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氮化物粉体的3种类型

发布日期:2020-11-07 作者: 点击:

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氮元素具有较高的电负性,能够与许多电负性比其低的元素形成一系列氮化物,包括离子型氮化物、共价型氮化物和金属型氮化物三种类型。


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碱金属和碱土金属元素形成的氮化物属于离子型氮化物,其晶体以离子键为主,氮元素以N3-形式存在,也称为类盐氮化物。离子型氮化物的化学性质较活泼,易水解生成相应的氢氧化物和氨。目前,离子型氮化物中仅Li3N得到应用,Li3N为深红色固体,属于六方晶系,密度为1.27g/cm3,熔点为813°C,其合成方便,离子导电率高,能与固态或液态锂共存,是目前能提供的最好的固体锂电解质之一。


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ⅢA~ⅦA族元素形成的氮化物属于共价型氮化物,其晶体以共价键为主,其中,氧和ⅦA族元素和氮元素形成的化合物准确地应称为氧化氮和卤化氮。应用较广的共价型氮化物主要为ⅢA和ⅣA族元素的氮化物(如BN、AlN、GaN、InN、C3N4和Si3N4等),其结构单元类似于金刚石的四面体,故也称为类金刚石氮化物。它们的硬度大、熔点高、化学稳定性好,大部分为绝缘体或半导体,广泛应用于切削工具、高温陶瓷、微电子器件和发光材料等。


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过渡金属元素形成的氮化物属于金属型氮化物,氮原子位于立方或六方紧密堆积的金属晶格间隙中,也称为间充型氮化物。此类氮化物的化学式不遵循严格的化学计量比,其组成可以在一定范围内变化。大部分金属型氮化物为NaCl型结构,化学式为MN型。一般具有类似金属的性质,如有金属光泽、导电性好、硬度大、熔点高、耐磨损和耐腐蚀等,在切削加工材料、电极材料和催化材料等方面具有良好的应用前景。


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