Nitrure de zirconium

Le nitrure de zirconium est un composé chimique de formule ZrN. Il s'agit d'une céramique ultraréfractaire ultradure de couleur dorée ayant de nombreuses applications en raison de ses propriétés particulières. Il présente notamment, à température ambiante, une résistivité de 12,0 µΩ·cm, un coefficient thermique de résistivité de 5,6 × 10⁻⁸ Ω·cm·K^-1, un paramètre cristallin de 457,5 pm et une température de transition supraconductrice de 10,4 K. La dureté d'un monocristal de ZrN vaut 22,7 ± 1,7 GPa pour un module d'élasticité de 450 GPa[3]. Il présente la même structure cristalline que le chlorure de sodium NaCl, dans le groupe d'espace Fm3m[4]. Les propriétés physiques du nitrure de zirconium sont semblables à celles du nitrure de titane, le zirconium étant situé sous le titane dans le groupe 4 du tableau périodique.

__ Zr³⁺ __ N³⁻
Structure cristalline du nitrure de zirconium

Identification

N^o CAS

25658-42-8

N^o ECHA

100.042.864

N^o CE

247-166-2

Apparence

solide inodore de couleur jaune à marron, très inflammable sous forme de poudre[1]

Propriétés chimiques

Formule

N Zr

Masse molaire[2]

105,231 ± 0,002 g/mol
N 13,31 %, Zr 86,69 %,

Propriétés physiques

T° fusion

2 980 °C[1]

Solubilité

insoluble dans l'eau

Masse volumique

7,09 g·cm^-3[1] à 20 °C

Précautions

SGH[1]

Attention

H228, H315, H319, H335, P210, P261, P280, P305+P351+P338, P405 et P501

B4, D2B,

40
3178

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Le nitrure de zirconium peut être utilisé pour réaliser des matériaux réfractaires, des cermets et des creusets de laboratoire. Il est couramment utilisé pour enrober divers instruments et outils par dépôt chimique en phase vapeur (CVD), comme le matériel médical, des pièces mécaniques comme des forets, des composants pour la construction automobile et aérospatiale, et plus généralement toute surface soumise à l'usure ou à des environnements corrosifs.

Poinçons destinés à percer des trous dans des pièces en plastique revêtus d'une couche de nitrure de zirconium, reconnaissable à sa couleur dorée.

Notes et références

« Fiche du composé Zirconium nitride, 99.5% (metals basis excluding Hf), Hf <3% », sur Alfa Aesar (consulté le 26 décembre 2018).
Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
(en) A. B. Mei, B. M. Howe, C. Zhang, M. Sardela, J. N. Eckstein, L. Hultman, A. Rockett, I. Petrov et J. E. Greene, « Physical properties of epitaxial ZrN/MgO(001) layers grown by reactive magnetron sputtering », Journal of Vacuum Science & Technology A, vol. 31, n^o 6,‎ 2013, article n^o 061516 (DOI 10.1116/1.4825349, lire en ligne)
(en) Werner Martienssen, Hans Warlimont, Springer Handbook of Condensed Matter and Materials Data, Springer, 2005, p. 470. (ISBN 978-3-540-30437-1)

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[aa-1] « Fiche du composé Zirconium nitride, 99.5% (metals basis excluding Hf), Hf <3% », sur Alfa Aesar (consulté le 26 décembre 2018).

[2] Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.

[10.1116/1.4825349-3] (en) A. B. Mei, B. M. Howe, C. Zhang, M. Sardela, J. N. Eckstein, L. Hultman, A. Rockett, I. Petrov et J. E. Greene, « Physical properties of epitaxial ZrN/MgO(001) layers grown by reactive magnetron sputtering », Journal of Vacuum Science & Technology A, vol. 31, n^o 6,‎ 2013, article n^o 061516 (DOI 10.1116/1.4825349, lire en ligne)

[978-3-540-30437-1-4] (en) Werner Martienssen, Hans Warlimont, Springer Handbook of Condensed Matter and Materials Data, Springer, 2005, p. 470. (ISBN 978-3-540-30437-1)