Кремния Нитрид

Si3N4, желтоватые кристаллы. Цвет поликристаллич. К. Н. Изменяется от белого до серого. Известен в двух модификациях a и b. Кристаллич. Структуры обеих образованы тетраэдрами SiN4, сингония гексагональная. Для a-Si3N4. А=0,7765 нм, с=0,5622 нм, пространств. Группа P31c. Для b-Si3N4. а=0,7606 нм, с=0,2909 нм, пространств. Группа Pб 3/m;a-Si3N4 превращ. В b выше 1400 °С, b-Si3N4 стабилен до ~1600°С. Не плавится. Для a-Si,N4. Плота. 3,192 г/см 3, С op93,01 Дж/(моль . К). DH0oбр Ч 787,8 кДж/моль. S029866,07 Дж/(моль . К). Теплопроводность 62,8 Вт/(м . К) при 300 К и 20,0 Вт/(м . К) при 1573 К. Температурный коэф. Линейного расширения 3,4.10-6 К -1. Т-ра Дебая 1140 К. R>1015 Ом . М (293 К), 108-109 Ом . М (1273 К). Ширина запрещенной зоны 4,0 эВ. Диэлектрич.

Проницаемость 6,3-7,1. Тангенс угла диэлектрич. Потерь (5,3-9,7).10-3. Интенсивно возгоняется с разл. Выше 1600°С. Ур-ния температурной зависимости равновесного давления N2 над К. Н. Lgp(мм рт. Ст.) = 7,17-16347/T (1200-1683 К), lgp(MM рт. Ст.) = 9,22-19858/T (1683-2000 К). Твердость по Виккерсу (нагрузка 100 г). 45,3 ГПа (a) и 34,8-35,8 ГПа (b). Модуль упругости 298 ГПа. К. Н. Не взаимод. С азотной, серной и соляной к-тами, слабо реагирует с Н 3 РО 4 и интенсивно с фтористоводородной к-той. Разлагается расплавами щелочей, оксидов и карбонатов щелочных металлов. Не взаимод. С Сl2 до 900°С, Н 2S - до 1000°С, Н 2 - до 1200°С. С расплавами Al, Pb, Sn, Zn, Bi, Cd, Cu не реагирует, с переходными металлами образует силициды, с оксидами металлов выше 1200 °С - силикаты.

Окисление К. Н. На воздухе начинается выше 900 °С К. Н. Получают взаимод. Si с N2 в печах или в плазме выше 1200°С, восстановлением SiO, углеродом в присут. N2, р-цией SiH4 или SiQ4 с N2 или NH3. Компактные изделия из К. Н. Получают спеканием, горячим прессованием, пиролизом соед. Si. Высокопрочные изделия производят спеканием в газостатич. Установках под высоким давлением N2 и в оболочках под давлением нейтральных газов. К. Н. Применяют для изготовления деталей теплового тракта газотурбинных двигателей, двигателей внутр. Сгорания, тиглей, защитных чехлов термопар, элементов насосов, трубопроводов и штуцеров для перекачки расплавов цветных металлов, для футеровки металлургич. Печей, сопел газовых горелок, изготовления инструментов (напр., резцов), блочных носителей катализаторов, обтекателей головных частей летательных аппаратов, радиопрозрачных окон, как абразивный и изоляц.

Материал. Лит. Нитрид кремния в электронике, под ред. А. В. Ржапова, Новосиб., 1982. Андриевский Р. А. Спивак И. И., Нитрид кремния и материалы на его основе, М., 1984. Неметаллические тугоплавкие соединения, М., 1985. См. Также ляг. При ст. Нитриды. П. С. Кислый..