Transcript Procedee fizico-chimice in testarea si exploatarea

Prezentare curs
Chimie 2
Materiale ceramice
Materiale naturale sintetice anorganice si organice
.





Materiale naturale anorganice nemetalice sunt materialele ceramice
clasice, traditionale=,,materiale de generatia intai’’
, materiale compozite ,,materiale de generatia a doua ‘’.
Materialelor ,,de generatia a treia’’, =materiale avansate,
(materialele cu memoria formei , materiale inteligente, aliaje amorfe
,,Matriale de generatia patru’’ sunt materialele ceramice electrice
si magnetice speciale.
materialele pirolitice=sunt materiale anizotrope, pentru care
valoarea numerica a unei proprietati de ex. conductivitatea termica
si electrica, tensiunea superficiala, modul de elasticitate depind de
directia pe care se face masuratoarea (perpendicular sau de-a
lungul planurilor reticulare.).sunt utilizate pentru conditii speciale de
lucru –temperaturi in stare solida formeaza retele cristaline ionice. (
aplicatii in tehnica nucleara, aerospatiale, etc
Ceramice




-
-
-
Keramos=pamant ars
Sunt nemetale, au legaturi covalente si structura amorfa si cristalina
Sunt obtinute prin topire sau sinterizare la temperaturi ridicate
Sunt: - alcatuite din atomi usori (C, Si, Al, O)
Au puncte de topire ridicate (1580 refractare si peste 1750 inalt
refractare)
Duritate ridicata (clasa abrazive,
policristaline
cu rezistenta mica)
funcie
de
Modulul Young este mai mare dacat al metalelor, modulul specific
este foarte inalt, au densitate mica)
Dilatare termica mica (poate fi negativa)
Izolatori electrici la temperaturi normale si ridicate (creste cu adaos
de cationi)
Proprietati optice speciale (birefringenta)
Porozitate mare.
Substante monoatomice: C ,Si
 Siliciul , compusi de siliciu si produse pe baza lor





Siliciul elementul chimic dupa oxigen cel mai raspandit in natura.:se
gaseste in natura combinat cu oxigenul in dioxid si silicati.
cristalizeaza in sistemul cubic; fiecare atom de Si este inconjurat
tetraedric de alti 4 atomi de Si, la distanta interatomica de 2,34 Ǻ.
Si pentru metalurgie se obtine din cuart sau nisip cuartos, care se
amesteca cu cocs in cuptoare electrice cu electrozi de grafit, unde
are loc reactia de reducere la T ridicate conform reactiei:
SiO2 + 2C→ Si +2 CO.
Si de inalta puritate (impuritati sub 10-9atomi%) folosit in
electrotehnica si electronica ca semiconductor in circuite integrate,
la baterii solare,, se obtine din SiCl4 sau triclor-silan HSiCl3.,
compusi lichizi, cu puncte de fierbere scazute,care se purifica prin
distilare fractionata, se reduc cu hidrogen la trecerea prin tuburi
incalzite sau pe filament metalic conform reactiei:
SiCl4 +2H2 → Si + 4HCl
la 8000C
Bioxidul de siliciu denumit si silicea SiO2
este raspandit mult in natura in stare pura
cit si ca component al silicatilor si
aluminosilicatilor din roci mica, argile,
feldspati, dolomita.
 Bioxidul de siliciu exista in trei forme
cristaline polimorfe: cuart, tridimita si
cristobalitul, precum si in diferite forme
amorfe sau microcristaline.

Bioxidul de siliciu prezinta urmatoarele proprietati
fizice diferentiate
 Proprietate fizica SiO2
cristalin
T de topire(0C)
1550
Densitate (g/cm3)
2,65
Duritate Mhos
7
Constanta dielectrica
4,55
Rigiditate electrica (mV/cm) 6,7


amorf
1800
2,19
5,5
3,81
5,4
Cuartul este o substanta optic activa: levogir si dextrogir
Cuartul este piezoelectric, astfel ca o lama de cuart cu fete plane si
paralele taiate intr-un anumit mod atunci cind este supusa unui cimp
electric perpendicular pe fetele ei , se dilata sau se contracta in
aceasta directie
Materialele ceramice tehnice, avansate pe baza de Si
Sticlele si produsele din sticla.







Sticla = amestec SiO2 si silicatii metale sub forma de topitura racita
brusc dela T topire, fiind solide amorfe la T joasa si avind R mecanica
si duritate mare cu coeficient de dilatare mic. Prin incalzire se inmoaie,
ceea ce permite prelucrarea ei prin suflare, presare sau turnare.
densitati variabile intre 2,2 si 6,5 g/cm3 in functie de compozitia
rezistenta la compresiune si elasticitate buna si rezistenta la intindere si
incovoiere scazuta .
Sortimente : oxidice sunt: sticla de Na 6SiO2.CaO. Na2O (geamuri)
sticla de K, 6SiO2.CaO. K2O este mai rezistenta la variatii de T sticla de
K si Pb 6SiO2.PbO. K2O caracterizata de proprietati de refractie bune
si densitate mare.
Sticla A, obisnuita, (geamuri) rezista la acizi dar este sensibila la
actiunea apei, iar propr.dielectrice nu sunt favorabile.
Sticla C are o rezistenta chimica foarte buna in medii agresive. Sticle
de tip D cu compozitie 23% B2O3 si 73%SiO2. sticla se tip E cu
borosilicati 55.% SiO2, 18,7% Na2O, 14,8 %Al2O3, 7,3% B2O3, au
rezistenta termica mare si propritati electrice.(ct. dielectrica 3,85).
SticleleS si R sunt sticle pe baza de silicati de Al si Mg cu R mecanica
mare si stabilitate la umiditate.
Prin adaugarea unor oxizi metalici de Fe, Co, Cr, Cu care formeaza
silicati colorati se obtin sticle colorate.
Sticlele speciale







cu proprietati mecanice si chimice imbunatatite
se folosesc ca ;
izolatori de inalta tensiune sau pentru
telecomunicatii,
fibre pentru izolarea conductorilor metalic,
la fabricarea tesaturilor de sticla si a hartiei de
sticla,
ca dielectric pentru condensatoare,
la fabricarea lampilor pentru iluminat,
a tuburilor pentru descarcari in gaze, care se
foloseste in instalatii de laborator.
Fibrele de sticla






se obtin din sticla topita trecuta prin orificii foarte mici
(0,003-0,020 mm) si au lungimi foarte variabile; au
proprietati mecanice cu atit mai bune cu cit sunt mai
subtiri.
Au proprietati mecanice termoizolante si electroizolante
superioare sticlelor oxidice sau speciale.
sunt total nehigroscopice, neinflamabile, termostabile
(se utilizeaza pana la 400-5000C)
Sunt deosebit de rezistente chimic.
Se fabrica din sticle oxidice alcaline si nealcaline si se
livreaza sub forma de fire rasucite, snur, panza de sticla,
vata de sticla.
Fibrele de sticla au fost folosite pentru obtinerea
primelor materiale compozite ranforsate cu fibre.
Sisteme de oxizi ceramici si materiale
ceramice oxidice
Caracteristicile generale ale oxizilor ceramici
 Oxizii ceramici sunt oxizi cu structuri cristaline;
 au proprietati mecanice si electrice foarte bune;
 conductivitate electrica ridicata
 stabilitate fizico-chimica la temperaturi ridicate.
 Oxizii ceramici, se obtin din oxizi in stare amorfa, in
cuptoare electrice, la T mari, cind oxizii amorfi
sublimeaza si apoi trec prin racire controlata in structuri
cristaline cu proprietati deosebit de bune.
 Caracterul legaturii unui metal cu oxigenul variaza de la
legatura ionica la legatura covalenta in functie de natura
metalului.
Clasificare oxizi ceramici



structural oxizii ceramici sunt impartiti in oxizi ionici MgO,
Al2O3, Cr2O3 oxizi covalenti simpli TiO2, ZrO2, si oxizi cu
structura de macromolecula.
Oxizii ceramici sunt folositi in tehnologii la T ridicate in
diferite medii si este important de stiut conditiile de
stabilitate termodinmica:
caldura de formare ∆H , entropia de formare ∆S si
entalpia libera ∆G, T topire sau sublimare care arata
taria energiei de retea precum si densitatea care este
legata de factorul de impachetare =Va/Vcelula (Va
volumul atomilor din celula elementara; Vcelula =
volumul celulei elementare
Oxizi ceramici







(BeO) oxid cu retea covalenta, prezinta 2 forme cristaline cu punct
de transformare la 8000C ; folosit ca oxid de adaos
MgO. Obtinere Mg +1/2O2 MgO
Mg(OH)2 MgO + H2O
MgCO3 → MgO+CO2 si MgSO4 →MgO+SO3
Proprietati, utilizari : Calcinat la rosu-alb pulberea devine compacta.
Calcinata pana la inceput de topire (sinterizare) serveste la
fabricarea de caramizi refractare. Pulberea alba incalzita in cuptor
electric, sublimeaza si se separa in stare cristalina pura cu un inalt
grad de simetrie.
cristalizeaza in retea cubica de tipul NaCl, are temperatura de topire
26420C si densitatea d=3,58g/cm2.
este izolator la temperatura obisnuita, iar la temperaturi mai mari
de10000C conductivitatea electrica creste foarte mult.
cristalizat nu reactioneaza cu apa si cu acizii.
MgO este utilizat la fabricarea caramizilor refractare necesare
pentru a captusi anumite cuptoare in industria metalurgica.
Oxidul de aluminiu Al2O3 (alumina) si alumina
sintetica.







exista in doua forme cristaline α si γ, prima fiind cea mai
stabila. Corindonul sau α Al2O3 se gaseste in natura sub
forma de cristale hexagonale, incolore sau galbui
datorita prezentei unor impuritati de oxizi.
Safirul =corindon albastru , cu un continut mic Ti;
rubinul este corindon rosu datorita cantitatii mici de Cr.
Alumina sintetica (electrocorindonul) este inerta chimic,
nu se dizolva in apa sau acizi minerali.
Are un coeficient de dilatare mic,
rezistenta la uzura, proprietati mecanice foarte bune.
Este transparenta, cu indice de refractie n=1,789 si
constanta dielectrica mica de 7,5.
Materiale de taiere albe






se caracterizeaza prin faptul ca pot fi utilizate in
procesele de taiere ce folosesc ca lichid de racire apa.
alumina topita alba 98,5-99,5% Al2O3,
alumina tehnica care contine 94-96% Al2O3 restul oxizi
de Ti, Zr, Si si putin oxizi Fe,Ca si Mg
alumina folosita pentru prelucrarea otelurilor inoxidabile
96% Al2O3 , 2%SiO2, 2%TiO2.
Materialele abrazive pe baza de alumina se folosesc sub
forma de granule sau pulbere inglobata intr-un material
de legare.
Fibrele sunt folosite ca material de ranforsare in
materiale compozite
Carbonul si formele sale alotropice


Diamantul-retea cubica, unghiul de valenta este de 109°28’ (structura
compacta, foarte dur) fiecare atom de carbon este legat de alti patru
atomi de carbon dispusi tetraedric si astfel intregul cristal poate fi
asemanat cu o macromolecula de atomi identici, de carbon.  scule
diamantate (hibridizare sp3)
Transparenta totala a diamantului fata de lumina vizibila si ultravioleta
se explica prin faptul ca aceste radiatii nu pot excita electronii legaturii
C-C din retea.

Structura diamantului este foarte compacta, factorul de impachetare
este egal cu unitatea si prezinta o simetrie inalta. Rezultatul este ca
temperatura de vaporizare a diamantului este foarte mare 40000C,
Diamantul sintetic


nevoia de scule diamantate a impus realizarea procedeelor de
obtinere pe cale sintetica a diamantelor.
Sinteza diamantului se realizeaza prin diferite procedee toate avand
la baza presarea grafitului pur 99,8% la presiuni foarte mari de 120
kbari siT pana la 30000C in atmosfera controlata.

Granulele sintetice de diamant, in general nu depasesc 0,25 mm, au
o culoare de la verde deschis la cenusiu inchis si sunt mult mai
casante decit cele naturale, iar suprafata lor este mult mai rugoasa,
ceea ce favorizeaza fixarea in liant in cazul sculelor de diamant
inglobat cum ar fi discuri, creioane de rectificat etc.

fragilitatea mai mare a diamantului sintetic mareste putera abraziva
a discurilor de rectificat prin inlocuirea muchiilor uzate cu altele noi
obtinute prin sfaramarea granulelor sub actiunea fortelor ce iau
nastere in procesul de aschiere proces numit autoascutirea sculelor
abrazive.
Grafitul





-retea hexagonala, unghiul de valenta este de 120°(hibridizare sp2),
are un orbital liber, legaturi puternice in plan, legaturi slabe intre
plane; este foarte moale  aplicatii: electrod inert, semiconductor,
se topeste la temp foarte mari.
proprietatile grafitului sunt consecinta acestei structuri si a celor
doua tipuri de legaturi chimice: covalenta si van der Waals.
Mobilitatea electronilor din planurile reticulare, datorata legaturilor
delocalizate, explica conductivitatea sa electrica si termica in
aceasta directie orizontala (in directia orizontala a planurilor
reticulare conductibilitatea electrica a grafitului este de o mie de ori
mai mare decit in directia perpendiculara, iar cea termica este
aproape egala cu cea a cuprului).
Grafitul prezinta si o anizotropie mecanica, datorita proprietatii lui
de a cliva usor, dupa o directie paralela cu aceea a planurilor
reticulare, in timp ce in directia perpendiculara pe aceste planuri
manifesta o rezistenta comparabila cu a diamantului.
Grafitul are un factor de impachetare mic de 0.36 si o duritate mica.
Carbon pirolitic

- structura turbostatica, columnara si lamelara; se obtine prin
piroliza hidrocarburilor; este bine tolerat de catre organism
(biomaterial).

Grafitul pirolitic se obtine din grafit natural la temperaturi si presiuni
mari, cand are loc o reorientare a cristalelor cu straturi preferential
orientate in coformitate cu proprietatile mecanice dorite. Exista
carbon pirolitic laminar cu coeficient de elasticitate ridicat, tenacitate
inalta si deformare la fracturare redusa si carbon pirolitic izotrop cu o
mare rezistenta mecanica si o deformare la fracturare ridicata find
cel mai util in aplicatii tehnologice.

Grafitul se foloseste ca material pentru electrozi si material refractar
pentru matrite in metalurgie. In ultimii ani este folosit ca materie
prima pentru obtinerea fibrelor de grafit.
Whiskere, fibre de grafit si carbon





sunt forme ale grafitului respectiv carbonului sintetic pirolitic de inalta
puritate cu o structura ce se desfasoara in mod continuu in directia
lungimii sale posedand proprietati mecanice superioare. Tehnologia de
obtinere a fibrelor de carbon consta in vaporizare in arc electric a
carbonului la 36000C si o presiune de 90 at. in atmosfera de argon .
Whiskere din grafit se obtin din macromolecule organice celuloza,
acrilonitrili, acrili, De ex. prin piroliza celulozei are loc reactia:
( C6H10O5)n→ 6nC +5n H2O
In urma aplicarii simultane a unor tratamente termice si mecanice se
ajunge la realizarea unor fibre, benzi sau paturi cu cristale orientate
preferential.
Prin conditii de lucru diferite se obtin fibre cristaline de grafit (de maximum
15%) si fibre sticloase de carbon cu grad de cristalinitate zero. Whiskerele
si fibrele de grafit policristalin se remarca prin proprietati fizico-mecanice
deosebite.
Proprietati


Fibrele de grafit au o structura diferita de cea a grafitului.
In fibrele de carbon planurile paralele si succesive sunt
putin deplasate, distanta sintre straturile suprapuse este
mai mare de 3,4Å, iar orientarea straturilor este paralela
cu axa fibrei intr-o masura mai mica sau mai mare. Cu
cit gradul de orientare a planurilor hexagonale va fi mai
mare cu atit performantele mecanice vor fi mai bune.
Datorita rezistentei la tractiune, a stabilitatii lor termice,
a rezistentei la socuri termice si la abraziune, fibrele de
carbon si grafit sunt utilizate in materiale compozite ce
au matricea din material plastic. Compozitele armate cu
fibre whisker de carbon si grafit sunt utilizate in mod
deosebit, in constructii de elemente de ajutaje de reactie
ale motoarelor turboreactoare si rachetelor cu propergoli
solizi. In aceste conducte materialele compozite suporta
temperaturi de 30000C, fara a-si pierde proprietatile
fizico-mecanice initiale.
Carburi





Carburi refractare (metalice si covalente)-materialele
neoxidice folosite ca materiale dure si extradure utilizate
pentru scule de taiere si aschiere , utilaje, aparate si
instrumente de masura si control.
Tinand seama de natura legaturii chimice precum si de
proprietatile fizico-chimice ale acestora carburile pot fi:
Ionice sunt carburile elementelor din grupa I, II, si
lantanide,
Carburi interstitiale, de mare interes pentru sistemele
tehnologice, sunt carburi metalice conductoare ex.: Ti,
Zr, Hf (grupa 4), V, Nb, Ta (grupa5b), Cr, Mo,W,(grupa6)
Carburi covalente sunt carburi de beriliu (BeC2), de bor
(B4C), de siliciu ( SiC.)
Carburi metalice










In carburile metalice atomii de carbon difuzeaza in golurile retelei
metalice, care ramane neschimbata, dar cu distante interatomice
usor marite. Acest lucru determina nestoicheometria lor. Carburile
metalice apartin tipurilor de carburi cu formula MC unde M este Ti,
Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo,W.
Principalele matode de obtinere a carburilor metalice sunt :
Sinteza directa din elemente la temperaturi ridicate 1600-20000C in
atmosfera inerta
M+C→MC unde M este Ti, Zr,V,Cr, Mo, W
Carburarea metalului in prezenta CO sau a unei hidrocarburi
potrivite
2CO ↔ CO2 +C sau CH4↔C +2H2
Reducerea oxizilor metalici cu carbune , la temperaturi inalte
MO + 2C → MC + CO unde M este Ti, Zr, Hf, V, Nb,Cr
Disociera termica a halogenurilor metalice in atmosfera de CO si H2
MCl4 +CO + 3H2 → MC +H2O + 4HCl



La temperatura obisnuita carburile metalice sunt stabile
fata de oxigen, insa odata cu cresterea temperaturii
atacul chimic se intensifica, ducand la transformarea
treptata a carburilor metalice in oxid metalic solid si oxid
de carbon in stare de gaz.
Temperaturile de oxidare intensa a carburilor refractare
sunt situate sub temperaturile de topire in jur de 650oC,
iar performantele lor ca materiale dure si rezistente la
temperaturi ridicate se pot valorifica numai sub vid sau in
atmosfera protectoare. Calitatile protectoare ale
pelicolelor de oxizi formate prin oxidare depind de Tde
topire a oxidului, de aderenta si compactitatea oxizilor,
de capacitatea lor de a permite difuzia de oxigen.
Stabilitatea chimica imparte carburile metalice in carburi
care nu se descompun in prezenta apei si carburi care
se descompun in reactia cu apa. Stabilitate chimica a
carburilor de V, Nb, Ta este mai mare decit cea a celor
de Ti, Zr, Hf, Cr, Mo,W datorita lipsei de electroni
delocalizati.
Proprietatile carburilor metalice






Densitate mare ,care ajunge pana la 15 g/cm3;
Duritatea scade cu cresterea temperaturii (la
temperatura mediului ambiant ajunge la duritate 9 in
scala Mhos.)
Modulul de elesticitate la carburile metalice este de 33,5 ori mai mic in raport cu al otelurilor (5,105- 5,3105
N/mm2 ).
Carburile metalice se comporta foarte bine la rezistenta
la tractiune, compresiune, incovoiere, forfecare, vibratii,
etc.
Rezistenta buna la soc termic. Dilatarea termica a
carburilor metalice este de 2-2,2 ori mai mica decit al
otelurilor.
Rezistenta scazuta la oxidare in aer la temperaturi
ridicate.
Exemple de carburi metalice



Carbura de titan TiC este formata din doua faze: o
solutie solida interstitiala TiC hexagonala formata din αTi
cu carbon si o faza cubica de tipul NaCl cu un domeniu
larg de omogenitate.
Este de culoare cenusie-neagra, are luciu metalic, este
foarte dura (9,5 pe scala Mohs). Are temperatura de
topire 31370C. Este stabila chimic in aer pana la
temperaturea de 8000C. Carbura de titan este rezistenta
la actiunea acizilor si bazelor, este atacata de apa regala
si acid florhidric. TiC are si proprietati refractare.
TiC este folosita la obtinerea unor materiale de
sinterizare. Din sinterizarea carburii de titan cu metale Ni
sau Mo sau cu carbura de wolfram se obtin materiale
supra dure pentru scule de taiere a metalelor .




Carbura de wolfram WC se prezinta sub forma de doua
combinatii: W2C (3,16%C) care se topeste la 27300C si
WC (6,12%C) care incepe sa se topeasca sub 26000C
separind grafit si o faza lichida bogata in wolfram. Alaturi
de metodele generale de obtinere a carburilor metalice,
carbura de wolfram, WC, se obtine prin piroliza
carbonilului de wolfram W(CO)6
WC se prezinta sub forma de pulbere cristalina cenusie
albastra, cristalizeaza in sistem hexagonal. Are
temperatura de topire 26000C. Este rezistenta la
actiunea acizilor.
Reactioneaza la cald cu diversi oxizi metalici formind
carburi ternare sau formeaza solutii solide cu TiC.
Reactioneaza cu oxigenul din aer la 6000C formand
oxizi. WC formeaza solutii solide cu TiC, siTaC.
WC este constituentul principal al aliajelor dure
refractare folosite in prelucrarea prin aschiere a
metalelor neferoase
Carburi covalente (nemetalice)








Carbura de siliciu sau carborundul CSi si carbura de bor
B4C. Aceste carburi au structura diamantului, sunt
materiale refractare, izolatori electrici, au duritati foarte
mari si o mare stabilitate chimica. Carbura de siliciu
(carborund) Csi se poate prepara la temperaturi ridicate
direct din elemente :
Si +C→SiC
Se obtine prin incalzirea unui amestec de cuart (SiO2) si
cocs (C) in cuptorul electric cu electrozi de carbune la
20000C conform reactiei globale de reducere:
SiO2+3C→SiC+2CO
ce are loc in mai multe etape :
SiO2+C →SiO+CO
SiO+C → Si+CO
Si+C→ SiC
Carbura de bor B4C








Se obtine prin reducerea oxidului de bor B2O3 cu carbune in cuptor
electric:
2B2O3+7C→B4C+6CO
sau din acid boric la temperaturi inalte tot printr-o reactie de reducere
cu carbonul
4H3BO3+7C→ B4C+6CO+6H20.
Carbura de bor are o structura in care atomii de carbon se gasesc in
catene lineare de cite trei atomi, iar atomii de bor sunt dispusi in
virfurile unui icosaedru B12 ( icosaedru este un poliedru regulat cu 20
fete triungiulare si cu 12 colturi). Aceste unitati structurale C3 si B12
sunt asezate intr-o retea asemanatoare de NaCl. Toate legaturile
chimice intre C-C, C-B, B-B sunt legaturi covalente.
Substanta cu temperatura de topire ridicata de 23500C si o mare
stabilitate chimica folosita ca si component principal al materialelor
abrazive ( virfuri active ale sculelor de taiere sau ca parti rezistente la
uzura masinilor.)
Piesele de B4C se obtine prin presarea pulberii fine de B4C in matrite
de grafit si sinterizarea piesei la 22000C.
Monocristalele de carbura de bor sub forma de fibre (whiskers) sunt
folosite in materiale compozite.
Nitruri refractare




nitruri metalice;
Nitruri nemetalice;
Datorita umplerii diferite a golurilor din reteaua
metalica cu azot, se formeaza mai multe tipuri
de nitruri interstitiale avind raportul razelor
atomice rN/rM cuprins intre 0,41 si 0,59 .
Nitrurile metalice au o structura obtinuta din
insertia atomilor de azot in reteaua cubica sau
hexagonala a metalelor Ti, Zr, Hf, V, Nb, Cr.
Nitrurile au entalpii de formare ridicate cu mult
superioare celor ale carburilor corespunzatoare.
Stabilitatea termodinamica a acestor nitruri este
maxima la compozitie stoichiometrica si scade
odata cu micsorarea continutului de azot.
Metode de obtinere a nitrurilor
metalice





Din span metalic la 12000C in atmosfera de azot
obtinuta din disocierea termica a amoniacului
2NH3↔ N2+3H2 si M+1/2N→MN unde M
este Ti, Zr, V
Reducerea oxizilor metalici cu carbune in
atmosfera de azot atomic extrem de activ chimic
conform reactiei:
MO+C+1/2N2→MN+CO
Disocierea vaporilor de MCl4 pe filament de
wolfram incandescent in atmosfera de azot si
hidrogen conform reactiei de mai jos:
MCl4+N+2H2 → MN+4HCl
Nitruri covalente




combinatii ale azotului cu metaloizi. Din punct de vedere
tehnologic cele mai importante nitruri sunt citeva varietati
de nitrura cubica de bor NCB ce se deosebesc prin
structura si dimensiunile cristalelor si nitrura de siliciu
Si3N4.
Nitrura de bor prezinta doua forme alotrope: una
hexagonala si una cubica.
Nitrura de bor hexagonala prezinta o retea cristalina
asemanatoare cu grafitul.
Nitrura de bor hexagonala se topeste la 30000C dar
sublimeaza sub aceasta temperatura. Duritatea este
mica si clivajul bun, la fel ca la grafit. Electronii mobili
sunt mai putin delocalizati ca la grafit.
Nitrura cubica de bor NCB .
 Nitrura cubica de bor se mai
numeste,,diamant alb”si este un produs
sintetic ce are proprietati superioare
diamantului. Analogia structurala dintre
reteaua cristalina a grafitului si cea a
nitrurii de bor hexavalente a condus la
ideea unei posibile transformari a nitrurii
de bor hexagonale in nitrura de bor cu
retea cristalina cubica.

Nitrura de siliciu Si3N4






Se obtine direct din elemente, prin incalzire la 130014200C a siliciului in azot.conform reactiei:
3Si +2N2→ Si3N4
sau prin reactia de reducere a cuartului (SiO2) cu
carbune in atmosfera de azot la temperaturi inalte:
3 SiO2+6C+2N2→ Si3N4+6CO
Este o pulbere alb-cenusie microcristalina cu structura
microcristalina, hexagonala, cu atomi legati prin
covalente. Are densitatea 3,44g/cm3, T topire de 28000C
si nu se disociaza termic nici la 3130 0C .
Nu conduce curentul electric. Nu este atacata de apa
pina la 8000C nici de acizi sau baze. Este rezistenta la
actiunea oxigenului din aer si la clor gazos.
Este un material nou folosit sub forma de strat subtire
in tehnica electronica si sub forma de monocristale
aciculare de tip whiskers in materiale compozite.