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.Ralph H. Nielsen, James H. Schlewitz & Henry Nielsen: Zirconium and Zirconium Compounds, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, New York, 2013. Viitattu 7.7.2016Ralph H. Nielsen & Gerhard Wilfing: Zirconium and Zirconium Compounds, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, John Wiley & Sons, New York, 2010. Viitattu 7.7.2016Kenneth L. Roberts & Leroy Covington, Jr.: Nitrides, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, New York, 2005. Viitattu 7.7.2016Peter Ettmayer & Walter Lengauer: Nitrides, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, John Wiley & Sons, New York, 2000. Viitattu 7.7.2016

Valmistus ja käyttö
pienoiskuva|left|Zirkoniumnitridillä päällystettyjä leikkuuteriä
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

Luokka:Nitridit
Luokka:Zirkoniumyhdisteet