Русская Википедия:Нитрид алюминия
- REDIRECT Шаблон:Comment
Нитри́д алюми́ния (алюмонитри́д) — бинарное неорганическое химическое соединение алюминия с азотом. Химическая формула — AlN.
История
Нитрид алюминия был впервые синтезирован в 1877 году, но только в середине 1980-х его важность для практического применения в микроэлектронике был оценён из-за его относительно высокой для керамических материалов теплопроводности (Шаблон:Num—Шаблон:Num — для поликристаллического материала, и до Шаблон:Num — для монокристаллов). Этот материал представляет интерес как нетоксичная альтернатива оксиду бериллия. Кроме того, методы металлизации позволяют применять соединение в электронике вместо оксида алюминия.
Физические свойства
Нитрид алюминия — материал с ковалентными связями, имеющий гексагональную кристаллическую структуру типа вюрцита. Кристаллографическая группа для этой структуры — <math>\mathsf{C_{6v}^4-P6_3mc}</math>.
Химические свойства
Белый порошок или бесцветные прозрачные кристаллы. Медленно растворяется в горячих минеральных кислотах. Холодные НCl, [[Серная кислота|HШаблон:SubSОШаблон:Sub]], [[Азотная кислота|HNOШаблон:Sub]] и царская водка действуют слабо, холодная HF не действует.
Концентрированные горячие растворы щелочей разлагают с выделением [[Аммиак|NHШаблон:Sub]]. Вещество устойчиво к высоким температурам в инертных атмосферах.
На воздухе поверхностное окисление происходит выше 700 °C, и при комнатной температуре были обнаружены поверхностные окисленные слои толщиной 5—10 нм. Этот окисный слой оксида алюминия защищает от окисления до 1370 °C. Выше этой температуры происходит объёмное окисление материала.
Нитрид алюминия устойчив в атмосферах водорода и углекислого газа до 980 °C. Вещество медленно реагирует с неорганическими кислотами на границах кристаллических зёрен, также с сильными щелочами. Медленно гидролизуется в воде.
Применение
Относится к классу неоксидной керамики.
- Производство светодиодов (полупроводник с шириной запрещённой зоны Шаблон:Num).
- Материалы из нановолокнаШаблон:Нет АИ.
- Материал для керамики с высокой теплопроводностью (вместо токсичного оксида бериллия) — для подложек полупроводниковых компонентов.
Получение
Восстановлением [[Оксид алюминия|АlШаблон:SubОШаблон:Sub]] углём в атмосфере азота:
- <math>\mathsf{Al_2O_3+3C+N_2 \ \xrightarrow{1600-1800^\circ C} \ 2AlN + 3CO\!\uparrow}.</math>
Также нитрид алюминия можно получить с помощью азотирования (без доступа кислорода) с порошком алюминия:
- <math>\mathsf{N_2+2Al \ \xrightarrow{800-1200^\circ C} \ 2AlN}</math>
Пропусканием через расплавленный алюминий аммиак:
- <math>\mathsf{2Al+2NH_3 \ \xrightarrow{t>600^\circ C} \ 2AlN+3H_2\!\uparrow}</math>
Ссылки
Шаблон:Inorganic-compound-stub
