Titannitrid

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 4 februari 2022; kontroller kräver 4 redigeringar .
Titannitrid
Allmän
Systematiskt
namn		 titanmononitrid
Traditionella namn titannitrid
Chem. formel Tenn
Fysikaliska egenskaper
stat fast
Molar massa 61,874 g/ mol
Densitet 5,44 g/cm³
Termiska egenskaper
Temperatur
 •  smältning 2930°C
Mol. värmekapacitet 37,12 J/(mol K)
Värmeledningsförmåga 41,8 W/(m K)
Entalpi
 •  utbildning -338,1 kJ/mol
Klassificering
Reg. CAS-nummer 25583-20-4
PubChem 93091
Reg. EINECS-nummer 247-117-5
LEDER   N#[Ti]
InChI   InChI=1S/N.TiNRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N
ChemSpider 84040
Data baseras på standardförhållanden (25 °C, 100 kPa) om inget annat anges.
 Mediafiler på Wikimedia Commons

Titannitrid  är en binär kemisk förening av titan med kväve .

Det är en interstitiell fas med ett brett homogenitetsområde, som sträcker sig från 14,8 till 22,6 % kväve (i vikt), vilket kan betecknas med de empiriska formlerna från Ti 10 N 6 till TiN, respektive [1] .

Fysiska egenskaper

Titannitrid är ett gulbrunt material, och i ett kompakt tillstånd får det en gyllene färg.

Den har ett kubiskt ansiktscentrerat gitter av NaCl -typ , rymdgrupp Fm3m , med en period a = 0,4235 nm.

Får

Titannitrid kan erhållas på något av följande sätt [1] [3] .

Nitreringsprocessen utförs vanligtvis vid temperaturer över 1100°C i kväve eller dissocierad ammoniak . För detta ändamål används titan i form av pulver eller spån. Rent titanpulver kan ersättas med titanhydrid ; Denna metod är baserad på reaktionen: utförs vid temperaturer över 1000 °C. Den resulterande titannitriden kan också avsättas på en volframfilament uppvärmd till en temperatur av 1400–2000 °C; Titanaminoklorid sönderdelas och bildar mellanprodukten TiNCl, som vid upphettning till 1000 °C leder till bildning av klorfri titannitrid; Processen är baserad på reaktionen: Med en ökning av temperaturen i reduktionsprocessen från 1000 °C till 1700 °C ökar utbytet av titannitrid, men utseendet av titankarbid observeras i reaktionsprodukterna . Denna metod är mycket lämplig för att erhålla kommersiellt ren titannitrid i stora mängder, som används för tillverkning av eldfasta material ; TiCl 4 eller titanpulver kan användas som utgångsprodukt för framställning av titannitrid , som matas in i plasmastrålen som genereras av en mikrovågsplasmabrännare . Plasmagasen är kväve. Pulver som erhålls med denna metod kan ha storlekar från 10 nm till 100 nm [4] ; Kärnan i metoden ligger i den kemiska reaktionen av titan med kväve, som sker med frigöring av värme. Processen genomförs i en sluten reaktor, i vilken självförbränningsprocessen initieras genom att en behållare fylld med kväve och titanpulver värms upp [5] .

Kemiska egenskaper

Titannitrid är resistent mot oxidation i luft upp till 700-800 ° C, vid samma temperaturer brinner den ut i en ström av syre :

.

Vid upphettning till 1200 °C i vätemiljö eller i en blandning av kväve och väte är titannitrid inert.

Stökiometrisk titannitrid uppvisar motstånd mot CO , men reagerar långsamt med CO 2 enligt reaktionen:

.

Reagerar i kyla med fluor :

.

Klor interagerar inte med titannitrid upp till 270 ° C, men reagerar med det vid temperaturer över 300-400 ° C:

.

Vid en temperatur på 1300 °C reagerar väteklorid med väte och bildar gasformiga titan- och kväveklorider.

Reagerar med cyanid och bildar titankarbonitrid [3] :

.

Vid rumstemperatur, med avseende på svavelsyra , saltsyra , fosforsyra , perklorsyra , såväl som blandningar av perklorsyra och saltsyra, oxalsyra och svavelsyra, är titannitrid en stabil förening. Kokande syror (saltsyra, svavelsyra och perklorsyra) samverkar svagt med . I kyla är den inte särskilt resistent mot natriumhydroxidlösningar . Den reagerar med salpetersyra och i närvaro av starka oxidationsmedel löses den upp med fluorvätesyra .

Titannitrid är resistent mot tenn , vismut , bly , kadmium och zinksmältor . Vid höga temperaturer förstörs det av oxider av järn ( Fe 2 O 3 ), mangan ( MnO ), kisel ( SiO 2 ) och glas [1] .

Applikation

Det används som ett värmebeständigt material, i synnerhet tillverkas deglar av det för att smälta metaller i en syrefri atmosfär.

Inom metallurgi förekommer denna förening i form av relativt stora (enheter och tiotals mikron) icke-metalliska inneslutningar i stål legerat med titan. Sådana inneslutningar på tunna sektioner har som regel formen av kvadrater och rektanglar, de är lätta att identifiera genom metallografisk analys. Sådana stora partiklar av titannitrid som bildas från smältan leder till en försämring av kvaliteten på den gjutna metallen.

Titannitrid används för att skapa slitstarka beläggningar för skärande verktyg.

Den används inom mikroelektronik som diffusionsbarriär tillsammans med kopparplätering etc.

Titannitrid används också som en slitstark och dekorativ beläggning. Produkter belagda med det liknar guld till utseendet och kan ha olika nyanser, beroende på förhållandet mellan metall och kväve i föreningen. Beläggningen av titannitrid utförs i speciella kammare med termisk diffusionsmetod. Vid höga temperaturer reagerar titan och kväve nära ytan av den belagda produkten och diffunderar in i själva metallstrukturen.

Anslutningen används inte för att täcka elektriska kontakter.

Titannitridförstoftning används för att belägga tandkronor som imiterar guld och tandbroar [6] .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 3 Samsonov G. V. Nitrider. - Naukova Dumka, 1969. - S. 133-158. — 380 s.
  2. ↑ Samsonov G.V., Vinitsky I.M. Refractory compounds (referensbok). - Metallurgi, 1976. - S. 560.
  3. ↑ 1 2 Luchinsky G.P. Chemistry of titanium. - Kemi, 1971. - S. 168-170. — 472 sid.
  4. ↑ Krasnokutsky Yu. I., Vereshchak V. G. Erhållande av eldfasta föreningar i plasma. - Vishcha skola, 1987. - S. 134-139. — 200 s.
  5. ↑ Stepanchuk A. N., Bilyk I. I., Boyko P. A. Pulvermetallurgiteknik. - Gymnasiet, 1985. - S. 169-170. — 415 sid.
  6. ↑ Allt om proteser . Hämtad 3 februari 2022. Arkiverad från originalet 23 januari 2022.

Litteratur

 De viktigaste titanföreningarna