Zirconiumnitrid ist eine anorganische chemische Verbindung des Zirconiums aus der Gruppe der Nitride.
Gewinnung und Darstellung Zirconiumnitrid kann nach den gleichen Verfahren wie Titannitrid dargestellt werden.Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band II, Ferdinand Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 1379.
Gelbbraunes Zirconiumnitrid erhält man bei der Synthese aus den Elementen bei 1200 °C.
Bei der Herstellung von Zirconiumnitrid aus Zirconium(IV)-chlorid durch das Aufwachsverfahren wird bei Gegenwart von Wasserstoff (H2 + N2 oder Ammoniak) eine tiefere Temperatur (2000 bis 2400 °C) benötigt als in reinem Stickstoff (2900 °C). Im letzteren Fall erfolgt die Abscheidung bedeutend langsamer als bei Anwesenheit von Wasserstoff. Durch Nitridieren von Zirconium-Drähten, d. h. durch Erhitzen in reinem Stickstoff erhält man selbst bei einer knapp unter dem Schmelzpunkt von Zirconium (1860 °C) liegenden Temperatur nur sehr langsam Zirconiumnitrid und überdies in stark aufgelockertem, brüchigem Zustand.
Bei relativ niedrigen Temperaturen kann man definierte Zirconiumnitrid-Phasen durch die Ammonolyse von Zirconium-Halogeniden, insbesondere von Zirconium(IV)-iodid über die Zwischenstufe Zirconiumnitridiodid ZrNI erhalten. Bei 700 °C bildet sich hauptsächlich braunes Zr3N4 (o-Zr3N4 mit einer Dichte von 6,32 g/cm3 und der Raumgruppe Pnam), bei 750 °C blaues Zirconiumnitrid ZrxN (x = 0,94–0,81), oberhalb 1000 °C entsteht daraus das metallisch leitende gelbe Zirconiumnitrid.
Unter Hochdruckbedingungen bildet sich bei Ammonolyse oder Reaktion von ZrN mit Stickstoff ein Zirconiumnitrid Zr3N4 vom kubischen Th3P4-Typ mit der Raumgruppe I3d.Dzivenko, Dmytro: High-pressure synthesis, structure and properties of cubic zirconium(IV)- and hafnium(IV) nitrides. Dissertation (2009),
Eigenschaften Zirconiumnitrid ist ein sehr harter und spröder gelbbrauner geruchloser Feststoff. Es hat eine kubische Kristallstruktur vom Natriumchlorid-Typ mit der . Zirconiumnitrid ist ein Supraleiter mit einer Sprungtemperatur von 10,7 K.B. W. Roberts, Survey of superconductive materials and critical evaluation of selected properties, J. Phys. Chem. Ref. Data 5, 581–822 (1976),
Verwendung Zirconiumnitrid wird als hartes Beschichtungsmaterial (z. B. Zirkoniumnitrid-Multilayerbeschichtung) verwendet.
Einzelnachweise
Kategorie:Zirconiumverbindung Kategorie:Nitrid Kategorie:Beschichtungswerkstoff