Нитрид аллюминия

[ellie-nn]

Здравствуйте, уважаемые форумчане!

Я совсем не химик (если не считать советскую школьную программу), хотя обожаю естественные науки. Гораздо лучше разбираюсь в физике. Хотела вас спросить, и попросить разьяснения.

 

В тэнах, кипятильниках используется кварцевый песок. Но он обладает на порядок худшей теплопроводностью, чем AlN, что вводит существенные ограничения на габариты. Ну, в общем, интересно мне (пока хотя бы в теории), можно ли сделать компактный и мощный парогенератор. Что и приводит к вопросу синтеза AlN. Глянув в википедию озадачилась ещё больше. Там написано, что его можно получить, прокаливая порошок алюминия в атмосфере азота при температуре 800-1200С.

- зачем именно порошок, если он расплавится уже на 660С?

 

Так же он получается из аммиака при намного меньшей температуре. Написано >660C (как раз т.пл).

- Но ведь аммиак разлагается (экзотермично?) уже при 300, выделяя тот же азот. Т.е. по факту, это предыдущая реакция. "Более 660C" надо пониматьть как те же самые 800-1200С что ли?

 

Ну и наконец, основной вопрос: как должна выглядить лабораторная установка для синтеза?

 

Заранее спасибо

 

(Ой, извиняюсь! В топике читать "аЛюминий". Модераторы, если можно, исправьте.)

Изменено 16 Августа, 2015 в 10:53 пользователем ellie-nn

[Arkadiy]

Здравствуйте, уважаемые форумчане!

Я совсем не химик (если не считать советскую школьную программу), хотя обожаю естественные науки. Гораздо лучше разбираюсь в физике. Хотела вас спросить, и попросить разьяснения.

 

В тэнах, кипятильниках используется кварцевый песок. Но он обладает на порядок худшей теплопроводностью, чем AlN, что вводит существенные ограничения на габариты. Ну, в общем, интересно мне (пока хотя бы в теории), можно ли сделать компактный и мощный парогенератор. Что и приводит к вопросу синтеза AlN. Глянув в википедию озадачилась ещё больше. Там написано, что его можно получить, прокаливая порошок алюминия в атмосфере азота при температуре 800-1200С.

- зачем именно порошок, если он расплавится уже на 660С?

 

Так же он получается из аммиака при намного меньшей температуре. Написано >660C (как раз т.пл).

- Но ведь аммиак разлагается (экзотермично?) уже при 300, выделяя тот же азот. Т.е. по факту, это предыдущая реакция. "Более 660C" надо пониматьть как те же самые 800-1200С что ли?

 

Ну и наконец, основной вопрос: как должна выглядить лабораторная установка для синтеза?

 

Заранее спасибо

 

(Ой, извиняюсь! В топике читать "аЛюминий". Модераторы, если можно, исправьте.)

Нитрид алюминия -неустойчив и легко гидролизуется водой и ее парами до аммиака и гидроокиси алюминия уже при комнатной температуре. Так что термостойкость и прочие свойства  здесь имеет гораздо меньше значения, чем химическая устойчивость.

Википедия не является достоверным ресурсом, и к данным в ней приведёнными нужно относиться критически, ее составляют не очень грамотные люди.

Лучше поискать другую. литературу, например патентную, наверняка есть патенты, где описан этот синтез и все необходимое оборудование

Изменено 16 Августа, 2015 в 13:48 пользователем Arkadiy

[dmr]

если нитрид получать из расплава,то он будучи очень тугоплавким,скорее всего образует корку на расплаве,препятствуя дальнейшей реакции. Порошок алюминия скорее всего не греют вместе с газом,а нагретый газ продувают через алюминиевую пудру,и в массе алюминий не успевает расплавиться. Аммиак распадается при температурах выше 1000'С

[popoveo]

Ничего подобного. Нитрид алюминия, который получают в среде жидкого аммиака действительно хорошо гидролизуется и очень химически активен. Но нитрид, полученный в других вариантах весьма инертен. Я получал его, сжигая алюминий в дуге в среде азота. Выход, конечно низкий, это не литий, но он есть. И ни с чем, кроме HF, он не реагировал. Вероятно, образуется стойкий полимер.

Изменено 16 Августа, 2015 в 14:36 пользователем popoveo

[tvv385]

Китайцы давно предлагают изделия(корпуса светодиодных ламп с радиатором и тп) из керамик с хорошей теплопровностью, заказать в китае думаю будет не проблема,

но какой смысл если там теплопроводность примерно как у алюминия, и при этом алюминий и проще(технологически) и дешевле?..

[Arkadiy]

Ничего подобного. Нитрид алюминия, который получают в среде жидкого аммиака действительно хорошо гидролизуется и очень химически активен. Но нитрид, полученный в других вариантах весьма инертен. Я получал его, сжигая алюминий в дуге в среде азота. Выход, конечно низкий, это не литий, но он есть. И ни с чем, кроме HF, он не реагировал. Вероятно, образуется стойкий полимер.

Вероятно это был оксинитрид алюминия))) Он попрочнее будет

Изменено 16 Августа, 2015 в 15:25 пользователем Arkadiy

[yatcheh]

 можно ли сделать компактный и мощный парогенератор

 

А если подумать - в чём вообще, проблема? Чем изолировать спираль от трубки нагревателя? Но это же смешно! Решение этой проблемы заключается в том, что изоляцию вообще надо исключить. Тогда проблема исчезнет сама собой. Вы фигнёй занимаетесь, вместо того, чтобы действительно создавать новое. 

Изменено 16 Августа, 2015 в 17:17 пользователем yatcheh

[ellie-nn]

Нитрид алюминия -неустойчив и легко гидролизуется водой и ее парами до аммиака и гидроокиси алюминия уже при комнатной температуре. Так что термостойкость и прочие свойства  здесь имеет гораздо меньше значения, чем химическая устойчивость.

Спасибо за это замечание.

В таком случае придётся сделать небольшой герметичный стеклянный бокс, и операцию извлечения готового AlN и набивку тэна производить в нём. Это немного хлопотно, но решаемо.

Я получал его, сжигая алюминий в дуге в среде азота. Выход, конечно низкий, это не литий, но он есть.

Спасибо за ответ. Хотя Arcady предположил, что это мог быть гидроксид, но наверное это преодолимо, если азот хорошо очистить от влаги.

Как вы это делали? Что именно представляет из себя установка?

[tvv385]

Кто-то тут думает что нитрид будет электропроводным?   Обламайтесь

 

Если его и можно сделать таким - то это не просто - нужно легирование, технология на уровне полупроводников...

 

 

PS  

А вообще нагреватели для печей делают из силита - карбида кремния(с углеродом), и он тоже в принципе легированный полупроводник...

Но технология старая и давно отработана - почти все высокотемпературные печи используют стержни из него как нагреватели.

[Arkadiy]

Спасибо за это замечание.

В таком случае придётся сделать небольшой герметичный стеклянный бокс, и операцию извлечения готового AlN и набивку тэна производить в нём. Это немного хлопотно, но решаемо.

Спасибо за ответ. Хотя Arcady предположил, что это мог быть гидроксид, но наверное это преодолимо, если азот хорошо очистить от влаги.

Как вы это делали? Что именно представляет из себя установка?

Понимаете, нитрид алюминия  гидролизнется, через некоторое время, ведь ваш ТЭН скорее всего недостаточно герметичен. Ваш ТЭН будет вонять аммиаком. Не проще ли засыпать его окисью алюминия? Она дешевая и ее получать не требуется, можете купить хоть целый грузовик, пигментная окись алюминия имеет много марок с различным размером частиц.

Оксинитрид алюминия - это радиопрозрачный материал, его предлагали  использовать  для изготовления головных обтекателей баллистических ракет.