制取氮化硅時(shí)，為什么不能接觸金屬的東西，特別是鐵？

【專家解說】：氮化硅氮化硅，子式為Si3N4,是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料。它是一種超硬物質(zhì)，本身具有潤(rùn)滑性，并且耐磨損，為原子晶體；高溫時(shí)抗氧化。而且它還能抵抗冷熱沖擊，在空氣中加熱到1 000 ℃以上，急劇冷卻再急劇加熱，也不會(huì)碎裂。正是由于氮化硅陶瓷具有如此優(yōu)異的特性，人們常常利用它來制造軸承、氣輪機(jī)葉片、機(jī)械密封環(huán)、永久性模具等機(jī)械構(gòu)件。如果用耐高溫而且不易傳熱的氮化硅陶瓷來制造發(fā)動(dòng)機(jī)部件的受熱面，不僅可以提高柴油機(jī)質(zhì)量，節(jié)省燃料，而且能夠提高熱效率。我國(guó)及美國(guó)、日本等國(guó)家都已研制出了這種柴油機(jī)。 目錄 特點(diǎn) 應(yīng)用 更多信息物理性質(zhì) 生產(chǎn)方法 其他應(yīng)用 結(jié)構(gòu) 編輯本段特點(diǎn) 除氫氟酸外，它不與其他無機(jī)酸反應(yīng)(反應(yīng)方程式：Si3N4+16HF═3SiF4↑+4NH4F），抗腐蝕能力強(qiáng)。 編輯本段應(yīng)用 【氮化硅的應(yīng)用】 氮化硅用做高級(jí)耐火材料，如與sic結(jié)合作SI3N4-SIC耐火材料用于高爐爐身等部位；如與BN結(jié)合作SI3N4-BN材料，用于水平連鑄分離環(huán)。SI3N4-BN系水平連鑄分離環(huán)是一種細(xì)結(jié)構(gòu)陶瓷材料，結(jié)構(gòu)均勻，具有高的機(jī)械強(qiáng)度。耐熱沖擊性好，又不會(huì)被鋼液濕潤(rùn)，符合連珠的工藝要求。見下表 性 能 AL2O3 ZrO2 熔融石英（SiO2） ZrO2 -MO金屬陶瓷 反應(yīng)結(jié)合 Si3N4 熱壓 Si3N4 熱壓 BN 反應(yīng)結(jié)合 SiN4-BN 抗熱震性 差 差 好 好 中 好 好 好 抗熱應(yīng)力 差 差 好 好 中 好 好 好 尺寸加工精度與易加工性能 差 差 好 差 好 差 好 好 耐磨性 好 好 中 好 好 好 好 好 耐侵蝕性 好 好 差 好 好 好 好 編輯本段更多信息 物理性質(zhì) 相對(duì)分子質(zhì)量140.28。灰色、白色或灰白色。六方晶系。晶體呈六面體。密度3.44。硬度9~9.5，努氏硬度約為2200，顯微硬度為32630MPa。熔點(diǎn)1900℃（加壓下）。通常在常壓下1900℃分解。比熱容為0.71J/(g·K)。生成熱為-751.57kJ/mol。熱導(dǎo)率為16.7W/(m·K)。線膨脹系數(shù)為2.75×10-6/℃(20~1000℃)。不溶于水。溶于氫氟酸。在空氣中開始氧化的溫度1300~1400℃。比體積電阻，20℃時(shí)為1.4×105 ·m,500℃時(shí)為4×108 ·m。彈性模量為28420~46060MPa。耐壓強(qiáng)度為490MPa（反應(yīng)燒結(jié)的）。1285攝式度時(shí)與二氮化二鈣反應(yīng)生成二氮硅化鈣，600度時(shí)使過渡金屬還原，放出氮氧化物。抗彎強(qiáng)度為147MPa?？捎晒璺墼诘?dú)庵屑訜峄螓u化硅與氨反應(yīng)而制得?？捎米鞲邷靥沾稍稀?生產(chǎn)方法 氮化硅陶瓷制品的生產(chǎn)方法有兩種，即反應(yīng)燒結(jié)法和熱壓燒結(jié)法。反應(yīng)燒結(jié)法是將硅粉或硅粉與氮化硅粉的混合料按一般陶瓷制品生產(chǎn)方法成型。然后在氮化爐內(nèi)，在1150~1200℃預(yù)氮化，獲得一定強(qiáng)度后，可在機(jī)床上進(jìn)行機(jī)械加工，接著在1350~1450℃進(jìn)一步氮化18~36h，直到全部變?yōu)榈铻橹?。這樣制得的產(chǎn)品尺寸精確，體積穩(wěn)定。熱壓燒結(jié)法則是將氮化硅粉與少量添加劑（如MgO、Al2O3、MgF2、AlF3或Fe2O3等），在19.6MPa以上的壓力和1600~1700℃條件下壓熱成型燒結(jié)。通常熱壓燒結(jié)法制得的產(chǎn)品比反應(yīng)燒結(jié)制得的產(chǎn)品密度高，性能好。附表1中列出了這兩種方法生產(chǎn)的氮化硅陶瓷的性能。 其他應(yīng)用 氮化硅陶瓷材料具有熱穩(wěn)定性高、抗氧化能力強(qiáng)以及產(chǎn)品尺寸精確度高等優(yōu)良性能。由于氮化硅是鍵強(qiáng)高的共價(jià)化合物，并在空氣中能形成氧化物保護(hù)膜，所以還具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，1200℃以下不被氧化，1200~1600℃生成保護(hù)膜可防止進(jìn)一步氧化，并且不被鋁、鉛、錫、銀、黃銅、鎳等很多種熔融金屬或合金所浸潤(rùn)或腐蝕，但能被鎂、鎳鉻合金、不銹鋼等熔液所腐蝕。 氮化硅陶瓷材料可用于高溫工程的部件，冶金工業(yè)等方面的高級(jí)耐火材料，化工工業(yè)中抗腐蝕部件和密封部件，機(jī)械加工工業(yè)的刀具和刃具等。 由于氮化硅與碳化硅、氧化鋁、二氧化釷、氮化硼等能形成很強(qiáng)的結(jié)合，所以可用作結(jié)合材料，以不同配比進(jìn)行改性。 此外，氮化硅還能應(yīng)用到薄膜太陽能電池中。用PECVD法鍍氮化硅膜后，不但能作為減反射膜可減小入射光的反射，而且，在氮化硅薄膜的沉積過程中，反應(yīng)產(chǎn)物氫原子進(jìn)入氮化硅薄膜以及硅片內(nèi)，起到了鈍化缺陷的作用。 結(jié)構(gòu) 正八面體的兩個(gè)頂是Si，四個(gè)N就是八面體的中間平面的4個(gè)點(diǎn)，然后以這四個(gè)N產(chǎn)生的平面的中心，就是最后第三個(gè)Si了。一定要確認(rèn)每個(gè)Si都連著四個(gè)N，每個(gè)N都連著3個(gè)硅，N-N之間沒有連接詞條圖冊(cè)更多圖冊(cè) 擴(kuò)展閱讀：