Nitruro di titanio
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| Nitruro di Titanio | |
|---|---|
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| Identificatori | |
| Numero CAS | 25583-20-4  |
| PubChem | 93091 |
| Numero CE | 247-117-5 |
| Jmol -Immagini 3D | Immagine 1 |
| Proprietà | |
| Formula molecolare | TiN |
| Massa molare | 61,874 g / mol |
| Aspetto | Rivestimento di colore dorato |
| Odore | Inodoro |
| Densità | 5,22 g / cm 3 |
| Punto di fusione | 2930 ° C, 3203 K, 5306 ° F |
| Solubilità in acqua | insolubile |
| Struttura | |
| Struttura cristallina | Cubic , CF8 |
| Spazio gruppo | Fm 3 m, No. 225 |
| Coordinamento geometria | Ottaedrico |
 (Verifica) (ciò che è:  / ?) Eccetto dove diversamente specificato, i dati siano dati per materiali in loro il campione dichiara (a 25 ° C, 100 kPa) | |
| In lista referenze | |
Applicata come rivestimento sottile, TiN è utilizzato per indurire e proteggere taglio e superfici di scorrimento, per scopi decorativi (per il suo aspetto oro), e come non tossico esterno per impianti medici . Nella maggior parte delle applicazioni un rivestimento inferiore a 5 micrometri (0,00,02 mila in) è applicata.
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[ modifica ] Caratteristiche
Riassunto delle caratteristiche [ 1 ] [ 2 ]- Durezza Vickers 18-21 GPa
- Modulo di elasticità 251 GPa
- Conducibilità termica 19,2 W / (m · ° C)
- Coefficiente di dilatazione termica 9,35 × 10 -6 K -1
- Superconduttore temperatura di transizione 5,6 K
- Suscettibilità magnetica 38 × 10 -6 emu / mol
TiN ha eccellenti a infrarossi (IR) riflettività proprietà, che riflette in uno spettro simile a quello elementare oro (Au), che gli conferisce un colore giallastro. A seconda del materiale del substrato e finitura superficiale, TiN avrà un coefficiente di attrito varia 0,4-0,9 contro se stessa (non lubrificata). Tipica formazione ha una struttura di cristallo di NaCl tipo con circa 1:1 stechiometria , tuttavia TiN x composti con x . vanno 0,6-1,2 sono termodinamicamente stabile [ 3 ] Un sottile strato di nitruro di titanio è stato raffreddato a quasi zero assoluto convertendolo nel primo noto superinsulator , con resistenza aumentata improvvisamente di un fattore 100.000. [ 4 ]
[ modifica ] Usi
A causa di colore oro metallizzato TiN, esso viene utilizzato per rivestire bigiotteria e finiture delle automobili per scopi decorativi. TiN è anche ampiamente utilizzato come piano-strato di rivestimento, di solito con nichel (Ni) o cromo (Cr) substrati placcati, sulla rubinetteria di consumo e hardware porta. Come rivestimento è utilizzato in aeronautica e le applicazioni militari e per proteggere le superfici di scorrimento di sospensione forcelle di biciclette e motocicli , nonché gli alberi d'urto di auto radiocomandate . TiN non è tossico, è conforme FDA linee guida e ha visto l'impiego in dispositivi medici quali bisturi lame e ortopedici Segaossi lame dove la nitidezza e la ritenzione di bordo sono importanti. [ 5 ] rivestimenti TiN sono stati utilizzati in impiantate protesi (soprattutto protesi d'anca protesi ) e altri impianti medici.
Anche se meno visibili, film sottili di TiN sono utilizzati anche in microelettronica , dove fungono da conduttore barriera tra il dispositivo attivo e che i contatti metallici utilizzati per il funzionamento. Mentre il film blocchi diffusione del metallo nel silicio, è sufficiente conduttivo (30-70 μ Ohm · cm) per consentire una buona connessione elettrica. In questo contesto, TiN è classificato come " barriera metallica ", anche se è chiaramente una ceramica dal punto di vista chimico o comportamento meccanico. Progettazione di chip recente nella tecnologia 45 nm e oltre avvale anche di TiN come metallo materiale per migliorare transistor prestazioni. In combinazione con cancello dielettrici (es. HfSiO) che hanno una più alta permittività rispetto allo standard SiO 2 la lunghezza di porta può essere ridotta con bassa dispersione , maggiore unità corrente e uguale o migliore tensione di soglia . [ 6 ]
Grazie alla loro elevata biostabilità, strati TiN può anche essere utilizzato come elettrodi in applicazioni bioelettronici [ 7 ] come intelligenti in impianti o in vivo biosensori che devono resistere alla corrosione gravi provocate dal fluido corporeo . Elettrodi TiN sono già stati applicati nel progetto sottoretinico protesi [ 8 ] e in biomediche sistemi microelettromeccanici ( BioMEMS ). [ 9 ]
[ modifica ] Fabrication
Oggetti voluminosi ceramica può essere fabbricato da imballaggio in polvere metallica di titanio nella forma desiderata, comprimendolo alla densità corretta, allora accensione in un'atmosfera di azoto puro. Il calore liberato dalla reazione chimica tra metallo e gas è sufficiente per sinterizzare il prodotto di reazione in un nitruro duro, oggetto finito. Vedere metallurgia delle polveri .
[ modifica ] Altre varianti commerciali
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