সিলিকন নাইট্রাইড (SI3N4): কাঠামো, বৈশিষ্ট্য, উত্পাদন, ব্যবহার - রসায়ন - 2025

সিলিকন nitride একটি অজৈব নাইট্রোজেন (n) এবং সিলিকন (এসআই) গঠিত যৌগ। এর রাসায়নিক সূত্রটি সি ₃ এন ₄ । এটি ব্যতিক্রমী কঠোরতা এবং উচ্চ তাপমাত্রার প্রতিরোধের একটি উজ্জ্বল ধূসর বা হালকা ধূসর উপাদান।

এর বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে, সিলিকন নাইট্রাইড অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয় যেখানে পরিধানের জন্য উচ্চ প্রতিরোধের এবং উচ্চ তাপমাত্রার প্রয়োজন হয়। উদাহরণস্বরূপ, এটি কাটার সরঞ্জাম এবং বল বিয়ারিংগুলি তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়।

সিলিকন নাইট্রাইড গোলক সি ₃ এন ₄ । লুকাসবোশ। সূত্র: উইকিমিডিয়া কমন্স।

এটি এমন যন্ত্রের টুকরোতে ব্যবহৃত হয় যা অবশ্যই উচ্চ যান্ত্রিক শক্তির বিরুদ্ধে প্রতিরোধ করতে হবে, যেমন টারবাইন ব্লেডগুলি, যা বড় সিলিন্ডারের মতো যেখানে ব্লেডগুলি জল বা গ্যাসের উত্তরণের সাথে উচ্চ গতিতে ঘুরতে হবে, শক্তি উত্পাদন করে।

সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকগুলি এমন অংশ তৈরি করতে ব্যবহৃত হয় যা গলিত ধাতবগুলির সংস্পর্শে আসতে হবে। এগুলি মানব বা প্রাণী হাড়ের প্রতিস্থাপন হিসাবেও ব্যবহার করা যেতে পারে।

সি ₃ এন ₄ এর বৈদ্যুতিক অন্তরক বৈশিষ্ট্য রয়েছে, এটি বৈদ্যুতিক সংক্রমণ করে না। তাই এটি মাইক্রো ইলেক্ট্রনিক্স অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে বা খুব ছোট ইলেকট্রনিক ডিভাইসে ব্যবহার করা যেতে পারে।

গঠন

সিলিকন নাইট্রাইডে প্রতিটি সিলিকন পরমাণু (সি) সম্মোহিতভাবে 4 নাইট্রোজেন পরমাণু (এন) এর সাথে জড়িত। তদ্বিপরীত, প্রতিটি নাইট্রোজেন পরমাণু 3 টি সিলিকন পরমাণুর সাথে সংযুক্ত থাকে।

অতএব, বন্ডগুলি খুব শক্তিশালী এবং যৌগিককে উচ্চ স্থিতিশীলতা দেয়।

সিলিকন নাইট্রাইডের লুইস কাঠামো সি ₃ এন ₄ । গ্রাসো লুইগি। সূত্র: উইকিমিডিয়া কমন্স।

সিলিকন নাইট্রাইড সি ₃ এন ₄ এর ত্রি-মাত্রিক কাঠামো । ধূসর = সিলিকন; নীল = নাইট্রোজেন। গ্রাসো লুইগি। সূত্র: উইকিমিডিয়া কমন্স।

সিলিকন নাইট্রাইডে তিনটি স্ফটিক কাঠামো রয়েছে: আলফা (α-Si ₃ N ₄), বিটা (β-Si ₃ N ₄) এবং গামা (γ-Si ₃ N ₄)। আলফা এবং বিটা সবচেয়ে সাধারণ। গামা উচ্চ চাপ এবং তাপমাত্রায় পাওয়া যায় এবং এটি সবচেয়ে কঠিন।

নামাবলী

• সিলিকন নাইট্রাইড
• ত্রিসিলিকন টেট্রানাইট্রাইড

প্রোপার্টি

ভতস

সলিড উজ্জ্বল ধূসর।

আণবিক ভর

140.28 গ্রাম / মোল

গলনাঙ্ক

1900 ºC

ঘনত্ব

3.44 গ্রাম / সেমি ³

দ্রাব্যতা

জলে দ্রবীভূত। হাইড্রোফ্লোরিক অ্যাসিড এইচএফ মধ্যে দ্রবণীয়।

রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য

সিলিকন এবং নাইট্রোজেন পরমাণুগুলি সি ₃ এন _4-তে বন্ধিত হওয়ার কারণে এটি একটি খুব স্থিতিশীল যৌগ _।

সিলিকন নাইট্রাইডের হাইড্রোক্লোরিক (এইচসিএল) এবং সালফিউরিক (এইচ ₂ এসও ₄) অ্যাসিডের প্রতি দুর্দান্ত প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে । এটি জারণের প্রতিরোধীও খুব প্রতিরোধী। এটি অ্যালুমিনিয়াম এবং এর alloys castালাই প্রতিরোধী।

অন্যান্য সম্পত্তি

এটির তাপ শক, উচ্চতর তাপমাত্রায় কঠোরতার উচ্চ ধারণক্ষমতা, ক্ষয় এবং পরিধানের জন্য দুর্দান্ত প্রতিরোধের, এবং ক্ষয় পর্যন্ত দুর্দান্ত প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে।

এটিতে ব্যতিক্রমী কঠোরতা রয়েছে যা উপাদানের পাতলা বেধ প্রয়োগ করতে দেয়। এটি উচ্চ তাপমাত্রায় এর বৈশিষ্ট্যগুলি বজায় রাখে।

সিলিকন নাইট্রাইড ছায়াছবিগুলি উচ্চ তাপমাত্রায় এমনকি জল, অক্সিজেন এবং ধাতুগুলির বিস্তারে দুর্দান্ত বাধা। তারা খুব কঠোর এবং একটি উচ্চ ডাইলেট্রিক ধ্রুবক রয়েছে, যার অর্থ তারা বিদ্যুতের দুর্বল সঞ্চালন করে, এইভাবে বৈদ্যুতিক অন্তরক হিসাবে কাজ করে।

এই সমস্ত কারণে এটি উচ্চ তাপমাত্রা এবং উচ্চ যান্ত্রিক চাপ প্রয়োগের জন্য উপযুক্ত উপাদান।

উপগমন

এটি অ্যামোনিয়া (এনএইচ ₃) এবং সিলিকন ক্লোরাইডের (এসআইসিএল ₄) মধ্যে প্রতিক্রিয়া থেকে শুরু করে পাওয়া যায়, যেখানে সিলিকন অ্যামাইড সি (এনএইচ ₂) _{4 উত্পাদিত হয়,} যা উত্তপ্ত হয়ে যখন একটি অ্যানাইড তৈরি করে এবং তখন সিলিকন নাইট্রাইড সি ₃ এন ₄ ।

প্রতিক্রিয়াটি সংক্ষেপে সংক্ষেপে বলা যেতে পারে:

সিলিকন ক্লোরাইড + অ্যামোনিয়া → সিলিকন নাইট্রাইড + হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড

3 সিসিএল ₄ (গ্যাস) + 4 এনএইচ ₃ (গ্যাস) → সি ₃ এন ₄ (কঠিন) + 12 এইচসিএল (গ্যাস)

এটি 1200-1400 ° সেন্টিগ্রেড তাপমাত্রায় নাইট্রোজেন গ্যাস (এন ₂) দিয়ে কমপ্যাক্ট গুঁড়া সিলিকন (সি) ব্যবহার করে উত্পাদিত হয় তবে এই উপাদানটিতে 20-30% মাইক্রোপোরোসিটি রয়েছে যা এর যান্ত্রিক শক্তিকে সীমাবদ্ধ করে।

3 সি (কঠিন) + 2 এন ₂ (গ্যাস) → সি ₃ এন ₄ (কঠিন)

এই কারণে, সি ₃ এন ₄ পাউডারটি ঘন সিরামিক গঠনের জন্য সাইনটারযুক্ত হয়, এর অর্থ পাউডারটি উচ্চ চাপ এবং তাপমাত্রার সাথে যুক্ত হয়।

অ্যাপ্লিকেশন

বৈদ্যুতিন ক্ষেত্রে

সিলিকন নাইট্রাইড প্রায়শই সংহত সার্কিট এবং মাইক্রোমেকানিকাল স্ট্রাকচারগুলিতে প্যাসিভেশন বা সুরক্ষা স্তর হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট এমন একটি কাঠামো যাতে কিছু ফাংশন সম্পাদনের জন্য প্রয়োজনীয় বৈদ্যুতিন উপাদান থাকে। একে চিপ বা মাইক্রোচিপও বলা হয়।

সিলিকন নাইট্রাইড সি ₃ এন ₄ মাইক্রোচিপ তৈরিতে ব্যবহৃত হয়। মূল আপলোডারটি ছিল ইংলিশ উইকিপিডিয়ায় জাফরিস। । সূত্র: উইকিমিডিয়া কমন্স।

সি ₃ এন ₄ এর জল, অক্সিজেন এবং সোডিয়ামের মতো ধাতবগুলির বিস্তারের জন্য দুর্দান্ত প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে যার কারণে এটি একটি অন্তরক স্তর বা বাধা হিসাবে কাজ করে।

এটি একটি ডাইলেট্রিক উপাদান হিসাবেও ব্যবহৃত হয়, এর অর্থ এটি বিদ্যুতের একটি দুর্বল কন্ডাক্টর, তাই এটি এটির জন্য একটি অন্তরক হিসাবে কাজ করে।

এটি মাইক্রো ইলেক্ট্রনিক এবং ফোটোনিক অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য (আলোক তরঙ্গগুলির প্রজন্ম এবং সনাক্তকরণ) জন্য কাজ করে। এটি অপটিক্যাল আবরণগুলিতে একটি পাতলা স্তর হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

এটি গতিশীল র‌্যান্ডম অ্যাক্সেস মেমরি বা ডিআআরএএম (ডায়নামিক র্যান্ডম অ্যাক্সেস মেমোরি) এর জন্য ক্যাপাসিটারগুলিতে ব্যবহৃত সবচেয়ে সাধারণ ডাইলেট্রিক উপাদান যা কম্পিউটারে ব্যবহৃত হয়।

কম্পিউটার বা কম্পিউটারে ডিআরএএম মেমরি ব্যবহৃত হয়। সিলিকন নাইট্রাইড থাকতে পারে ভিক্টোরোচা। সূত্র: উইকিমিডিয়া কমন্স।

সিরামিক উপকরণ মধ্যে

সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকের পরিধানের জন্য উচ্চ কঠোরতা এবং প্রতিরোধের বৈশিষ্ট্য রয়েছে, এই কারণে এটি ট্র্যাবোলজিকাল ইঞ্জিনিয়ারিং অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়, এটি হ'ল যেখানে প্রচুর ঘর্ষণ এবং পরিধান ঘটে uses

ঘন সি ₃ এন ₄ উচ্চ নমনীয় শক্তি, উচ্চ ফ্র্যাকচার প্রতিরোধের, টানা বা স্লাইডিংয়ের জন্য ভাল প্রতিরোধের, উচ্চ কঠোরতা এবং ক্ষয়ের প্রতিরোধের দুর্দান্ত প্রতিরোধের প্রদর্শন করে।

সিলিকন নাইট্রাইড দিয়ে তৈরি বিভিন্ন আকারের বল বহনকারী গোলক। তারা যন্ত্রপাতি ব্যবহার করতে ব্যবহৃত হয়। লুকাসবোশ। সূত্র: উইকিমিডিয়া কমন্স।

সিলিকন নাইট্রাইড যখন 1750-1900 ° সেন্টিগ্রেড তাপমাত্রায় অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড এবং ইটরিয়াম অক্সাইড (আল ₂ O ₃ + Y ₂ O ₃) যুক্ত তরল পর্যায়ে sintering দ্বারা প্রক্রিয়া করা হয় তখন এটি পাওয়া যায় This

সিনটারিং একটি চাপ এবং আরও কমপ্যাক্ট উপাদান পেতে উচ্চ চাপ এবং তাপমাত্রায় একটি যৌগের গুঁড়া সাপেক্ষে গঠিত।

সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক উদাহরণস্বরূপ অ্যালুমিনিয়াম গন্ধ সরঞ্জামগুলিতে ব্যবহার করা যেতে পারে, অর্থাত্ খুব গরম জায়গা যেখানে গলিত অ্যালুমিনিয়াম উপস্থিত রয়েছে।

সি ₃ এন ₄ সিরামিক দিয়ে তৈরি সিলিং এবং টিউব অ্যালুমিনিয়াম সহ প্রক্রিয়াগুলিতে ব্যবহৃত টিউব । Hshkrc। সূত্র: উইকিমিডিয়া কমন্স।

সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকের কাঠামো ইঞ্জিনিয়ারদের চাহিদা অনুযায়ী নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য বৈশিষ্ট্যগুলি অনুকূল করার একটি দুর্দান্ত সুযোগ সরবরাহ করে। এমনকি এর অনেকগুলি সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশন এখনও বাস্তবায়িত হয়নি।

বায়োমেডিকাল উপাদান হিসাবে

1989 সাল থেকে এটি প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল যে সি ₃ এন ₄ একটি বায়োপম্প্যাটিভ পদার্থ, যার অর্থ এটি ক্ষতিগ্রস্থ হওয়া এবং চারপাশের টিস্যুগুলির পুনর্জন্মের অনুমতি ছাড়াই কোনও জীবিত প্রাণীর কোনও অংশ প্রতিস্থাপন করতে পারে।

এটি লোড বহনকারী হাড়গুলির প্রতিস্থাপন বা মেরামতের জন্য এবং ইন্টারভার্টিব্রাল ডিভাইসগুলি, অর্থাৎ, ছোট ছোট বস্তুগুলি যা মেরুদণ্ড মেরামত করার অনুমতি দেয় সেগুলির জন্য উপাদানগুলি তৈরি করতে ব্যবহৃত হয় to

মানব বা প্রাণী হাড়ের উপর পরিচালিত পরীক্ষায়, হাড় এবং রোপন বা সি ₃ এন ₄ সিরামিক টুকরাগুলির মধ্যে মিলন অল্প সময়ের মধ্যে ঘটেছিল ।

মানব দেহের হাড়গুলি সিলিকন নাইট্রাইডের অংশগুলি মেরামত বা প্রতিস্থাপন করা যেতে পারে। লেখক: Com329329। সূত্র: পিক্সাবে।

সিলিকন নাইট্রাইড অ-বিষাক্ত, এটি কোষের আঠালোতা, সাধারণ বিস্তার বা কোষের গুণন এবং কোষের ধরণের দ্বারা তাদের পার্থক্য বা বৃদ্ধিকে সমর্থন করে।

বায়োমেডিসিনের জন্য সিলিকন নাইট্রাইড কীভাবে তৈরি হয়

এই অ্যাপ্লিকেশনটির জন্য, সি ₃ এন ₄ এর আগে এ্যালুমিনা এবং ইটিরিয়াম অক্সাইডের সংযুক্তি (আল ₂ ও ₃ + ওয়াই ₂ ও ₃) এর সাথে একটি পাপযুক্ত প্রক্রিয়াতে জড়িত । এটি সি ₃ এন ₄ পাউডার প্লাস অ্যাডিটিভগুলিতে চাপ এবং উচ্চ তাপমাত্রা প্রয়োগ করে consists

এই পদ্ধতিটি ফলস্বরূপ উপাদানটিকে ব্যাকটিরিয়া বৃদ্ধি রোধ করার ক্ষমতা দেয়, সংক্রমণের ঝুঁকি হ্রাস করে এবং দেহের সেলুলার বিপাকের পক্ষে যায়।

সুতরাং, এটি হাড় মেরামত ডিভাইসগুলিতে দ্রুত নিরাময়ের প্রচারের সম্ভাবনাটি খোলে।

বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন

এটি উচ্চ তাপমাত্রার অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয় যেখানে পরিধানের জন্য প্রতিরোধের প্রয়োজন যেমন بیرিংস (মেশিনগুলিতে ঘূর্ণনশীল আন্দোলনের সমর্থনকারী অংশ) এবং কাটিয়া সরঞ্জামগুলি।

এটি টারবাইন ব্লেডগুলিতেও ব্যবহৃত হয় (জল বা একটি গ্যাস পাস করার সময় ঘূর্ণন করে এমন ব্লেডযুক্ত ড্রাম দ্বারা তৈরি মেশিনগুলি এবং ফলে শক্তি উত্পন্ন হয়) এবং ভাস্বর সংযোগ (উচ্চ তাপমাত্রায় জয়েন্টগুলি) ব্যবহার করা হয়।

টারবাইন বা বিমানের ইঞ্জিন, এর ব্লেডগুলিতে সিলিকন নাইট্রাইড থাকতে পারে। লেখক: লার্স_নিজন_পোটার্ট। সূত্র: পিক্সাবে।

এটি থার্মোকল টিউব (তাপমাত্রা সেন্সর), গলিত ধাতব ক্রুশিবল এবং রকেট জ্বালানীর ইনজেকশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়।

তথ্যসূত্র

1. কটন, এফ। অ্যালবার্ট এবং উইলকিনসন, জেফ্রি। (1980)। উন্নত অজৈব রসায়ন। চতুর্থ সংস্করণ। জন উইলি অ্যান্ড সন্স
2. মার্কিন জাতীয় গ্রন্থাগার (2019)। সিলিকন নাইট্রাইড Pubchem.ncbi.nlm.nih.gov থেকে উদ্ধার করা হয়েছে।
3. ডিন, জেএ (সম্পাদক) (1973)। রসায়নের ল্যাংয়ের হ্যান্ডবুক। একাদশ সংস্করণ। ম্যাকগ্রা-হিল বুক কোম্পানি।
4. ঝাং, জেএক্সজে এবং হোশিনো, কে। (2019)। ন্যানো / মাইক্রোফ্যাব্রিকেশন এবং স্কেল এফেক্টের মৌলিক বিষয়গুলি। মলিকুলার সেন্সর এবং ন্যানোডেভিসেসে (দ্বিতীয় সংস্করণ)। বিজ্ঞান ডাইরেক্ট.কম থেকে উদ্ধার করা হয়েছে।
5. Drouet, সি। ইত্যাদি। (2017)। সিরামিকের ধরণ। সিলিকন নাইট্রাইড: একটি ভূমিকা। সিরামিক বায়োমেটরিয়ালের অগ্রগতিতে। বিজ্ঞান ডাইরেক্ট.কম থেকে উদ্ধার করা হয়েছে।
6. কেটা, এইচ। এট আল। (2013)। সিলিকন নাইট্রাইড এবং সিলোন তাদের অ্যাপ্লিকেশন সহ পর্যালোচনা এবং ওভারভিউ। উন্নত সিরামিকের হ্যান্ডবুকে (দ্বিতীয় সংস্করণ)। বিজ্ঞান ডাইরেক্ট.কম থেকে উদ্ধার করা হয়েছে।
7. হো, এইচএল এবং আইয়ার, এসএস (2001)। DRAMs। নোড ক্যাপাসিট্যান্স ইস্যু। উপাদানসমূহের এনসাইক্লোপিডিয়ায়: বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি। বিজ্ঞান ডাইরেক্ট.কম থেকে উদ্ধার করা হয়েছে।
8. জাং, সি (২০১৪)। সিরামিক ম্যাট্রিক্স কম্পোজিটের পরিধান এবং ট্র্যাবোলজিকাল বৈশিষ্ট্যগুলি বোঝা। সিরামিক ম্যাট্রিক্স কম্পোজিটগুলিতে অগ্রণীতে (দ্বিতীয় সংস্করণ)। বিজ্ঞান ডাইরেক্ট.কম থেকে উদ্ধার করা হয়েছে।