Titaniumnitrid | |
---|---|
Generel | |
Systematisk navn |
titaniummononitrid |
Traditionelle navne | titaniumnitrid |
Chem. formel | Tin |
Fysiske egenskaber | |
Stat | solid |
Molar masse | 61,874 g/ mol |
Massefylde | 5,44 g/cm³ |
Termiske egenskaber | |
Temperatur | |
• smeltning | 2930°C |
Mol. Varmekapacitet | 37,12 J/(mol K) |
Varmeledningsevne | 41,8 W/(m K) |
Entalpi | |
• uddannelse | -338,1 kJ/mol |
Klassifikation | |
Reg. CAS nummer | 25583-20-4 |
PubChem | 93091 |
Reg. EINECS nummer | 247-117-5 |
SMIL | N#[Ti] |
InChI | InChI=1S/N.TiNRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N |
ChemSpider | 84040 |
Data er baseret på standardbetingelser (25 °C, 100 kPa), medmindre andet er angivet. | |
Mediefiler på Wikimedia Commons |
Titaniumnitrid er en binær kemisk forbindelse af titanium med nitrogen .
Det er en interstitiel fase med et bredt homogenitetsområde, som spænder fra 14,8 til 22,6 % nitrogen (efter masse), hvilket kan betegnes med de empiriske formler fra henholdsvis Ti 10 N 6 til TiN [1] .
Titaniumnitrid er et gulbrunt materiale, og i kompakt tilstand får det en gylden farve.
Det har et kubisk fladecentreret gitter af NaCl -typen , rumgruppe Fm3m , med en periode a = 0,4235 nm.
Titaniumnitrid kan opnås på en af følgende måder [1] [3] .
Titaniumnitrid er modstandsdygtig over for oxidation i luft op til 700-800 ° C, ved de samme temperaturer brænder det ud i en strøm af ilt :
.Når det opvarmes til 1200 °C i et brintmiljø eller i en blanding af nitrogen og brint, er titaniumnitrid inert.
Støkiometrisk titaniumnitrid udviser modstand mod CO , men reagerer langsomt med CO 2 ifølge reaktionen:
.Reagerer i kulde med fluor :
.Klor interagerer ikke med titaniumnitrid op til 270 ° C, men reagerer med det ved temperaturer over 300-400 ° C:
.Ved en temperatur på 1300 °C reagerer hydrogenchlorid med brint og danner gasformige titanium- og nitrogenchlorider.
Reagerer med cyanid og danner titaniumcarbonitrid [3] :
.Ved stuetemperatur, med hensyn til svovlsyre , saltsyre , phosphorsyre , perchlorsyre , samt blandinger af perchlorsyre og saltsyre, oxalsyre og svovlsyre, er titaniumnitrid en stabil forbindelse. Kogende syrer (salt-, svovl- og perchlorsyre) interagerer svagt med . I kulden er den ikke særlig modstandsdygtig over for natriumhydroxidopløsninger . Det reagerer med salpetersyre , og i nærvær af stærke oxidationsmidler opløses det med flussyre .
Titaniumnitrid er modstandsdygtig over for tin- , vismut- , bly- , cadmium- og zinksmeltninger . Ved høje temperaturer ødelægges det af oxider af jern ( Fe 2 O 3 ), mangan ( MnO ), silicium ( SiO 2 ) og glas [1] .
Det bruges som et varmebestandigt materiale, især fremstilles digler af det til smeltning af metaller i en iltfri atmosfære.
I metallurgi forekommer denne forbindelse i form af relativt store (enheder og titusinder af mikron) ikke-metalliske indeslutninger i stål legeret med titanium. Sådanne indeslutninger på tynde sektioner har som regel form af firkanter og rektangler; de kan let identificeres ved metallografisk analyse. Sådanne store partikler af titaniumnitrid dannet fra smelten fører til en forringelse af kvaliteten af det støbte metal.
Titaniumnitrid bruges til at skabe slidbestandige belægninger til metalskærende værktøjer.
Det bruges i mikroelektronik som diffusionsbarriere sammen med kobberbelægning mv.
Titannitrid bruges også som en slidstærk og dekorativ belægning. Produkter belagt med det ligner guld i udseende og kan have forskellige nuancer, afhængigt af forholdet mellem metal og nitrogen i forbindelsen. Belægningen af titaniumnitrid udføres i specielle kamre ved den termiske diffusionsmetode. Ved høje temperaturer reagerer titanium og nitrogen nær overfladen af det belagte produkt og diffunderer ind i selve metalstrukturen.
Tilslutningen bruges ikke til at dække elektriske kontakter.
Titaniumnitrid sputtering bruges til at belægge tandkroner , der efterligner guld og tandbroer [6] .