Нитрид алюминия

Шаблон:Перенаправление Шаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview= |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}}

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 важность для практического применения в микроэлектронике был оценён из-за его относительно высокой для керамических материалов теплопроводности (Шаблон:Num—Шаблон:Num — для поликристаллического материала, и до Шаблон:Num — для монокристаллов). Этот материал представляет интерес как нетоксичная альтернатива оксиду бериллия. Кроме того, методы металлизации позволяют применять соединение в электронике вместо оксида алюминия.

Физические свойства

Нитрид алюминия — материал с ковалентными связями, имеющий гексагональную кристаллическую структуру типа вюрцита. Кристаллографическая группа для этой структуры — $C_{\mathrm{𝟨}𝗏}^{\mathrm{𝟦}}\mathsf{-}𝖯{\mathrm{𝟨}}_{\mathrm{𝟥}}𝗆𝖼$.

Химические свойства

Белый порошок или бесцветные прозрачные кристаллы. Медленно растворяется в горячих минеральных кислотах. Холодные НCl, [[Серная кислота|HШаблон:SubSОШаблон:Sub]], [[Азотная кислота|HNOШаблон:Sub]] и царская водка действуют слабо, холодная HF не действует.

Концентрированные горячие растворы щелочей разлагают с выделением [[Аммиак|NHШаблон:Sub]]. 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 прямой запрещённой зоны Шаблон:Num).
• Материалы из нановолокнаШаблон:Нет АИ.
• Материал для керамики с высокой теплопроводностью (вместо токсичного оксида бериллия) — для подложек полупроводниковых компонентов.

Получение

Восстановлением [[Оксид алюминия|АlШаблон:SubОШаблон:Sub]] углём в атмосфере азота:

$\mathrm{A}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+3\mathrm{C}+\mathrm{N}{\phantom{A}}_2\stackrel{1600-1800{\phantom{A}}^{\circ }\mathrm{C}}{\to }2\mathrm{A}\mathrm{l}\mathrm{N}+3\mathrm{C}\mathrm{O}$.

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

$\mathrm{N}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{A}\mathrm{l}\stackrel{800-1200{\phantom{A}}^{\circ }\mathrm{C}}{\to }2\mathrm{A}\mathrm{l}\mathrm{N}$.

Пропусканием аммиака через расплавленный алюминий:

$2\mathrm{A}\mathrm{l}+2\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\stackrel{\mathrm{t}>600{\phantom{A}}^{\mathrm{o}}\mathrm{C}}{\to }2\mathrm{A}\mathrm{l}\mathrm{N}+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\uparrow$.

Ссылки

• Библиография 1995—1996 годов. Исследования применений нитрида алюминия Шаблон:Wayback