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Nitrure d'hafnium
| Nitrure d'hafnium | |
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| __ Hf3+ __ N3− Structure cristalline du nitrure d'hafnium |
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| Identification | |
|---|---|
| No CAS | |
| No ECHA | 100.042.970 |
| No CE | 247-282-3 |
| Propriétés chimiques | |
| Formule | HfN |
| Masse molaire[1] | 192,5 ± 0,02 g/mol Hf 92,72 %, N 7,28 %, |
| Propriétés physiques | |
| T° fusion | 3 305 °C[2] |
| Masse volumique | 11,7 g·cm-3[3] |
| Cristallographie | |
| Système cristallin | Cubique |
| Classe cristalline ou groupe d’espace | (no 225) |
| Structure type | Halite |
| Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. | |
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Le nitrure d'hafnium est un composé chimique de formule HfN. Il se présente sous la forme d'un solide inodore gris foncé à jaune-brun. Il s'agit d'une céramique ultraréfractaire ultradure[4] ayant une dureté Vickers de 46 GPa[5]. C'est un conducteur électrique de structure cristalline de type halite ayant le groupe d'espace Fm3m (no 225)[6]. Sa masse volumique expérimentale n'est que de 11,70 g/cm3 alors qu'elle serait théoriquement plutôt 13,39 g/cm3 sur la base de sa structure cristalline[3].
Le nitrure d'hafnium est utilisé comme matériau de pulvérisation pour augmenter la stabilité des diodes, des transistors et des circuits intégrés[4]. On l'utilise également comme matériau de revêtement sur les outils de tour[7] en raison de sa dureté et de sa très grande stabilité thermique, avec un point de fusion particulièrement élevé[8].
On peut obtenir le nitrure d'hafnium avec des méthodes semblables à celles du nitrure de titane[9]. Il est ainsi possible de l'obtenir à partir des éléments hafnium et azote entre 1 400 et 1 500 °C :
On peut également l'obtenir par croissance à partir de tétrachlorure d'hafnium HfCl4 à 2 900 °C dans l'azote pur ou à une température plus basse (de 2 000 à 2 400 °C) en présence d'hydrogène (mélange H2 + N2, ou ammoniac NH3). L'hydrogène a également pour effet d'accélérer la vitesse de croissance du nitrure d'hafnium[9].
Sous des pressions élevées, l'ammonolyse ou la réaction du nitrure d'hafnium avec l'azote forme un nitrure d'hafnium de formule Hf3N4 de type Th3P4 cubique avec le groupe d'espace I43d.
- ↑ Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
- ↑ (de) Roger Blachnik, Taschenbuch für Chemiker und Physiker, vol. III, « Elemente, anorganische Verbindungen und Materialien, Minerale », 4e éd. révisée, Springer, Berlin, 1998, p. 479. (ISBN 3-540-60035-3)
- (de) M. E. Straumanis et C. A. Faunce, « Der unvollkommene Aufbau des Hafniumnitrids und das Bindungsproblem », Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, vol. 353, nos 5-6, , p. 329-336 (DOI 10.1002/zaac.19673530514, lire en ligne)
- (en) Dale L. Perry, Handbook of Inorganic Compounds, 2e éd., Taylor & Francis, 2011, p. 194. (ISBN 1439814627)
- ↑ (en) Derya Deniz, Texture evolution in metal nitride (aluminum nitride, titanium nitride, hafnium nitride) thin films prepared by off-normal incidence reactive magnetron sputtering, ProQuest, 2008, p. 6. (ISBN 9781109037821)
- ↑ (en) Werner Martienssen, Hans Warlimont, Springer Handbook of Condensed Matter and Materials Data, Springer, 2005, p. 468. (ISBN 9783540304371)
- ↑ (de) Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid et Ewald Werner, Werkstofftechnik, Pearson Deutschland GmbH, 2011, p. 634. (ISBN 978386894006-0)
- ↑ (en) H. M T. Bangalore, Production Technology, Tata McGraw-Hill Education, 2001, p. 41. (ISBN 9780070964433)
- (de) Georg Brauer, en collaboration avec Marianne Baudler, Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie, 3e éd. révisée, vol. II, Ferdinand Enke, Stuttgart, 1978, p. 1379. (ISBN 3-432-87813-3)
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