Химическая энциклопедия
"КРЕМНИЯ НИТРИД"

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 Pб₃/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/см³, С^o_p 93,01 Дж/(моль^.К); DH⁰_oбр — 787,8 кДж/моль; S⁰₂₉₈ 66,07 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 Н₃РО₄ и интенсивно с фтористоводородной к-той; разлагается расплавами щелочей, оксидов и карбонатов щелочных металлов. Не взаимод. с Сl₂ до 900°С, Н₂S - до 1000°С, Н₂ - 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.