Нитриды

Нитриды

В нитридах азот соединяется с металлами или некоторыми неметаллами. Их еще называют азотистыми соединениями. Но при этом не стоит путать нитриды с нитратами – солями азотистой кислоты, у которых совершенно другие свойства. Нитриды делятся на солеобразные, ковалентные и металлоподобные.

Солеобразными называют нитриды натрия, кальция и других активных металлов, которые при растворении в воде образуют гидроксиды и аммиак.

Ковалентные нитриды в воде нерастворимы и вообще химически очень устойчивы. Это соединения азота с неметаллами и металлами средней и низкой активности.

Отдельно выделяют группу металлоподобных нитридов. Это не обычные соединения, а что-то вроде раствора азота в металле. Поэтому формулы у этих веществ достаточно странные, не соответствующие валентности ни азота, ни металла.

Наиболее ценными качествами обладают ковалентные и металлоподобные нитриды. Они отличаются большой термической устойчивостью, тугоплавкостью и твердостью. Нитрид бора, который еще называют боразоном или эльбором, по твердости чуть-чуть уступает алмазу. При взаимодействии нитридов с углеродом получаются карбонитриды или карбиды.

По отношению к электрическому току ковалентные нитриды проявляют свойства диэлектриков или полупроводников. У металлоподобных нитридов очень большая тепло- и электропроводность. Некоторые из них являются сверхпроводниками.

Если металлическое изделие держать при температуре 700-900^°С в азоте или аммиаке, то на его поверхности появится пленка нитрида. Это надежная защита от коррозии, износа, царапин. Процедуру образования нитридной пленки называют азотированием.

Тугоплавкие нитриды важны для высокотемпературных технологий. Их применяют при производстве космической техники, энергетического оборудования, газовых турбин. Для повышения на деталях из разных металлов формируют нитридные покрытия.

Металлоподобные нитриды ниобия и молибдена, в меньшей степени циркония и титана применяют в качестве сверхпроводников. Их используют в производстве электронных трубок, демодуляторов, других деталей электро- и радиотехники. Кабонитрид титана и нитрид циркония добавляют в металлокерамические смеси для повышения твердости и жаропрочности.

Для напыления прочных покрытий на сверла¸ режущие инструменты, зубные протезы, детали электронных приборов применяют разные нитриды.  У нитрида циркония цвет очень близок к белому золоту, поэтому его также напыляют на бижутерию и наручные часы. Карбонитрид циркония и нитрид титана дают поверхности золотистый оттенок, нитрид хрома – серый. Эти покрытия также используются в штампах и пресс-формах, благодаря чему обрабатываемый материал не налипает на инструмент.

Нитрид кремния необходим для производства огнеупорной керамики, тиглей, особо прочных подшипников, атомных силовых микроскопов, газовых горелок и турбин, изоляционных и абразивных материалов, фибробетона, приборов флэш-памяти, микросхем. Это главное вещество для кремниевой электроники.

Нитрид лития применяют в химическом синтезе как реагент или катализатор. Нитрид бора участвует в реакциях крекинга нефти. Но его также используют в изготовлении полупроводников, конденсаторов, изоляционных и огнеупорных материалов, средств пожаротушения. Покрытия и твердая смазка из нитрида бора необходимы для многих высокотемпературных процессов – получения сплавов, стекла, керамики, графитовых изделий.