氮化硅 Silicon(Ⅳ) Nitride
結(jié)構(gòu)式
| 物競編號(hào) | 0L8T |
|---|---|
| 分子式 | Si3N4 |
| 分子量 | 140.28 |
| 標(biāo)簽 | 四氮化三硅, Trisilicon tetranitride, 穩(wěn)定劑, 精細(xì)陶瓷 |
編號(hào)系統(tǒng)
CAS號(hào)：12033-89-5
MDL號(hào)：MFCD00011230
EINECS號(hào)：234-796-8
RTECS號(hào)：暫無
BRN號(hào)：暫無
PubChem號(hào)：24859489
物性數(shù)據(jù)
1. 性狀：灰色無定形粉末或晶體。
2. 密度（g/mL,25℃）：3.18
3. 熔點(diǎn)（oC）：1900
毒理學(xué)數(shù)據(jù)
主要的刺激性影響：
在皮膚上面：可能引起發(fā)炎；
在眼睛上面：可能引起發(fā)炎；
致敏作用：沒有已知的敏化現(xiàn)象。
生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)
通常對(duì)水是不危害的，若無政府許可，勿將材料排入周圍環(huán)境。
分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)
暫無
計(jì)算化學(xué)數(shù)據(jù)
1.疏水參數(shù)計(jì)算參考值（XlogP）:無
2.氫鍵供體數(shù)量:0
3.氫鍵受體數(shù)量:4
4.可旋轉(zhuǎn)化學(xué)鍵數(shù)量:0
5.互變異構(gòu)體數(shù)量:無
6.拓?fù)浞肿訕O性表面積13
7.重原子數(shù)量:7
8.表面電荷:0
9.復(fù)雜度:154
10.同位素原子數(shù)量:0
11.確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0
12.不確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0
13.確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0
14.不確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0
15.共價(jià)鍵單元數(shù)量:1
性質(zhì)與穩(wěn)定性
氮化硅有α、β兩種晶型。α-Si3N4為顆粒結(jié)晶，β-Si3N4為針狀結(jié)晶體，兩者均屬六方晶系，相對(duì)密度3.18，莫氏硬度9，熱膨脹系數(shù)小、化學(xué)穩(wěn)定性好，并具有優(yōu)良的抗氧化性。在1900℃分解為氮和硅。氮化硅的強(qiáng)度很高且耐高溫，即使１２００℃的高溫，其強(qiáng)度也不會(huì)改變，受熱后不會(huì)熔成融體，一直到１９００℃才會(huì)分解，耐化學(xué)腐蝕性能，能耐幾乎所有的無機(jī)酸以及多種有機(jī)酸的腐蝕；氮化硅堅(jiān)硬、熱膨脹系數(shù)小，熱震穩(wěn)定性極好，絕緣性好，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，機(jī)械強(qiáng)度很高。難氧化，可做成熔融Al，Pb，Mg，Sn的坩堝。
貯存方法
常溫密閉，陰涼通風(fēng)干燥處。
合成方法
1.主要有硅粉直接氮化法、二氧化硅還原法和氯化硅法。在大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中，二氧化硅還原法更為人們所重視。
二氧化硅還原法二氧化硅粉末100份(重量份，下同)，混入炭黑35份，尿素樹脂100份，然后加入800份水、0.1份氧化鋁(作反應(yīng)核用)、1份草酸銨和0.3份非離子表面活性劑(作分散劑)，進(jìn)行強(qiáng)攪拌，并在攪拌中加入氨水調(diào)整Ph值為9.0。將此混合好的料漿噴霧干燥，所得干燥物在電爐中，在氮?dú)夥罩校?480℃進(jìn)行3 h氮化還原反應(yīng)。再將還原反應(yīng)產(chǎn)物于。720℃，在空氣中進(jìn)行脫炭處理，制得氮化硅粉末成品。
2.一般是用鐵礬土，高嶺土，黏土或其他含有Al2O3的物質(zhì)添加一定量的碳，再在氮?dú)鈿夥罩屑訜岬?300～1500℃，即得到產(chǎn)物Si3N4。其中使用的氮?dú)庖欢ㄒＷC不含氧。
3.硅直接氮化法 將硅粉放在氮?dú)狻睔饣驓洫驳旌蠚庵校訜嶂?200～1450℃直接氮化制得。在1200～1300℃反應(yīng)可制得α相含量高的Ｓｉ３Ｎ４原始粉末，燒結(jié)成陶瓷時(shí)強(qiáng)度高。
4.二氧化硅還原法 以二氧化硅、氮?dú)夂吞繛樵现苽涞瑁磻?yīng)式如下。
將硅石（或正硅酸乙酯水解制得的二氧化硅）與炭按一定比例充分混合，通入氮?dú)饧訜嶂?400℃氮化24h。反應(yīng)溫度超過1550℃會(huì)生成ＳｉＣ，因此需加入少量的Ｆｅ２Ｏ３來抑制ＳｉＣ的生成，反應(yīng)后用鹽酸除去含鐵的化合物，該方法制得的原料粉中α相含量高，但粉末中常有少量的ＳｉＯ２雜質(zhì)，這是有害的。
5.氣相合成法 以四氯化硅和氨氣為原料生產(chǎn)氮化硅，反應(yīng)式如下。
將四氯化硅與無水氨氣在０℃的己烷中反應(yīng)生成亞氨基硅［Ｓｉ（ＮＨ）２］，氨基硅［Ｓｉ（ＮＨ２）４］和氯化銨沉淀，在真空中加熱除去氯化銨之后，在惰性氣體中加熱分解生成氮化硅。
也可用硅烷（ＳｉＨ４）和氨氣在1050～1350℃形成無定型Ｓｉ３Ｎ４，在1450℃形成α相氮化硅。
用途
2.用于絕緣材料、機(jī)械耐磨材料、熱機(jī)材料、切削工具、高級(jí)耐火材料及抗腐蝕、耐磨損密封部件等。氮化硅陶瓷可做燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室、機(jī)械密封環(huán)、輸送鋁液的電磁泵的管道及閥門、永久性模具、鋼水分離環(huán)等。氮化硅摩擦系數(shù)小，用于高溫軸承，其工作溫度可達(dá)1200℃，比普通合金軸承的工作溫度提高2.5倍，而工作速度是普通軸承的10倍。利用氮化硅陶瓷很好的電絕緣性和耐急冷急熱性可以用來做電熱塞，用它進(jìn)行汽車點(diǎn)火可使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間大大縮短，并能在寒冷天氣迅速起動(dòng)汽車。氮化硅陶瓷還有良好的透微波性能、介電性以及高溫強(qiáng)度，作為導(dǎo)彈和飛機(jī)的雷達(dá)天線罩。
3.用作精細(xì)陶瓷燒結(jié)原料，耐腐蝕、耐磨、研磨原材料。安全信息
危險(xiǎn)運(yùn)輸編碼：暫無
危險(xiǎn)品標(biāo)志：
刺激
危險(xiǎn)標(biāo)識(shí)：R37
文獻(xiàn)
暫無
備注
暫無
表征圖譜
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