氮化鎂是由氮和鎂所組成的無機化合物,屬于立方晶系。在室溫純凈的氮化鎂下為黃綠色的粉末,但含有一部分氧化鎂雜質(zhì)的氮化鎂是灰白色的。氮化鎂和許多金屬氮化物一樣,會和水反應產(chǎn)生氨。要制備氮化鎂,可將鎂帶在氮氣中燃燒而成’常做觸媒。
氮化鎂主要用途
1、制備高硬度、高熱導、抗腐蝕、抗磨損和耐高溫的其它元素的氮化物時作為催化劑。第一次成功合成立方氮化硼時,使用的催化劑就是氮化鎂;
2、用于高強度鋼冶煉的添加劑。氮化鎂(Mg3N2)替代建筑鋼材冶煉中的脫硫鎂,有利的提高鋼材的密度、強度、拉力及承受力。另外使用氮化鎂(Mg3N2)脫硫,可以適量減少其他添加劑,從而有助于降低建筑鋼材的生產(chǎn)成本;
3、制備特殊的陶瓷材料;
氮化鎂是一種淡黃色粉末,其化學分子式為:Mg3N2,分子重量100.93,相對密度2.71(25/4℃),熱至800℃分解,六方晶系,屬于化合物,能溶于酸,微溶于乙醇和乙醚,在潮濕空氣中或遇水分解生成氫氧化鎂,并放出氨氣。
氮化鎂粉體可用于制備高硬度、高熱導、抗腐蝕、抗磨損和耐高溫的其它元素的氮化物;
制備特殊的陶瓷材料;制造特殊的合金的發(fā)泡劑;
用于制造特種玻璃;催化聚合物交連;核廢料的回收;
用于人造金剛石合成的觸媒及立方氮化硼的觸媒材料;用于高強度鋼冶煉的添加劑;
此外,由于氮化鎂是帶寬為2.8 eV的直接帶隙半導體,在制備發(fā)光二極管方面具有潛在的應用價值。
氮化鎂物理性質(zhì)
氮化鎂(Mg3N2)是由氮和鎂所組成的無機化合物,立方晶系。在室溫純凈的氮化鎂下為黃綠色的粉末,但含有一部分氧化鎂雜質(zhì)的氮化鎂是灰白色的。能溶于酸,微溶于乙醇和乙醚。
氮化鎂化學性質(zhì)
氮化鎂和許多金屬氮化物一樣,會和水反應產(chǎn)生氨。
與酸或含水的非金屬氧化物反應,生成銨鹽和鎂鹽。
目前氮化鎂的制備主要方法有鎂粉直接與氮氣反應法、鎂在氮等離子流中與氮反應法、在氮氣氛下鎂線圈爆炸法、低壓化學氣相成積法、自蔓延高溫合成法、納米氮化鎂合成法等;最近G. Soto等人采用脈沖激光淀積的方法,在分子氮的環(huán)境中在 Si 襯底上制備同不同 Mg∶N 配比的無定型的氮化鎂薄膜。這些方法因或成本高、或工藝流程長、或設備操作復雜、或氮化鎂的產(chǎn)率比較低等缺點,而限制了其工業(yè)化的生產(chǎn)。
雖然鎂粉直接與氮氣反應有工業(yè)價值,但氮化鎂粉末的生產(chǎn)需要較高的反應溫度和較長的反應時間,且顆粒的形狀不完整又容易結塊,達不到工業(yè)質(zhì)量要求。由于 NH3比 N2更易分解成為帶有斷鍵的N-,并且分解出的H2對MgO 的形成有抑制作用,故可以用氨氣作為氮源。陳發(fā)勤等以液氨為氮源,采用鎂粉直接氮化法制備氮化鎂粉末,可以得出以下結論: