Nitride

Ein Nitrid ist eine chemische Verbindung eines Elements mit Stickstoff in Form von dreifach negativ geladenen Anionen (N^3-: Nitrid-Anion). Man unterscheidet ionische (salzartige), metallische und kovalente Nitride (zum Teil als diamantartige Nitride bezeichnet).

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Verwendung

Die meisten technisch genutzten Nitride werden zur Oberflächenvergütung eingesetzt. So nutzt man z. B. Siliziumnitrid (Si₃N₄) als Antireflexionsschicht. Metallartige und die sogenannten diamantartigen Nitride dienen als Hartstoffe, Hochtemperatur- und feuerfeste Keramikwerkstoffe, z. B. Titannitrid (TiN).

Ebenfalls werden Nitride in der Mikroelektronik eingesetzt. Dort finden sie Anwendung als Diffusionsbarrieren (z. B. Tantalnitrid) oder Passivierungsschichten (vor allem Siliziumnitrid).

Nitride von Elementen der 3. Hauptgruppe (AlN, GaN, InN) sind III-V-Halbleiter und werden in elektrooptischen Geräten wegen ihrer großen Bandlücke zur Erzeugung von Licht mit kurzen Wellenlängen (blau) eingesetzt. Voraussetzung für Funktion von weißen LEDs.

Beispiele

Kovalente Nitride

• Bornitrid (BN): Hochtemperaturschmiermittel und Isolationsstoff
• Aluminiumnitrid (AlN): Substratwerkstoff mit sehr guter Wärmeleitfähigkeit für Leistungselektronik
• Galliumnitrid (GaN): Halbleitermaterial in blauen Leuchtdioden
• Indiumnitrid (InN)
• Kohlenstoffnitrid (C₃N₄): Gegenstand aktueller Forschung, theoretisch härter als Diamant
• Siliziumnitrid (Si₃N₄): Hochfeste, hochtemperaturbeständige technische Keramiken
• Germaniumnitrid (Ge₃N₄)
• Zinn(IV)nitrid (Sn₃N₄)
• Phosphornitrid (P₃N₅)
• Kupfer(I)nitrid (Cu₃N)
• Calciumnitrid (Ca₃N₂)

Metallische Nitride

• Titannitrid (TiN): Vergütungsschichten auf Bohrern, Fräsern, Hartmetall Wendeschneidplatten
• Tantalnitrid (TaN)
• Chromnitrid (CrN): Vergütung von Spezialwerkzeugen aus Chrom
• Diverse Eisennitridphasen, Fe₄N, Fe₃N_1+x, Fe₂N: Bedeutung beim Nitrieren von Stahl
• Eisen(III)nitrid (FeN)

Ionische Nitride

• Lithiumnitrid (Li₃N)
• Natriumnitrid (Na₃N)
• Berylliumnitrid (Be₃N₂)
• Magnesiumnitrid (Mg₃N₂)
• Calciumnitrid (Ca₃N₂)
• Zinknitrid (Zn₃N₂)
• Scandiumnitrid (ScN)
• Yttriumnitrid (YN)
• Lanthannitrid (LaN)
• Zirconium(IV)nitrid (Zr₃N₄)
• Tantal(V)nitrid (Ta₃N₅)
• Urannitrid (UN, U₂N₃, UN₂)
• Thorium(IV)nitrid (Th₃N₄)

Vorkommen von Nitriden in der Natur

Mineralien

Nitridische Mineralien sind extrem selten. Sie können sich nur unter sehr sauerstoffarmen Bedingungen bilden. Dies ergibt sich aus der sehr viel höheren Reaktivität von Sauerstoff O₂ ("Biradikal", Dissoziationsenthalpie 498,67 kJ/mol) gegenüber dem Stickstoff N₂ (Dreifachbindung, Dissoziationsenthalpie 946,04 kJ/mol).

• Roaldit (Fe₄N)
• Siderazot (Fe₃N)
• Osbornit (TiN)
• Carlsbergit (CrN)
• Sinoit (Si₂ON₂)