7.氮化铝、氮化硼、碳化硅在化学键合和晶体结构上有什么共同点?200-300字?

如题所述

AlN是一种原子晶体,具有类似金刚石的氮化物特性,能在高达2200℃的温度下稳定存在。它在室温下的强度高,并且随着温度的升高,其强度降低的速度较慢。此外,AlN具有良好的导热性、小的热膨胀系数,因此被认为是一种出色的耐热冲击材料。它对熔融金属的抗侵蚀能力强,可用作熔铸纯铁、铝或铝合金的理想坩埚材料。氮化铝还具备电绝缘性能,介电性能良好,因此在电器元件领域具有应用潜力。氮化铝可作为六方氮化硼转变为立方氮化硼的催化剂。在室温下,它与水缓慢反应,可通过铝粉在氨或氮气氛围中在800~1000℃下合成,产物为白色至灰蓝色粉末。此外,它还可以通过Al2O3-C-N2体系在1600~1750℃下反应合成,或通过氯化铝与氨的气相反应制备。涂层可以通过AlCl3-NH3体系通过气相沉积法合成。
氮化硼表现出良好的化学稳定性,不易被无机酸和水侵蚀。在热浓碱中,硼氮键会被断裂。 above 1200℃开始在空气中氧化,并在约3000℃时开始升华。在真空条件下,约2700℃时开始分解。虽然微溶于热酸,但并不溶于冷水,其相对密度为2.25,压缩强度为170MPa。在氧化气氛下,最高使用温度可达900℃,而在非活性还原气氛下,使用温度可提升至2800℃。在常温下,其润滑性能较差。碳化硼在多数性能上优于碳素材料。除了六方晶型,碳化硼还有其他晶型,包括菱方氮化硼(r-BN)、立方氮化硼(c-BN)以及纤锌矿型氮化硼(w-BN)。人们还发现了类似石墨烯的二维氮化硼晶体。
碳化硅由于其稳定的化学性能、高导热系数、小热膨胀系数和良好的耐磨性能,除了作为磨料外,还有多种用途。例如,将碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体内壁,可提高其耐磨性,延长使用寿命。碳化硅还广泛应用于制造高级耐火材料,这些材料耐热震、体积小、重量轻、强度高,且节能效果显著。低等级碳化硅(含SiC约85%)是一种优秀的脱氧剂,可加速炼钢速度,并便于控制化学成分,提高钢的质量。碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳棒。碳化硅硬度大,莫氏硬度为9.5级,具有优良的导热性能,是一种半导体材料,高温时能抗氧化。碳化硅至少有70种结晶型态。α-碳化硅是最常见的一种,具有六方晶系结晶结构。β-碳化硅则具有立方晶系结构。工业碳化硅因所含杂质的种类和含量不同,颜色和透明度各异。碳化硅的工业制法是用优质石英砂和石油焦在电阻炉内炼制,然后经过破碎、酸碱洗、磁选和筛分或水选,制成不同粒度的产品。
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