氮化物是氮与电负性比它小的元素形成的二元化合物。由过渡元素和氮直接化合生成的氮化物又称金属型氮化物。它们属于 “间充化合物”，因氮原子占据着金属晶格中的间隙位置而得名。这种化合物在外观、硬度和导电性方面似金属，一般都是硬度大、熔点高、 化学性质稳定，并有导电性。钛、钒、锆、钽等的氮化物坚硬难熔，具有耐化学腐蚀、耐高温等特 点。例如，TiN熔点为2 930～2 950℃，是热和电的良导体，低温下有超导性，是制造喷气发动机的材料。ZrN在低温有超导性，现用作反应堆材料。
基本介绍
中文名 ：氮化物 外文名 ：nitride 定义 ：多指含氮为-3氧化态的二元化合物 包括 ：金属氮化物、非金属氮化物 作用 ：可用来制车刀、钻头等 可作 ：优良润滑剂、切割材料等 性质 ：其中多数不溶于水，热稳定性高 主要分类 ：金属氮化物、非金属氮化物
介绍,分类,常见氮化物及特性,套用,
介绍
氮与电负性比它小的元素所形成的二元化合物。叠氮化物 及氮与氢、卤素和氧族元素的化合物不属 氮化物。一般指固体氮化物，并主要指 金属氮化物。例如氮化锂Li
3 N、氮化镁 Mg
3 N
2 、氮化铝AlN、氮化钛TiN、氮化 钽TaN等。多数难熔，热稳定性很高。有 些是金属加热后直接与氮化合而成，有些 是由金属、金属氧化物或金属氯化物在氨 气流中加热而得。硼、磷、矽等非金属亦有 氮化物（BN、P
3 N
5 、Si
3 N
4 ）存在，对热都 十分稳定，其中BN特别稳定。
分类
氮化物是氮与电负性小的元素形成的二元化合物，不包括氮与氢、氮与卤素的化合物及叠氮化物。按结构不同，氮化物可分为： ① 离子型氮化物 主要是氮与Ⅰ A，ⅡA族活泼金属形成的氮化物，如氮化锂Li
3 N，氮化钙Ca
3 N
2 等。这类氮化物热稳定性低，加热至400℃时分解为氮和相应元素； 它们极易水解，与水蒸气作用放出氨并生成金属氢氧化物，如：Li
3 N+3H
2 O=3LiOH+NH
3 ②金属型氮化物 氮与过渡金属形成的氮化物，如氮化锰Mn
5 N
2 ，氮化钨W
2 N
3 ，氮化锆ZrN等。这类氮化物具有高硬度、高熔点、高热稳定性的特点。它们大多是氮原子填充在金属结构的间隙中，属于“间隙化合物”，具有金属的性质，不与水反应，有导电性。 ③ 共价型氮化物 与磷、矽、硼等非金属元素所形成的氢化物，如氮化磷P
3 N
5 ，氮化矽Si
3 N
4 ，氮化硼BN等。这类氮化物非常稳定。 ④过渡型氮化物 与铜、锌分族等金属元素所形成的氮化物，如氮化银Ag
3 N等。
常见氮化物及特性
氮化矽 1857年由印度人呙贺烈尔 （F.Wohler）最早合成。属六方晶系，有α型（低温）及β型（高温）的变态。当温度升高到1600℃时，由α型转变成β型，转变回来是困难的。α与β型的物理性质见表。其热导率较高，热膨胀系数小，抗热震性好，高温强度及耐磨性好。但在高温氧化气氛中，1200～1400℃开始氧化，1400℃以上则剧烈氧化。 氮化矽的合成方法有将矽粉磨细在N
2 气中加热到1200～1450℃形成3Si+4N
2 =2Si
3 N
4 +737J的放热反应。其反应速度较慢，如加入少量的Fe、Co、Ni、Cr、Cu等可加速反应。但对α、β的生成比例或性质有影响。如在N
2 气中加NH
3 或H
2 等最后能加速反应，而在1350℃以下反应多生成α型。或者矽石加炭在N
2 气中加热的方法，是在1550℃以上生成SiC，因此须加入百分之几的Fe
2 O
3 ，使之在较低的温度下完成Si
3 N
4 的反应，然后用盐酸将Fe的化合物除去。
氧氮化铝矽（Sialon） Si-Al-O-N系固溶体。属β-Si
3 N
4 型结晶结构，具有抗氧化性强、耐侵蚀、强度高等优点。
氧氮化矽（Si 2 N 2 O） 是用高纯矽粉和SiO
2 粉按分子比3∶1混合、磨细、通入80%N
2 和20%H
2 的混合气体加热到1450℃时而制得。
氮化铝 1862年由德国人古茨尔（Geuther）合成的。它是六方晶系、有铅锌矿（六角）型结晶、呈白色、单晶为无色透明，密度为3.26g/cm
3 ，升华温度2450℃。制品耐压强度高，热导率低，线膨胀系数稍大些。
氮化硼 和石墨的结晶相似，呈六角板状，有脂肪感，呈白色，故人们称为白色石墨。密度为2.2g/cm
3 ，化学性质呈中性，在还原气氛下稳定到2000℃以上。是有希望的高温结构材料。
套用
由ⅢA、ⅣA族元素和氮直接化合生成的 氮化物具有共价结构，称为共价型氮化物。BN 是一种鳞片状六方结构，它的晶体结构和理化 性质与石墨相似，因而称为“白石墨”或“白炭 黑”，密度2.25克/立方厘米。它的耐热性、耐蚀性 和润滑性都好，不导电。在电子、冶金、化工及 尖端技术上有较大套用。这种晶型的BN在5 ～9千兆帕（5～9万大气压）和1200～ 1500℃温度下，用碱金属、碱土金属为催化剂， 可转变为另一种立方晶系的金刚硼，这种转变与石墨转变为金刚石相似。 金刚硼的硬度大于金刚石，是特殊的耐磨材料和切削材料。又因它不被熔融铁浸蚀，可制造模具及坩埚的衬里。 Si
3 N
4 是高性能陶瓷材料，用于冶金、飞机、机械、电子、原子能等工业。碱金属和碱土金属氮化物又称离子型氮化物，它们的热稳定性较差， 容易水解产生氨气和金属氢氧化物，实用意义不大。