Tlenek azotku krzemu
|
|
| Nazwy | |
|---|---|
| Inne nazwy Tlenek azotku krzemu, dwuazotek dwutlenek krzemu
|
|
| Identyfikatory | |
|
|
| Karta informacyjna ECHA | 100.031.617 |
| Numer WE |
|
| Nieruchomości | |
| N 2 O Si 2 | |
| Masa cząsteczkowa | 100,183 g·mol -1 |
| Wygląd | Bezbarwne kryształy |
| Gęstość | 2,81 g·cm -3 |
| Struktura | |
| Rombowy | |
| Cmc2 1 nr 36, symbol Pearsona oS20 | |
|
a = 0,48553 nm, b = 0,52194 nm, c = 0,52194 nm, Z = 4
|
|
|
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w stanie normalnym (przy 25°C [77°F], 100 kPa).
|
|
Tlenoazotek krzemu jest materiałem ceramicznym o wzorze chemicznym SiO x N y . Podczas gdy w formach amorficznych jego skład może się zmieniać w sposób ciągły od SiO 2 ( krzemionka ) do Si 3 N 4 ( azotek krzemu ), jedyną znaną pośrednią fazą krystaliczną jest Si 2 N 2 O. Występuje w przyrodzie jako rzadki minerał sinoit w niektórych meteorytów i można je zsyntetyzować w laboratorium.
Nieruchomości
Strukturę krystaliczną tlenoazotku krzemu tworzą tetraedry SiN 3 O połączone atomami tlenu wzdłuż osi c i prostopadłymi do niej atomami azotu. Silne wiązanie kowalencyjne tej struktury skutkuje dużą wytrzymałością na zginanie oraz odpornością na nagrzewanie i utlenianie do temperatur około 1600°C.
Synteza
Ceramika polikrystalicznego tlenoazotku krzemu jest wytwarzana głównie przez azotowanie mieszaniny Si i dwutlenku krzemu w temperaturze powyżej temperatury topnienia krzemu (1414 ° C), w zakresie 1420–1500 ° C:
- 3 Si + SiO 2 + 2 N 2 → 2 Si 2 N 2 O
Jako produkty pirolizy polimerów preceramicznych, a mianowicie polisilanów i polietoksysilseskwiazanu, mogą powstawać także materiały tlenoazotku krzemu o różnej stechiometrii. Otrzymane w ten sposób materiały SiON są określane jako ceramika pochodzenia polimerowego lub PDC. Stosując polimery preceramiczne , można otrzymać gęstą lub porowatą ceramikę tlenoazotku Si w złożonych formach, stosując techniki kształtowania bardziej typowo stosowane w przypadku polimerów.
Aplikacje
Cienkie warstwy tlenoazotku krzemu można hodować na krzemie przy użyciu różnych technik osadzania plazmowego i stosować w mikroelektronice jako warstwę dielektryczną alternatywną dla dwutlenku krzemu i azotku krzemu , z zaletami niskich prądów upływu i wysokiej stabilności termicznej. Folie te mają strukturę amorficzną i dlatego ich skład chemiczny może znacznie odbiegać od Si 2 N 2 O. Zmieniając stosunek azotu do tlenu w tych filmach, ich współczynnik załamania światła można w sposób ciągły regulować w zakresie od ~ 1,45 dla dwutlenku krzemu do ~ 2,0 dla azotku krzemu. Ta właściwość jest przydatna w przypadku optycznych o indeksie gradientowym, takich jak włókna o stopniowanym indeksie .
Tlenoazotki krzemu mogą być domieszkowane atomami metali. Najczęstszym przykładem jest sialon , rodzina czwartorzędowych związków SiAlON. Jako luminofory stosuje się czwartorzędowe tlenoazotki krzemu zawierające pierwiastek lantanowca , taki jak La, Eu lub/i Ce .