物理性质
性状:灰色无定形粉末或晶体。
密度(g/mL,25℃):3.18
熔点(oC):1900
作用与用途
由于它具有金刚石型三维晶格结构,所以具有高温热稳定性、抗热震性、化学稳定性和良好的电绝缘性及质硬性。易溶于氢氟酸,不溶于冷、热水及稀酸,对于浓硫酸和浓氢氧化钠溶液作用也极缓慢。氮化硅有α、β两种晶型。α-Si3N4为颗粒结晶,β-Si3N4为针状结晶体,两者均属六方晶系,相对密度3.18,莫氏硬度9,热膨胀系数小、化学稳定性好,并具有优良的抗氧化性。在1900℃分解为氮和硅。氮化硅的强度很高且耐高温,即使1200℃的高温,其强度也不会改变,受热后不会熔成融体,一直到1900℃才会分解,耐化学腐蚀性能,能耐几乎所有的无机酸以及多种有机酸的腐蚀;氮化硅坚硬、热膨胀系数小,热震稳定性极好,绝缘性好,化学性质稳定,机械强度很高。难氧化,可做成熔融Al,Pb,Mg,Sn的坩埚。
性质与稳定性
1.氮化硅粉末作为工程陶瓷材料,在工业上有广泛用途。主要用于超高温燃气透平,飞机引擎,透平叶片,热交换器,电炉等。也可作耐热涂层,用于火箭和原子能反应堆。
2.用于绝缘材料、机械耐磨材料、热机材料、切削工具、高级耐火材料及抗腐蚀、耐磨损密封部件等。氮化硅陶瓷可做燃气轮机的燃烧室、机械密封环、输送铝液的电磁泵的管道及阀门、永久性模具、钢水分离环等。氮化硅摩擦系数小,用于高温轴承,其工作温度可达1200℃,比普通合金轴承的工作温度提高2.5倍,而工作速度是普通轴承的10倍。利用氮化硅陶瓷很好的电绝缘性和耐急冷急热性可以用来做电热塞,用它进行汽车点火可使发动机起动时间大大缩短,并能在寒冷天气迅速起动汽车。氮化硅陶瓷还有良好的透微波性能、介电性以及高温强度,作为导弹和飞机的雷达天线罩。
3.用作精细陶瓷烧结原料,耐腐蚀、耐磨、研磨原材料。
合成方法
1.主要有硅粉直接氮化法、二氧化硅还原法和氯化硅法。在大规模工业生产中,二氧化硅还原法更为人们所重视。
贮存方法
常温密闭,阴凉通风干燥处。
毒理学数据
主要的刺激性影响:
在皮肤上面:可能引起发炎;
在眼睛上面:可能引起发炎;
致敏作用:没有已知的敏化现象。
生态学数据
通常对水是不危害的,若无政府许可,勿将材料排入周围环境。
计算化学数据
1、 氢键供体数量:0
2、 氢键受体数量:4
3、 可旋转化学键数量:0
4、 拓扑分子极性表面积(TPSA):17
5、 重原子数量:7
6、 表面电荷:0
7、 复杂度:154
8、 同位素原子数量:0
9、 确定原子立构中心数量: 0
10、 不确定原子立构中心数量:0
11、 确定化学键立构中心数量:0
12、 不确定化学键立构中心数量:0
13、 共价键单元数量:1
安全信息
危险品标志: 刺激
安全标识:S22 S24/25
危险标识:R37