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化合物简介
氮化硅是由硅元素和氮元素构成的化合物。在氮气气氛下,将单质硅的粉末加热到1300-1400°C之间,硅粉末样品的重量随着硅单质与氮气的反应递增。在没有铁催化剂的情况下,约7个小时后硅粉样品的重量不再增加,此时反应完成生成Si3N4。除了Si3N4外,还有其他几种硅的氮化物(根据氮化程度和硅的氧化态所确定的相对应化学式)也已被文献所报道。比如气态的一氮化二硅(Si2N)、一氮化硅(SiN)和三氮化二硅(Si2N3)。这些化合物的高温合成方法取决于不同的反应条件(比如反应时间、温度、起始原料包括反应物和反应容器的材料)以及纯化的方法。 Si3N4是硅的氮化物中化学性质最为稳定的(仅能被稀的HF和热的H2SO4分解),也是所有硅的氮化物中热力学最稳定的。所以一般提及“氮化硅”时,其所指的就是Si3N4。它也是硅的氮化物中最重要的化合物商品。 在很宽的温度范围内氮化硅都是一种具有一定的热导率、低热膨胀系数、弹性模量较高的高强度硬陶瓷。不同于一般的陶瓷,它的断裂韧性高。这些性质结合起来使它具有优秀的耐热冲击性能,能够在高温下承受高结构载荷并具备优异的耐磨损性能。常用于需要高耐用性和高温环境下的用途,诸如气轮机、汽车引擎零件、轴承和金属切割加工零件。美国国家航空航天局的航天飞机就是用氮化硅制造的主引擎轴承。氮化硅薄膜是硅基半导体常用的绝缘层,由氮化硅制作的悬臂是原子力显微镜的传感部件。
基本信息
CAS:12033-89-5
中文别名:四氮化三硅;纳米氮化硅;氮化硅粉末;纳米四氮化三硅;
英文别名:Silicon nitride;Trisilicon tetranitride;
分子式:N4Si3
分子量:140.283
精确质量:139.943
Psa:12.96
Logp:-2.6656
中文别名:四氮化三硅;纳米氮化硅;氮化硅粉末;纳米四氮化三硅;
英文别名:Silicon nitride;Trisilicon tetranitride;
分子式:N4Si3
分子量:140.283
精确质量:139.943
Psa:12.96
Logp:-2.6656
编号系统
MDL号:MFCD00011230
EINECS号:234-796-8
PubChem号:24859489
EINECS号:234-796-8
PubChem号:24859489
物化性质
外观与性状:略米色粉末
密度:3.44g/mLat 25°C(lit.)
熔点:1900 °C
稳定性:Stable.
密度:3.44g/mLat 25°C(lit.)
熔点:1900 °C
稳定性:Stable.
安全信息
安全说明:S22-S24/25
危险类别码:R37
WGK Germany:3
危险品标志:Xi
危险类别码:R37
WGK Germany:3
危险品标志:Xi
生产方法及用途
生产方法
1.主要有硅粉直接氮化法、二氧化硅还原法和氯化硅法。在大规模工业生产中,二氧化硅还原法更为人们所重视。二氧化硅还原法二氧化硅粉末100份(重量份,下同),混入炭黑35份,尿素树脂100份,然后加入800份水、0.1份氧化铝(作反应核用)、1份草酸铵和0.3份非离子表面活性剂(作分散剂),进行强搅拌,并在搅拌中加入氨水调整Ph值为9.0。将此混合好的料浆喷雾干燥,所得干燥物在电炉中,在氮气氛中,在1480℃进行 氮化硅粉末作为工程陶瓷材料,在工业上有广泛用途。主要用于超高温燃气透平,飞机引擎,透平叶片,热交换器,电炉等。也可作耐热涂层,用于火箭和原子能反应堆。 用于绝缘材料、机械耐磨材料、热机材料、切削工具、高级耐火材料及抗腐蚀、耐磨损密封部件等。氮化硅陶瓷可做燃气轮机的燃烧室、机械密封环、输送铝液的电磁泵的管道及阀门、永久性模具、钢水分离环等。氮化硅摩擦系数小,用于高温轴承,其工作温度可达1200℃,比普通合金轴承的工作温度提高 5倍,而工作速度是普通轴承的10倍。利用氮化硅陶瓷很好的电绝缘性和耐急冷急热性可以用来做电热塞,用它进行汽车点火可使发动机起动时间大大缩短,并能在寒冷天气迅速起动汽车。氮化硅陶瓷还有良好的透微波性能、介电性以及高温强度,作为导弹和飞机的雷达天线罩。用作精细陶瓷烧结原料,耐腐蚀、耐磨、研磨原材料。
用途
氮化硅粉末作为工程陶瓷材料,在工业上有广泛用途。主要用于超高温燃气透平,飞机引擎,透平叶片,热交换器,电炉等。也可作耐热涂层,用于火箭和原子能反应堆。 用于绝缘材料、机械耐磨材料、热机材料、切削工具、高级耐火材料及抗腐蚀、耐磨损密封部件等。氮化硅陶瓷可做燃气轮机的燃烧室、机械密封环、输送铝液的电磁泵的管道及阀门、永久性模具、钢水分离环等。氮化硅摩擦系数小,用于高温轴承,其工作温度可达1200℃,比普通合金轴承的工作温度提高 5倍,而工作速度是普通轴承的10倍。利用氮化硅陶瓷很好的电绝缘性和耐急冷急热性可以用来做电热塞,用它进行汽车点火可使发动机起动时间大大缩短,并能在寒冷天气迅速起动汽车。氮化硅陶瓷还有良好的透微波性能、介电性以及高温强度,作为导弹和飞机的雷达天线罩。用作精细陶瓷烧结原料,耐腐蚀、耐磨、研磨原材料。
1.主要有硅粉直接氮化法、二氧化硅还原法和氯化硅法。在大规模工业生产中,二氧化硅还原法更为人们所重视。二氧化硅还原法二氧化硅粉末100份(重量份,下同),混入炭黑35份,尿素树脂100份,然后加入800份水、0.1份氧化铝(作反应核用)、1份草酸铵和0.3份非离子表面活性剂(作分散剂),进行强搅拌,并在搅拌中加入氨水调整Ph值为9.0。将此混合好的料浆喷雾干燥,所得干燥物在电炉中,在氮气氛中,在1480℃进行 氮化硅粉末作为工程陶瓷材料,在工业上有广泛用途。主要用于超高温燃气透平,飞机引擎,透平叶片,热交换器,电炉等。也可作耐热涂层,用于火箭和原子能反应堆。 用于绝缘材料、机械耐磨材料、热机材料、切削工具、高级耐火材料及抗腐蚀、耐磨损密封部件等。氮化硅陶瓷可做燃气轮机的燃烧室、机械密封环、输送铝液的电磁泵的管道及阀门、永久性模具、钢水分离环等。氮化硅摩擦系数小,用于高温轴承,其工作温度可达1200℃,比普通合金轴承的工作温度提高 5倍,而工作速度是普通轴承的10倍。利用氮化硅陶瓷很好的电绝缘性和耐急冷急热性可以用来做电热塞,用它进行汽车点火可使发动机起动时间大大缩短,并能在寒冷天气迅速起动汽车。氮化硅陶瓷还有良好的透微波性能、介电性以及高温强度,作为导弹和飞机的雷达天线罩。用作精细陶瓷烧结原料,耐腐蚀、耐磨、研磨原材料。
用途
氮化硅粉末作为工程陶瓷材料,在工业上有广泛用途。主要用于超高温燃气透平,飞机引擎,透平叶片,热交换器,电炉等。也可作耐热涂层,用于火箭和原子能反应堆。 用于绝缘材料、机械耐磨材料、热机材料、切削工具、高级耐火材料及抗腐蚀、耐磨损密封部件等。氮化硅陶瓷可做燃气轮机的燃烧室、机械密封环、输送铝液的电磁泵的管道及阀门、永久性模具、钢水分离环等。氮化硅摩擦系数小,用于高温轴承,其工作温度可达1200℃,比普通合金轴承的工作温度提高 5倍,而工作速度是普通轴承的10倍。利用氮化硅陶瓷很好的电绝缘性和耐急冷急热性可以用来做电热塞,用它进行汽车点火可使发动机起动时间大大缩短,并能在寒冷天气迅速起动汽车。氮化硅陶瓷还有良好的透微波性能、介电性以及高温强度,作为导弹和飞机的雷达天线罩。用作精细陶瓷烧结原料,耐腐蚀、耐磨、研磨原材料。