Нитриды

соед. Азота с металлами и более электроположительными, чем N, неметаллами. По типу хим. Связи Н. Делят на ионные, ковалентные и металлоподобные (ион-но-ковалентно-металлические). Атомы азота в Н. Могут принимать электроны партнера (образуется стабильная электронная конфигурация s2p6 )или отдавать электрон партнеру (стабильная конфигурация sp3). В первом случае соед. Обладают четко выраженной ионной связью, во втором-типично металлич., причем в обоих случаях им сопутствует определенная доля ковалентной составляющей. Ковалентная связь является основной в соединениях азота с бором и кремнием. Н. С преим. Ионной связью образуют металлы I и II гр. Периодич. Системы (табл. 1), атомы к-рых имеют внеш. S- электроны. Эти Н. Имеют составы, отвечающие обычным валентным соотношениям, что обусловливает их ионный характер (они подвергаются гидролизу с выделением NH3, обладают высоким электрич.

Сопротивлением, проявляют полупроводниковые св-ва). К ковалентным Н. Относят бора нитрид, кремния нитрид, а также алюминия нитрид, Н. Галлия (см. Галлий )и индия (InN, кристаллич. Решетка гексагональная, т. Пл. 1200°С, DH0 обp Ч17,2 кДж/моль). Ковалентные Н.-диэлектрики. Полупроводники с широкой запрещенной зоной. Табл.1.- СВОЙСТВА ИОННЫХ НИТРИДОВ Н. С преим. Металлической связью образуют переходные металлы. Эти соед. Характеризуются широкими областями гомогенности, высокой электрич. Проводимостью и ее положительным температурным коэф., высокими т-рами плавления, твердостью, высокой энтальпией образования (табл. 2). Табл. 2.-СВОЙСТВА МЕТАЛЛОПОДОБНЫХ НИТРИДОВ * Т-ра разложения. Мех. Св-ва Н. Зависят от прочности хим.

Связи, степени ее ковалентности, а также от структуры (величины зерен, состояния границ зерен, степени дефектности кристаллич. Решетки). Большинство Н. Очень твердые и хрупкие в-ва, их пластич. Деформация возможна только при высоких т-рах и напряжениях. При нагр. На воздухе и в среде О 2 Н. Разрушаются с образованием оксидов и выделением в осн. N2. H. Бора, Si, Al, In, Ga и переходных металлов IV гр. Устойчивы при нагр. В вакууме, Н. Элементов V, VI и VIII гр. Разлагаются с выделением N2 и последоват. Образованием низших нитридов и твердых р-ров азота в металлах. С углеродом Н. Взаимод. С образованием карбидов, а также твердых р-ров Н. И карбидов-к а р б о н и т р и д о в. Н. Металлов I и II гр. Легко гидролизуются, разлагаются минер.

К-тами и р-рами щелочей. Н. Переходных металлов, Al, In, Ga, а также В и Si устойчивы к действию большинства к-т и щелочей, не взаимод. С водой. Получают H,из элементов при высоких т-рах в атмосфере N2 или NH3, а также восстановлением оксидов и гало-генидов металлов в присут. Азота. Синтез из элементов может осуществляться Э режиме горения, т. К. В результате р-ции выделяется большое кол-во тепла, либо в плазме в дуговых, высокочастотных и сверхвысокочастотныя плаз-мотронах. В результате быстрого охлаждения из парогазо-вой смеси плазменным методом получают ультрадисперсные порошки Н. С размером частиц 10-100 нм. Восстановление оксидов в присут. Азота с образованием нитридов происходит по схеме. М'-металл-восстановитель, Х-неметаллич.

Восстановитель (углерод, кремний, бор и т. Д.). Чаще всего восстановителем является углерод. Однако при восстановлении оксидов карбидообразующих металлов конечный продукт р-ции может представлять собой не чистый Н., а карбонитрид. Н. Получают также восстановлением газообразных галогенидов металлов аммиаком или смесью N2 и Н 2 по р-циям типа. Эти р-ции проходят обычно при т-рах выше 800 °С. Осаждение Н. Из газовой фазы используют обычно для получения покрытий- Получают Н. Также термич. Разложением аммиакатов галогенидов металлов. Компактные изделия из порошков Н. Получают спеканием предварительно спрессованных порошков, горячим прессованием, реакц. Спеканием. Спекание заготовок, спрессованных из порошков Н., может осуществляться в среде N2, азотсодержащих восстановит.

Газов или в вакууме. Горячим прессованием получают изделия с меньшей остаточной пористостью, чем при спекании. Однако применяемые при горячем прессовании графитовые прессформы служат источником загрязнения Н. Углеродом. Реакц. Спекание совмещение процессов образования Н. И их спекания - интенсифицирует уплотнение изделий по сравнению с обычным спеканием предварительно спрессованных заготовок из порошков заранее полученных Н. Уд. Объем образующейся фазы Н. Больше уд. Объема исходного металла, что приводит к снижению пористости. Области применения Н. Весьма разнообразны. Наиб. Развито использование огнеупорных св-в нек-рых ковалентных H.-BN, SiN, AlN, а также их сложных соед. И разл. Материалов на их основе. Н. Используют для футеровки, изготовления огнеупорных тиглей, муфелей, чехлов термопар, крепления транзисторов, цоколей электронных ламп, устройств ядерной техники, высокотемпературной смазки, в произ-ве твердосплавного и абразивного инструмента и др.

Металлоподобные Н. Переходных металлов - компоненты твердых сплавов, их используют при произ-ве огнеупорных тиглей, лодочек для испарения Аl, в качестве износостойких покрытий на твердосплавном режущем инструменте, для поверхностного упрочнения деталей машин и механизмов. Н. Входят в состав жаропрочных и жаростойких композиц. Материалов, в т. Ч. Керметов. См. Также Плутония нитрид, Титана нитрид, Урана нитриды. Лит. Самсонов Г. В., Нитриды, К., 1969. Тот Л., Карбиды и нитриды переходных металлов, пер. С англ., М., 1974. Самсонов Г. В., Винницкий И. М., Тугоплавкие соединения. Справочник, 2 изд., М., 1976. Бол-гap А. С., Литвиненко В. Ф., Термодинамические свойства нитридов, К., 1980. Свойства, получение и применение тугоплавких соединений.

Справочник, под ред. Т. Я. Косолаповой, М., 1986. Ю. В. Левинский.