Nitruro de silicio

publicado a la‎(s)‎ 26 sept. 2013 12:06 por CEACA UAQ   [ actualizado el 26 sept. 2013 12:06 por Miguel Rea ]
El nitruro de silicio, un compuesto químico con fórmula Si3N4, es un sólido blanco, con un punto de fusión de 1900°C y químicamente  muy inerte; de hecho es el nitruro más estable dentro del grupo de los nitruros solo atacable con ácido sulfúrico caliente o ácido fluorhídrico diluido. El nitruro de silicio puede prepararse calentando silicio alrededor de 1350°C en una atmósfera de nitrógeno. Mediante esta técnica de preparación la combinación de silicio y nitrógeno pueden generar diferentes fases de nitruros de silicio, por ejemplo el mononitruro de di-silicio (Si2N), el mononitruro de silicio (SiN) y el sesqui-nitruro de silicio (Si2N3). Los nitruros y los oxinitruros de silicio se utilizan en forma de películas muy delgadas como aislantes para dispositivos micro-electrónicos basados ​​en silicio debido a que poseen mejores características que los óxidos térmicos tradicionales y a que la red de nitruro de silicio amorfo es más densa que la de la sílice, tiene una mayor resistencia al ataque químico, presenta una mayor resistencia a la difusión y, a diferencia de los defectos de los óxidos, los defectos contenidos en los nitruros se comportan principalmente como trampas de electrones. A partir del año 2000, la técnica en fase de vapor se comenzó a utilizar para la síntesis películas delgadas de una gran variedad de compuestos cerámicos. Esa técnica, desarrollada inicialmente para su aplicación en microelectrónica, ha sido posteriormente utilizada con éxito en otras áreas de la ciencia y la tecnología, incluyendo formación de recubrimientos de alta dureza, dispositivos opto-electrónicos, materiales superconductores, etc.
Por otro lado el nitruro de silicio es un material utilizado en la cerámica estructural en ambientes de alta tensión mecánica y térmica y en componentes en motores de última tecnología. El primer uso comercial de la cerámica estructural de nitruro de silicio fue en los calentadores para reducir los tiempos de encendido  y las emisiones y el ruido del motor. Actualmente también se utiliza en las levas de los motores diesel ya que presentan un menor desgaste y se reduce la necesidad de lubricación eliminando la necesidad de vías de lubricación; se usa también en válvulas, incrementando la eficiencia del consumo de combustible, y en otros elementos mecánicos y eléctricos de los motores. Respecto a la información toxicológica, el nitruro de silicio puede causar irritación en la piel y en los ojos y los compuestos de silicio inorgánicos pueden ser irritantes por inhalación, la cual si es prolongada puede causar fibrosis pulmonar llamada silicosis. Otros materiales utilizados en el área de la cerámica estructural, además del nitruro de silicio, son el carburo de silicio (SiC), la zirconia (ZrO22), la alúmina (Al2O3), el di-boruro de titanio TiB2, el nitruro de aluminio (AlN) y materiales comunes como ladrillos, tejas y porcelanas.
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