Nitruro de silicio

Nitruro de silicio
General
Fórmula molecular	Si3N4
Identificadores
Número CAS	12033-89-5[1]​
ChemSpider	2341213
PubChem	3084099
UNII	QHB8T06IDK
InChI InChI=InChI=1S/N4Si3/c1-5-2-6(1)3(5)7(1,2)4(5)6 Key: HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N
Propiedades físicas
Densidad	3210 kg/m³; 3,21 g/cm³
Masa molar	139,943076 g/mol
Conductividad térmica	107-1012
Valores en el SI y en condiciones estándar (25 ℃ y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.
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El nitruro de silicio es un compuesto químico de silicio y nitrógeno, con la fórmula Si
3N
4. Es un sólido blanco, de punto de fusión alto, que es relativamente inerte químicamente, siendo atacado por HF diluido y H
2SO
4 caliente. Es muy duro (8.5 en la escala de Mohs). El tetranitruro de trisilicio (Si
3N
4) es el más estable termodinámicamente de los nitruros de silicio. Por ello es comercialmente muy importante.^[2]​

Es una cerámica que se prepara por una reacción de silicio en polvo con nitrógeno gas a temperaturas muy elevadas. El producto obtenido se prensa en caliente y se dopa con un 1-5% de MgO. Entre las cerámicas avanzadas es el material que presenta una mejor combinación de propiedades y está siendo investigado para aplicaciones en motores cerámicos de alta temperatura.

Básicamente se distinguen dos tipos de este material:

• unido mediante una reacción limitada, que puede contener hasta 20 % de porosidad;
• prensado en caliente, que puede llegar a tener hasta un 100 % de la densidad teórica.

El nitruro de silicio unido mediante una reacción tiene la ventaja de ser más económico, debido al método que se usa para sintetizarlo, mucho más barato que el prensado en caliente. Otra ventaja es que pueden realizarse piezas muy precisas que conservan su forma original. La desventaja de este material es la porosidad, que disminuye la resistencia y otras propiedades mecánicas. Frecuentemente se usa para piezas de horno y similares cuando la alta resistencia no es un factor crítico. Las propiedades que diferencian al nitruro de silicio de otras cerámicas usadas en la ingeniería son las siguientes:

• no hay pérdida de fuerza en el aire a temperaturas de hasta 1000 °C;
• mayor resistencia al choque térmico que muchas otras cerámicas;
• densidad más baja que la mayoría de cerámicas de ingeniería (un tercio del peso del acero);
• baja expansión térmica;
• más dureza que el carburo de silicio y el óxido de aluminio;
• más rígido que el acero (50 %);
• elevada resistencia a la compresión;
• elevada resistencia al desgaste, tanto por impacto como por fricción;
• buena resistencia al ataque químico.

1. ↑ Número CAS
2. ↑ Mellor, Joseph William (1947). A Comprehensive Treatise on Inorganic and Theoretical Chemistry 8. Longmans, Green and Co. pp. 115-7. OCLC 493750289.