Нитрид алюминия-  бинарное неорганическое химическое соединениеалюминия с азотом. Химическая формула — AlN.

Физические свойства

Белый порошок или водянисто-белые прозрачные кристаллы с гексагональной решеткой. Медленно растворяется в горячих минеральных кислотах. Это соединение характеризуется высокой электрич. проводимостью и ее положительным температурным коэф., высокими т-рами плавления, твердостью, высокой энтальпией образования .

Температура кипения	2517 °C
Удельная теплоёмкость	740 Дж/(кг·К)
Теплопроводность	285 Вт/(м·K
Температура плавления	2200 °C

Компактные изделия из порошков нитридов алюминия получают спеканием предварительно спрессованных порошков, горячим прессованием, реакц. спеканием. Спекание заготовок, спрессованных из порошков нитрида алюминия, может осуществляться в среде N₂, азотсодержащих восстановит. газов или в вакууме. Горячим прессованием получают изделия с меньшей остаточной пористостью, чем при спекании. 

Часто керамику из AlN получают методом реакционного спекания. В

этом случае прессовки из чистого порошка металлического алюминия

подвергаются спеканию в азоте. По этому способу изделия не достигают

большой плотности, она составляет не более 0,5–0,6 от теоретической.

Высокоплотную керамику из AlN получают горячим прессованием при

температуре 2000–2100°С и давлении 30МПа.

Механич свойства

Мех. св-ва нитридов алюминия зависят от прочности хим. связи, степени ее ковалентности, а также от структуры (величины зерен, состояния границ зерен, степени дефектности кристаллич. решетки). Нитрид алюминия очень твердое и хрупкое соединение, его пластич. деформация возможна только при высоких т-рах и напряжениях. При температуре 1600–1700°С в отсутствие давления азота AlN разлагается.

Твердость по Моосу 9,

микротвердость 12 ГПа,

модуль упругости 350 ГПа (300 К), 280 ГПа (1673 К).

Молярная масса	40,9882 г/моль
Плотность	3,260 г/см³

Керамика из чистого нитрида алюминия имеет невысокий уровень

механических характеристик: σизг не выше 350МПа и находит примене-

ние в качестве огнеупорного материала, стойкого в расплавах никеля и

меди. Перспективным является использование чистого AlN в опто-

электронной технике для изготовления фоторезисторов.

Электрические свойства

Нитрид алюминия обладает высоким электрическим сопротивлением,

является весьма полезным материалом для использования

его при высоких температурах. Он слабо подвержен окислению на воздухе при

температурах выше 6000С, а также устойчив к воздействию кислот,

расплавленных металлов и водяных паров. Таким образом, AlN может

применяться в высокотемпературных полупроводниковых устройствах.

Химические свойства

Материал устойчив к очень 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 защищает материал до 1370 °C. Выше этой температуры происходит объёмное окисление материала. Нитрид алюминия устойчив в атмосферахводорода и углекислого газа до 980 °C. Материал распадается медленно в неорганических кислотах при контакте жидкости с границами зёрен, как и в случае с сильными щелочами. Материал гидролизуется медленно в воде.

Способы получения

Получается восстановлением Аl₂О₃ углем в атмосфере азота:

Также нитрид алюминия можно получить с помощью азотирования алюминиевой пудры:

Пропустив через алюминий аммиак, получим водород и, в виде осадка, нитрид алюминия:

Изделия из A1N получают главным образом горячим прессованием порошка при 2000-2100°С и 30 МПа.

Применяют его (иногда в смеси с BN или SiC) в кач-ве огнеупорного материала для футеровок ванн, электролизеров, муфельных печей. тиглей и др., чехлов для термопар, для нанесения коррозионностойких и износостойких покрытий на сталь, графит и др.

• Производство светодиодов (полупроводник с шириной запрещённой зоны 6 эВ);

• Материалы из нановолокна;

• Материал для высокотеплопроводной керамики (вместо оксида бериллия) — подложки, корпуса электронных схем.

Методы металлизации позволяют находить применение в электронике данному веществу вместоглинозёма и оксида бериллия.

Нитриды используют для футеровки, изготовления огнеупорных тиглей, муфелей, чехлов термопар, крепления транзисторов, цоколей электронных ламп, устройств ядерной техники, высокотемпературной смазки, в произ-ве твердосплавного и абразивного инструмента и др. Металлоподобные нитриды переходных металлов - компоненты твердых сплавов, их используют при произ-ве огнеупорных тиглей, лодочек для испарения Аl, в качестве износостойких покрытий на твердосплавном режущем инструменте, для поверхностного упрочнения деталей машин и механизмов. Нитриды входят в состав жаропрочных и жаростойких композиц. материалов, в т.ч. керметов.