该氮化硅是选自由氮（N）和硅（Si）的无机化合物。其化学式为Si 3 N 4。它是亮灰色或浅灰色材料，具有出色的硬度和耐高温性。
由于其特性，氮化硅用于需要高耐磨性和高温的应用中。例如，它用于制造切削工具和球轴承。
氮化硅球Si 3 N 4。卢卡斯博斯。资料来源：维基共享资源。
它用在必须抵抗高机械力的机械部件中，例如涡轮机叶片，就像大型汽缸一样，其中叶片必须随着水或气体的通过而高速旋转，从而产生能量。
氮化硅陶瓷用于制造必须与熔融金属接触的零件。它们也可以用作人类或动物骨骼的替代品。
Si 3 N 4具有电绝缘性，即不传输电流。因此，它可以用于微电子应用或非常小的电子设备。
结构体
在氮化硅中，每个硅原子（Si）与四个氮原子（N）共价键合。反之亦然，每个氮原子连接到3个硅原子上。
因此，键非常牢固并赋予化合物高稳定性。
氮化硅Si 3 N 4的路易斯结构。格拉索·路易吉（Grasso Luigi）。资料来源：维基共享资源。
氮化硅Si 3 N 4的三维结构。灰色=硅；蓝色=氮。格拉索·路易吉（Grasso Luigi）。资料来源：维基共享资源。
氮化硅具有三个晶体结构：α（α-的Si 3 Ñ 4），β（β型Si 3 Ñ 4）和γ（γ-的Si 3 Ñ 4）。Alpha和Beta是最常见的。伽玛是在高压和高温下获得的，是最坚硬的。
命名法
- 氮化硅
- 三氮化四硅
物产
物理状态
稳定的亮灰色。
分子量
140.28克/摩尔
熔点
1900摄氏度
密度
3.44克/厘米3
溶解度
不溶于水。易溶于氢氟酸HF。
化学性质
由于硅和氮原子在Si 3 N 4中键合的方式，因此这是一种非常稳定的化合物。
氮化硅具有极好的抗盐酸（HCl）和硫酸（H 2 SO 4）酸的能力。它也非常抗氧化。它对铸铝及其合金具有抵抗力。
其他性质
它具有良好的抗热震性，在高温下的高硬度保持性，优异的耐腐蚀和耐磨性以及优异的耐腐蚀性。
它具有出色的硬度，可用于薄厚度的材料。它在高温下保持其特性。
即使在高温下，氮化硅膜也是阻止水，氧和金属扩散的极佳屏障。它们非常坚硬并且具有高介电常数，这意味着它们导电性很差，因此可以用作电绝缘体。
由于所有这些原因，它是用于高温和高机械应力应用的合适材料。
取得
它可以从氨（NH 3）和氯化硅（SiCl 4）之间的反应开始获得，在其中生成硅酰胺Si（NH 2）4，当加热时形成酰亚胺，然后形成氮化硅Si 3 N 4。
反应可以总结如下：
氯化硅+氨→氮化硅+盐酸
3 SiCl 4（气体）+ 4 NH 3（气体）→Si 3 N 4（固体）+ 12 HCl（气体）
它还通过在1200-1400°C的温度下用氮气（N 2）处理致密的粉状硅（Si）来制造。但是，这种材料具有20-30％的微孔率，这限制了其机械强度。
3 Si（固体）+ 2 N 2（气体）→Si 3 N 4（固体）
因此，将Si 3 N 4粉末烧结以形成致密的陶瓷，这意味着该粉末经受高压和高温。
应用领域
在电子领域
氮化硅通常在集成电路和微机械结构中用作钝化层或保护层。
集成电路是一种包含执行某些功能所需的电子组件的结构。也称为芯片或微芯片。
氮化硅Si 3 N 4用于制造微芯片。最初的上传者是英语维基百科上的Zephyris。。资料来源：维基共享资源。
Si 3 N 4对水，氧和钠等金属的扩散具有极好的抵抗力，这就是为什么它可以用作绝缘层或阻挡层。
它也用作电介质材料，这意味着它是不良的导体，因此它充当绝缘体。
这适用于微电子和光子应用（光波的生成和检测）。它用作光学涂层中的薄层。
它是用于计算机的动态随机存取存储器或DRAM（动态随机存取存储器）的电容器中最常用的介电材料。
计算机或计算机中使用的DRAM内存。可能包含氮化硅。Victorrocha。资料来源：维基共享资源。
在陶瓷材料中
氮化硅陶瓷具有高硬度和耐磨性的特性，因此被用于摩擦工程应用中，即在发生大量摩擦和磨损的情况下使用。
致密的Si 3 N 4具有高的挠曲强度，高的抗断裂性，良好的抗蠕变性或抗滑性，高硬度和优异的耐蚀性。
用氮化硅制成的各种尺寸的球轴承球。它们通常用于机械中。卢卡斯博斯。资料来源：维基共享资源。
当通过在1750-1900°C的温度下通过添加氧化铝和氧化钇（Al 2 O 3 + Y 2 O 3）在液相中进行烧结来氮化硅时，可以实现这一点。
烧结包括使复合粉末承受高压和高温，以获得更致密，更致密的材料。
氮化硅陶瓷可用于例如铝熔炼设备中，即存在熔融铝的非常热的地方。
密封管由Si 3 N 4陶瓷制成，用于铸铝工艺。hkhkrc。资料来源：维基共享资源。
根据工程师的要求，氮化硅陶瓷的结构为优化特定应用的性能提供了很大的机会。它的许多潜在应用尚未实现。
作为生物医学材料
自1989年以来，人们就确定Si 3 N 4是一种生物相容性材料，这意味着它可以代替一部分活生物体而不会造成损害，也不会使周围的组织再生。
它用于制造用于替换或修复承重骨骼以及椎间设备的组件，即可以修复脊柱的小物件。
在对人或动物骨骼进行的测试中，骨骼与植入物或Si 3 N 4陶瓷块之间的结合在短时间内发生。
人体的骨骼可以被氮化硅修复或替换。作者：Com329329。资料来源：
氮化硅是无毒的，它有利于细胞粘附，细胞的正常增殖或繁殖以及它们根据细胞类型的分化或生长。
用于生物医学的氮化硅是如何制成的
对于该应用，预先将Si 3 N 4与氧化铝和氧化钇（Al 2 O 3 + Y 2 O 3）的添加剂进行烧结。这包括对Si 3 N 4粉末和添加剂施加压力和高温。
该程序使所得材料具有防止细菌生长，降低感染风险并有利于人体细胞代谢的能力。
因此，它打开了促进骨修复装置中更快愈合的可能性。
在各种应用中
它用于需要耐磨性的高温应用中，例如轴承（支持机器中旋转运动的零件）和切削工具。
它也用于涡轮叶片（由鼓形成的机器，叶片在流过水或气体时旋转，从而产生能量）和白炽灯连接（高温接头）。
涡轮机或飞机发动机，其叶片可能包含氮化硅。作者：Lars_Nissen_Photoart。资料来源：
它用于热电偶管（温度传感器），熔融金属坩埚和火箭燃料喷射器。
参考文献
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