氮化硅是由硅元素和氮元素構(gòu)成的化合物。在氮氣氣氛下，將單質(zhì)硅的粉末加熱到1300-1400°C之間，硅粉末樣品的重量隨著硅單質(zhì)與氮氣的反應(yīng)遞增。在沒有鐵催化劑的情況下，約7個小時后硅粉樣品的重量不再增加，此時反應(yīng)完成生成Si3N4。[來源請求]除了Si3N4外，還有其他幾種硅的氮化物（根據(jù)氮化程度和硅的氧化態(tài)所確定的相對應(yīng)化學(xué)式）也已被文獻(xiàn)所報道。比如氣態(tài)的一氮化二硅（Si2N）、一氮化硅（SiN）和三氮化二硅（Si2N3)。這些化合物的高溫合成方法取決于不同的反應(yīng)條件（比如反應(yīng)時間、溫度、起始原料包括反應(yīng)物和反應(yīng)容器的材料）以及純化的方法。
亨利·愛丁·圣克萊爾·德維爾和弗里德里?！ぞS勒在1857年首次報道了氮化硅的合成方法。[3]在他們報道的合成方法中，為減少氧氣的滲入而把另一個盛有硅的坩堝埋于一個裝滿碳的坩堝中加熱。他們報道了一種他們稱之為硅的氮化物的產(chǎn)物，但他們未能弄清它的化學(xué)成分。1879年P(guān)aul Schuetzenberger通過將硅與襯料（一種可作為坩堝襯里的糊狀物，由木炭、煤塊或焦炭與粘土混合得到）混合后在高爐中加熱得到的產(chǎn)物，并把它報道為成分是Si3N4的化合物。1910年路德維?！の核购吞貖W多爾·恩格爾哈特在純的氮氣下加熱硅單質(zhì)得到了Si3N4。[4]1925年Friederich和Sittig利用碳熱還原法在氮氣氣氛下將二氧化硅和碳加熱至1250-1300°C合成氮化硅[5]
在后來的數(shù)十年中直到應(yīng)用氮化硅的商業(yè)用途出現(xiàn)前，氮化硅未受到重視和研究。從1948年至1952年期間，艾奇遜開辦在紐約州尼亞加拉大瀑布附近的金剛砂公司為氮化硅的制造和使用注冊了幾項專利。[6]1958年聯(lián)合碳化物公司生產(chǎn)的氮化硅被用于制造熱電偶管、火箭噴嘴和熔化金屬所使用的坩堝。英國對氮化硅的研究工作始于1953年，目的是為了制造燃?xì)鉁u輪機(jī)的高溫零件。由此使得鍵合氮化硅和熱壓氮化硅得到發(fā)展。1971年美國國防部下屬的國防高等研究計劃署與福特和西屋公司簽訂一千七百萬美元的合同研制兩種陶瓷燃?xì)廨啓C(jī)。[7]
雖然氮化硅的特性已經(jīng)早已廣為人知，但在地球自然界中存在的氮化硅（大小約為2×5μm）還是在二十世紀(jì)90年代才在隕石中被發(fā)現(xiàn)。為紀(jì)念質(zhì)譜研究的先驅(qū)阿爾弗雷德·奧托·卡爾·尼爾將自然界中發(fā)現(xiàn)的此類氮化硅礦石冠名為“nierite”。[8]不過有證據(jù)顯示可能在更早之前就在前蘇聯(lián)境內(nèi)的阿塞拜疆發(fā)現(xiàn)過這種存在于隕石中的氮化硅礦石。[9]。含有氮化硅礦物的隕石也曾在中國貴州省境內(nèi)發(fā)現(xiàn)過。[10]除存在于地球上的隕石中以外，氮化硅也分布于外層空間的宇宙塵埃中。[11]
參考資料：
參考資料[編輯]
^ Refractive index database. refractiveindex.info
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^ Jones, Anthony P. The mineralogy of cosmic dust: astromineralogy. European Journal of Mineralogy. 2007-12-17, 19 (6): 771–782. doi:10.1127/0935-1221/2007/0019-1766.
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