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 была оценена из-за относительно высокой для керамических материалов теплопроводности (— — для поликристаллического материала, и до — 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 — .
Химические свойства Белый порошок или бесцветные прозрачные кристаллы. Медленно растворяется в горячих минеральных кислотах. Холодные НCl, HSО, HNO и царская водка действуют слабо, холодная HF не действует.
Концентрированные горячие растворы щелочей разлагают с выделением NH. 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 прямой запрещённой зоны ). Материалы из нановолокна. Материал для керамики с высокой теплопроводностью (вместо токсичного оксида бериллия) — для подложек полупроводниковых компонентов.
Получение Восстановлением АlО углём в атмосфере азота:
Al2O3{}+ 3 C{}+ N2 ->[1600-1800~^\circ\ce{C}] 2 AlN{}+ 3 CO.
Также нитрид алюминия можно получить с помощью азотирования (без доступа кислорода) с порошком алюминия:
N2{}+ 2 Al ->[800-1200~^\circ\ce{C}] 2AlN.
Пропусканием аммиака через расплавленный алюминий:
2 Al{}+ 2 NH3 ->[t>600\ ^{\ce{o}}\ce{C}] 2 AlN{}+ 3{}H2 ^.
Примечания
Ссылки Библиография 1995—1996 годов. Исследования применений нитрида алюминия
А Категория:Полупроводники Категория:Соединения азота Категория:Соединения A3B5 Категория:Соединения азота по алфавиту