一、前言
氮化物,氮化物是一类氮的化合物,其中氮显-3价,包括金属氮化物、非金属氮化物和氨(NH3,氮负三价),金属氮化物的热稳定性高,可用作高温绝缘材料。非金属氮化物的热稳定性也比较高,各具特殊性质。六方氮化硼是优良润滑剂;而立方氮化硼硬度大,可用来制车刀、钻头等。选用几种氮化物,探索最适合的消解参数,该方法还有回收率高、空白低等特点,有利于后续对多种无机元素的快速准确测定。
二、仪器与试剂
2.1、仪器
新仪TANK微波消解仪,赶酸器,分析天平(十万分之一)等
2.2、试剂
硝酸(68%),盐酸(37%),氢氟酸(40%)
三、实验方法
3.1、氮化铝
氮化铝,共价键化合物,是原子晶体,属类金刚石氮化物、六方晶系,纤锌矿型的晶体 结构,无毒,呈白色或灰白色。
称取氮化铝粉末0.2g(精确至 0.1mg)于消解罐底部,加入 2mL 硝酸和 6mL 盐酸,静置15min 左右,组装消解罐,按照如下设置参数进行实验:
实验结束后,待冷却至 60℃以下,将消解罐转移至通风橱中,缓慢打开罐盖,150℃赶酸至剩余液体小于 1mL,加水转移定容至容量瓶,消解液澄清透明,氮化铝样品可完全消解。
3.2、氮化硅
氮化硅是一种无机物,是一种重要的结构陶瓷材料,硬度大,本身具有润滑性,并且耐 磨损,为原子晶体;高温时抗氧化。而且它还能抵抗冷热冲击,在空气中加热到 1000℃以上, 急剧冷却再急剧加热,也不会碎裂。正是由于氮化硅陶瓷具有如此优异的特性,人们常常利 用它来制造轴承、气轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件。
精确称取氮化硅粉末0.1g(精确至 0.1mg)于消解罐底部,加入2mL硝酸,缓慢滴加8mL氢氟酸,静置20min 左右,组装消解罐,按照如下设置参数进行实验:
实验结束后,待冷却至 60℃以下,将消解罐转移至通风橱中,缓慢打开罐盖,赶酸稀释后,溶液澄清透明,样品可完全溶解。
3.3、氮化硼
氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体。由于氮化硼热稳定性和耐磨性好以及化学稳定性强,可用作温度传感器套,制造高温物件,如火箭、燃烧室内衬和等离子体喷射炉材料。可作高温润滑剂、脱模剂、 高频绝缘材料和半导体的固相掺杂材料等。
称取氮化硼粉末0.1g(精确至 0.1mg)于消解罐底部,加入5mL硝酸和5mL氢氟酸,静置10min 左右,组装消解罐,按照如下设置参数进行实验:
实验结束后,待冷却至 60℃以下,将消解罐转移至通风橱中,缓慢打开罐盖,赶酸稀释后,溶液澄清透明,样品可完全溶解。
四、结果与讨论
实验选择氮化铝、氮化硅、氮化硼三类氮化物均可完全溶解,其中氮化铝采用王水体系,最高消解温度200℃;氮化硅和氮化硼采用硝酸+氢氟酸的混酸体系进行实验,最高实验温度210℃,保温40min。
五、注意事项
1、氮化硅样品与氢氟酸接触反应剧烈,应缓慢加入氢氟酸防止液体溅出。
2、添加氢氟酸进行实验后,需进行赶酸处理,防止氢氟酸对玻璃器皿造成腐蚀和对实验结果造成影响。
3、王水有很强的挥发性与腐蚀性,实验人员应做好防护。