Zirkoniumnitridi

Zirkoniumnitridi (ZrN) on zirkoniumin ja typen muodostama epäorgaaninen yhdiste. Yhdiste on hyvin kovaa ja kuumuuden kestävää, minkä vuoksi sitä käytetään työkalujen terissä. Muita käyttökohteita ovat muun muassa koristepinnoitteet ja elektroniikka.

Ominaisuudet
Huoneenlämpötilassa zirkoniumnitridi on kellertävänruskeaa kiteistä ainetta. Zirkoniumnitridiä voidaan pitää zirkoniumin ja typen välisijayhdisteenä ja sen kuutiollinen kiderakenne muistuttaa natriumkloridin rakennetta. Se on veteen liukenematonta ja liukenee ainoastaan vetyfluoridiin tai hitaasti erittäin väkevään kuumaan rikkihappoon. Zirkoniumnitridi on inerttiä, kovaa ja kestää korkeita lämpötiloja. Kuumennettaessa happi-ilmakehässä se hapettuu zirkoniumdioksidiksi yli 700 °C:n lämpötilassa. Yhdiste on hyvä sähkönjohde ja sen ominaisvastus on 2,1·10-5 Ωm.

Valmistus ja käyttö

Zirkoniumnitridiä voidana valmistaa kuumentamalla zirkoniumlastuja, -jauhetta tai huokoista zirkoniumsientä typpi- tai ammoniakkikaasukehässä 1 000 °C:n lämpötilassa. Reaktio on hidas johtuen typen huonosta tunkeutuvuudesta metallin pinnalle muodostuvan nitridikerroksen läpi. Zirkonium(IV)kloridin ja typen tai ammoniakin reaktiota 1 000 °C:n lämpötilassa voidaan käyttää zirkoniumnitridiohutkalvojen valmistamiseen. Tavanomaisin stoikiometria on 1:1, mutta myös epästoikiometrisia zirkoniumnitridejä tunnetaan.

Koska zirkoniumnitridi on kovaa, kestää kulutusta ja vaihteleviä sääolosuhteita ja kovia lämpötiloja, käytetään sitä työkalujen esimerkiksi poranterien ja leikkuuterien valmistamiseen. Yhdistettä voidaan käyttää myös kestävänä koristepinnoitteena sekä puolijohdetekniikassa diffuusioesteenä.

Lähteet

Nitridit
Zirkoniumyhdisteet