氮化鋁，共價鍵化合物，是原子晶體，屬類金剛石氮化物、六方晶系，纖鋅礦型的晶體結構，無毒，呈白色或灰白色。
基本介紹
- 中文名：氮化鋁
- 外文名：Aluminum nitride
- 沸點：2249
- 屬於：原子晶體
- 顏色：白色或灰白色
- 用途：良好的耐熱衝擊材料
編號系統,簡介,性質,毒理學數據,生態學數據,計算化學數據,貯存方法,歷史,特性,套用,
編號系統
CAS號：24304-00-5
MDL號：MFCD00003429
EINECS號：246-140-8
RTECS號：暫無
BRN號：暫無
PubChem號：24854500
簡介
氮化鋁，共價鍵化合物，是原子晶體，屬類金剛石氮化物、六方晶系，纖鋅礦型的晶體結構，無毒，呈白色或灰白色。
性質
AlN最高可穩定到2200℃。室溫強度高，且強度隨溫度的升高下降較慢。導熱性好，熱膨脹係數小，是良好的耐熱衝擊材料。抗熔融金屬侵蝕的能力強，是熔鑄純鐵、鋁或鋁合金理想的坩堝材料。氮化鋁還是電絕緣體，介電性能良好，用作電器元件也很有希望。砷化鎵表面的氮化鋁塗層，能保護它在退火時免受離子的注入。氮化鋁還是由六方氮化硼轉變為立方氮化硼的催化劑。室溫下與水緩慢反應.可由鋁粉在氨或氮氣氛中800~1000℃合成，產物為白色到灰藍色粉末。或由Al2O3-C-N2體系在1600~1750℃反應合成，產物為灰白色粉末。或氯化鋁與氨經氣相反應製得.塗層可由AlCl3-NH3體系通過氣相沉積法合成。
氮化鋁晶胞
氮化鋁晶胞AlN+3H2O==催化劑===Al（OH）3↓+NH3↑
毒理學數據
在皮膚上：造成腐蝕性影響。刺激皮膚和黏膜。
在眼睛上：強烈的腐蝕性影響。刺激的作用。
生態學數據
對水是稍微危害的，若無政府許可，勿將材料排入周圍環境。
計算化學數據
1.疏水參數計算參考值（XlogP）:無
2.氫鍵供體數量:0
3.氫鍵受體數量:1
4.可旋轉化學鍵數量:0
5.互變異構體數量:無
6.拓撲分子極性表面積23.8
7.重原子數量:2
8.表面電荷:0
9.複雜度:10
10.同位素原子數量:0
11.確定原子立構中心數量:0
12.不確定原子立構中心數量:0
13.確定化學鍵立構中心數量:0
14.不確定化學鍵立構中心數量:0
15.共價鍵單元數量:1
貯存方法
乾性的保護氣體下處置，保持貯藏器密封。
放入緊密的貯藏器內，儲存在陰涼，乾燥的地方。
歷史
氮化鋁於1877年首次合成。至1980年代，因氮化鋁是一種陶瓷絕緣體(聚晶體物料為 70-210 W‧m−1‧K−1，而單晶體更可高達 275 W‧m−1‧K−1 )，使氮化鋁有較高的傳熱能力，至使氮化鋁被大量套用於微電子學。與氧化鈹不同的是氮化鋁無毒。氮化鋁用金屬處理，能取代礬土及氧化鈹用於大量電子儀器。氮化鋁可通過氧化鋁和碳的還原作用或直接氮化金屬鋁來製備。氮化鋁是一種以共價鍵相連的物質，它有六角晶體結構，與硫化鋅、纖維鋅礦同形。此結構的空間組為P63mc。要以熱壓及焊接式才可製造出工業級的物料。物質在惰性的高溫環境中非常穩定。在空氣中，溫度高於700℃時，物質表面會發生氧化作用。在室溫下，物質表面仍能探測到5-10納米厚的氧化物薄膜。直至1370℃，氧化物薄膜仍可保護物質。但當溫度高於1370℃時，便會發生大量氧化作用。直至980℃，氮化鋁在氫氣及二氧化碳中仍相當穩定。礦物酸通過侵襲粒狀物質的界限使它慢慢溶解，而強鹼則通過侵襲粒狀氮化鋁使它溶解。物質在水中會慢慢水解。氮化鋁可以抵抗大部分融解的鹽的侵襲，包括氯化物及冰晶石〔即六氟鋁酸鈉〕。
氮化鋁
氮化鋁特性
(1)熱導率高(約320W/m·K)，接近BeO和SiC，是Al2O3的5倍以上；
(2)熱膨脹係數(4.5×10-6℃)與Si(3.5~4×10-6℃)和GaAs(6×10-6℃)匹配；
(4)機械性能好，抗折強度高於Al2O3和BeO陶瓷，可以常壓燒結；
(5)純度高；
(6)光傳輸特性好；
(7)無毒；
(8)可採用流延工藝製作。是一種很有前途的高功率積體電路基片和包裝材料。
套用
有報告指現今大部分研究都在開發一種以半導體（氮化鎵或合金鋁氮化鎵）為基礎且運行於紫外線的發光二極體，而光的波長為250納米。在2006年5月有報告指一個無效率的二極體可發出波長為210納米的光波[1]。以真空紫外線反射率量出單一的氮化鋁晶體上有6.2eV的能隙。理論上，能隙允許一些波長為大約200納米的波通過。但在商業上實行時，需克服不少困難。氮化鋁套用於光電工程，包括在光學儲存介面及電子基質作誘電層，在高的導熱性下作晶片載體，以及作軍事用途。
利用氮化鋁陶瓷具有較高的室溫和高溫強度，膨脹係數小，導熱性好的特性，可以用作高溫結構件熱交換器材料等。
利用氮化鋁陶瓷能耐鐵、鋁等金屬和合金的溶蝕性能，可用作Al、Cu、Ag、Pb等金屬熔煉的坩堝和澆鑄模具材料。
