Nitrură de titan

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 4 februarie 2022; verificările necesită 4 modificări .
Nitrură de titan
General

Nume sistematic		 mononitrură de titan
Nume tradiționale nitrură de titan
Chim. formulă Staniu
Proprietăți fizice
Stat solid
Masă molară 61,874 g/ mol
Densitate 5,44 g/cm³
Proprietati termice
Temperatura
 •  topirea 2930°C
Mol. capacitate termică 37,12 J/(mol K)
Conductivitate termică 41,8 W/(m K)
Entalpie
 •  educaţie -338,1 kJ/mol
Clasificare
Reg. numar CAS 25583-20-4
PubChem 93091
Reg. numărul EINECS 247-117-5
ZÂMBETE   N#[Ti]
InChI   InChI=1S/N.TiNRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N
ChemSpider 84040
Datele se bazează pe condiții standard (25 °C, 100 kPa), dacă nu este menționat altfel.
 Fișiere media la Wikimedia Commons

Nitrura de titan  este un compus chimic binar de titan cu azot .

Este o fază interstițială cu o gamă largă de omogenitate, care variază de la 14,8 la 22,6% azot (în masă), care poate fi notat prin formulele empirice de la Ti 10 N 6 la TiN, respectiv [1] .

Proprietăți fizice

Nitrura de titan este un material galben-maro, iar în stare compactă capătă o culoare aurie.

Are o rețea cubică centrată pe fețe de tip NaCl , grup spațial Fm3m , cu o perioadă a = 0,4235 nm.

Obținerea

Nitrura de titan poate fi obținută într-unul din următoarele moduri [1] [3] .

Procesul de nitrurare se realizează de obicei la temperaturi peste 1100 ° C în azot sau amoniac disociat . În acest scop, titanul este utilizat sub formă de pulbere sau așchii. Pulberea de titan pur poate fi înlocuită cu hidrură de titan ; Această metodă se bazează pe reacția: efectuat la temperaturi peste 1000 °C. Nitrura de titan rezultată poate fi depusă și pe un filament de wolfram încălzit la o temperatură de 1400–2000 °C; Aminoclorura de titan se descompune pentru a forma produsul intermediar TiNCl, care, atunci când este încălzit la 1000 °C, duce la formarea de nitrură de titan fără clor ; Procesul se bazează pe reacția: Odată cu creșterea temperaturii procesului de reducere de la 1000 °C la 1700 °C, randamentul de nitrură de titan crește, dar se observă apariția carburii de titan în produsele de reacție . Această metodă este foarte potrivită pentru obținerea de nitrură de titan pur comercial în cantități mari, utilizată la fabricarea materialelor refractare ; TiCl 4 sau pulbere de titan poate fi folosit ca produs de pornire pentru producerea nitrurii de titan , care este alimentată în jetul de plasmă generat de o pistoletă cu plasmă cu microunde . Gazul plasmatic este azot. Pulberile obţinute prin această metodă pot avea dimensiuni de la 10 nm la 100 nm [4] ; Esența metodei constă în reacția chimică a titanului cu azotul, care are loc odată cu eliberarea de căldură. Procesul se desfășoară într-un reactor etanș, în care procesul de ardere spontană este inițiat prin încălzirea unui recipient umplut cu azot și pulbere de titan [5] .

Proprietăți chimice

Nitrura de titan este rezistentă la oxidarea în aer până la 700-800 ° C, la aceleași temperaturi se arde într-un curent de oxigen :

.

Când este încălzită la 1200 °C într-un mediu cu hidrogen sau într-un amestec de azot și hidrogen, nitrura de titan este inertă.

Nitrura de titan stoichiometrică prezintă rezistență la CO , dar reacționează lent cu CO2 conform reacției :

.

Reacţionează la rece cu fluor :

.

Clorul nu interacționează cu nitrura de titan până la 270 ° C, dar reacționează cu aceasta la temperaturi peste 300-400 ° C:

.

La o temperatură de 1300 °C , clorura de hidrogen reacționează cu hidrogenul pentru a forma cloruri gazoase de titan și azot.

Reacționează cu cianura pentru a forma carbonitrură de titan [3] :

.

La temperatura camerei, în ceea ce privește acizii sulfurici , clorhidric , fosforic , percloric , precum și amestecuri de acizi perchric și clorhidric, oxalici și sulfurici, nitrura de titan este un compus stabil. Acizii clocotiți (clorhidric, sulfuric și percloric) interacționează slab cu . În frig, nu este foarte rezistent la soluțiile de hidroxid de sodiu . Reacționează cu acid azotic , iar în prezența agenților de oxidare puternici se dizolvă cu acid hidrofluoric .

Nitrura de titan este rezistentă la topi de staniu , bismut , plumb , cadmiu și zinc . La temperaturi ridicate, este distrus de oxizi de fier ( Fe 2 O 3 ), Mangan ( MNO ), siliciu ( SIO 2 ) și sticlă [1] .

Aplicație

Este utilizat ca material rezistent la căldură, în special, creuzetele sunt fabricate din acesta pentru topirea metalelor într-o atmosferă fără oxigen.

În metalurgie, acest compus are loc sub formă de incluziuni nemetalice relativ mari (unități și zeci de microni) în oțelul aliat cu titan. Astfel de incluziuni pe secțiuni subțiri, de regulă, au forma pătratelor și dreptunghiurilor; acestea sunt ușor identificate prin analiza metalografică. Astfel de particule mari de nitrură de titan formată din topire duc la o deteriorare a calității metalului turnat.

Nitrura de titan este utilizată pentru a crea acoperiri rezistente la uzură pentru unelte de tăiere a metalelor.

Este utilizat în microelectronică ca barieră de difuzie împreună cu placare de cupru etc.

Nitrura de titan este, de asemenea, folosită ca acoperire rezistentă la uzură și decorativă. Produsele acoperite cu acesta sunt similare cu aurul și pot avea nuanțe diferite, în funcție de raportul dintre metal și azot din compus. Acoperirea nitrurii de titan este realizată în camere speciale prin metoda de difuzie termică. La temperaturi ridicate, titanul și azotul reacționează aproape de suprafața produsului acoperit și difuzează în structura metalică în sine.

Conexiunea nu este utilizată pentru a acoperi contactele electrice.

Sputtering -ul de nitru de titan este utilizat pentru a acoperi coroanele dentare care imită poduri de aur și dentare [6] .

Vezi și

Note

  1. ↑ 1 2 3 Samsonov G. V. Nitrides. - Naukova Dumka, 1969. - S. 133-158. - 380 s.
  2. ↑ Samsonov G.V., Vinitsky I. M. Compuși refractari (carte de referință). - Metalurgie, 1976. - S. 560.
  3. ↑ 1 2 Luchinsky G.P. CHIMIA TITANIULUI . - Chimie, 1971. - S. 168-170. - 472 p.
  4. ↑ Krasnokutsky Yu. I., Vereshchak V. G. Obținerea de compuși refractari în plasmă. - Școala Vishcha, 1987. - S. 134-139. - 200 s.
  5. ↑ Stepanchuk A. N., Bilyk I. I., Boyko P. A. Tehnologia metalurgiei pulberii. - Liceu, 1985. - S. 169-170. - 415 p.
  6. ↑ Totul despre proteze dentare . Preluat 3 februarie 2022. Arhivat de la original la 23 ianuarie 2022.

Literatură

 Cei mai importanți compuși de titan