Химическая энциклопедия - 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.

Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия

Под ред. И. Л. Кнунянца

1988

.