittelevien hammaskruunujen ja hammassiltojen päällystämiseen [6] .

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 3 Samsonov G. V. Nitridit. - Naukova Dumka, 1969. - S. 133-158. – 380 s.
  2. ↑ Samsonov G.V., Vinitsky I.M. Tulenkestävät yhdisteet (viitekirja). - Metallurgia, 1976. - S. 560.
  3. ↑ 1 2 Luchinsky G.P. Titaanin kemia. - Chemistry, 1971. - S. 168-170. — 472 s.
  4. ↑ Krasnokutsky Yu. I., Vereshchak V. G. Tulenkestävien yhdisteiden saaminen plasmassa. - Vishcha-koulu, 1987. - S. 134-139. – 200 s.
  5. ↑ Stepanchuk A. N., Bilyk I. I., Boyko P. A. Jauhemallurgian tekniikka. - Lukio, 1985. - S. 169-170. — 415 s.
  6. ↑ Kaikki hammasproteesista . Haettu 3. helmikuuta 2022. Arkistoitu alkuperäisestä 23. tammikuuta 2022.

Kirjallisuus

 Tärkeimmät titaaniyhdisteet