Piinoksynitridi - Silicon oxynitride
|
|
| Nimet | |
|---|---|
| Muut nimet
Piinitridioksidi, dinitrididisilikonioksidi
|
|
| Tunnisteet | |
| ECHA: n tietokortti |
100.031.617 
|
| EY-numero | |
| Ominaisuudet | |
| N 2 O- Si 2 | |
| Moolimassa | 100,183 g · mol -1 |
| Ulkomuoto | Värittömiä kiteitä |
| Tiheys | 2,81 g · cm −3 |
| Rakenne | |
| Ortorombinen | |
| Cmc2 1 nro 36, Pearsonin symboli oS20 | |
a = 0,48553 nm, b = 0,52194 nm, c = 0,52194 nm, Z = 4
|
|
|
Ellei toisin mainita, tiedot annetaan materiaaleista niiden normaalitilassa (lämpötilassa 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
|
| Infobox-viitteet | |
Piinoksynitridi on keraaminen materiaali, jonka kemiallinen kaava on SiO x N y . Vaikka amorfiset muodot sen koostumus voi jatkuvasti vaihdella välillä SiO 2 ( piidioksidi ) ja Si 3 N- 4 ( piinitridi ), ainoa tunnettu välituote kiteinen faasi on Si 2 N 2 O. Se löytyy luonnossa harvinainen mineraali sinoite joissakin meteoriitit ja ne voidaan syntetisoida laboratoriossa.
Ominaisuudet
Kiderakenteen piioksinitridiä on rakennettu SiN 3 O tetrahedra yhdistetty happiatomien kautta pitkin c -akselilla ja läpi typpiatomia kohtisuorassa. Tämän rakenteen voimakas kovalenttinen sitoutuminen johtaa korkeaan taivutuslujuuteen ja lämmön- ja hapettumisenkestoon noin 1600 ° C: n lämpötilaan saakka.
Synteesi
Monikiteistä piioksynitridikeraamiota valmistetaan pääasiassa nitratoimalla Si: n ja piidioksidin seosta piin sulamispisteen (1414 ° C) yläpuolella olevassa lämpötilassa alueella 1420–1500 ° C:
- 3 Si + SiO 2 + 2 N 2 → 2 Si 2 N 2 O-
Eri stökiometrisiä piioksynitridimateriaaleja voi myös syntyä prekeraamisten polymeerien pyrolyysituotteina, nimittäin polysilaanit ja polyetoksisileskviasaanit. Näin saatuihin SiON-materiaaleihin viitataan polymeerijohdannaisena keramiikkana tai PDC: nä. Käyttämällä prekeraamisia polymeerejä voidaan tiheä tai huokoinen Si- oksynitridikeraamiikka monimutkaisissa muodoissa saada aikaan muovausmenetelmillä, joita tyypillisemmin käytetään polymeereille.
Sovellukset
Ohut piioksynitridikalvoja voidaan kasvattaa piillä käyttämällä erilaisia plasmapinnoitustekniikoita ja käyttää mikroelektroniikassa dielektrisenä kerroksena piidioksidin ja piitritridin vaihtoehtona matalien vuotovirtausten ja korkean lämpöstabiilisuuden eduina. Nämä kalvot on amorfinen rakenne ja näin ollen niiden kemiallinen koostumus voi suuresti poiketa Si 2 N 2 O Muuttamalla typpi / happi-suhde näitä elokuvia, niiden taitekerroin voidaan jatkuvasti virittää välillä arvo ~ 1,45 varten piidioksidia ja ~ 2,0 piinitridille. Tämä ominaisuus on hyödyllinen gradientti-indeksioptiikkakomponenteille , kuten graded-index-kuiduille .
Piioksynitridejä voidaan seostaa metalliatomeilla. Yleisin esimerkki on sialon , kvaternaarisen SiAlON-yhdisteen perhe. Fosforina käytetään kvaternaarisia piioksynitridejä, jotka sisältävät lantanidielementin , kuten La, Eu ja / ja Ce .