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Nitrure de vanadium

Le nitrure de vanadium est un composĂ© chimique de formule VN. Cette cĂ©ramique ultrarĂ©fractaire est un solide noir partiellement mĂ©tallique cristallisant dans une structure de type halite et prĂ©sentant une stƓchiomĂ©trie comprise entre VN0,7 et VN1,0. Le nitrure de vanadium VN, le carbure de vanadium VC et l'oxyde de vanadium(II) VO ont des structures cristallines isomorphes dans lesquelles les atomes d'azote, de carbone et d'oxygĂšne peuvent ĂȘtre Ă©changĂ©s pour former des cristaux mĂ©langĂ©s. Il forme des solutions solides avec le nitrure de titane TiN, le nitrure de niobium NbN, le carbure de titane TiC, le carbure de niobium NbC et le carbure de tantale TaC[3].

Nitrure de vanadium
Image illustrative de l’article Nitrure de vanadium
__ V3+ __ N3−
Structure cristalline du nitrure de vanadium
Identification
No CAS 24646-85-3
No ECHA 100.042.151
No CE 246-382-4
PubChem 90570
SMILES
InChI
Propriétés chimiques
Formule NV [IsomĂšres]
Masse molaire[1] 64,948 2 ± 0,000 3 g/mol
N 21,57 %, V 78,43 %,
Propriétés physiques
T° ébullition Pratiquement insoluble dans l'eau[2].
Soluble dans l'acide chlorhydrique[3]
Masse volumique 6,13 g·cm-3[4] à 25 °C
Précautions
SGH[4]
SGH07 : Toxique, irritant, sensibilisant, narcotique
Attention
H302+H312+H332 et P280

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Le nitrure de vanadium se forme lors de la nitruration de l'acier et accroßt la résistance à l'usure[5]. On l'obtient par réaction du vanadium avec l'azote N2 ou l'ammoniac NH3 :

2 V + N2 ⟶ 2 VN ;
2 V + 2 NH3 ⟶ 2 VN + 3 H2.

Au cours de la nitruration, il peut également se former une autre phase, de formule V2N, également appelée nitrure de vanadium[6]. Sa structure à basse température présente des agrégats V4[7] ; sa structure résulte d'une instabilité thermodynamique[8]. C'est un supraconducteur à couplage fort[9]. Les nanocristaux de nitrure de vanadium sont par ailleurs étudiés en vue d'applications potentielles pour réaliser des supercondensateurs[10].

Notes et références

  1. Masse molaire calculĂ©e d’aprĂšs « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. (en) Dale L. Perry, Handbook of Inorganic Compounds, Taylor & Francis, 2e Ă©dition, 2011, p. 451. (ISBN 1-4398-1462-7)
  3. (en) Hugh O. Pierson, Handbook of Refractory Carbides and Nitrides: Properties, Characteristics, Processing and Applications, William Andrew, 1996, p. 200. (ISBN 0-8155-1770-X)
  4. Fiche Sigma-Aldrich du composĂ© Vanadium nitride −325 mesh, 99%, consultĂ©e le 14 juin 2019.
  5. (en) R. M. Muñoz Riofano, L. C. Casteletti et P. A. P. Nascente, « Study of the wear behavior of ion nitrided steels with different vanadium contents », Surface and Coatings Technology, vol. 200, nos 20-21,‎ , p. 6101Ăš6110 (DOI 10.1016/j.surfcoat.2005.09.026, lire en ligne)
  6. (en) Uğur ƞen, « Thermo-Reactive Diffusion Vanadium Nitride Coatings on AISI 1020 Steel », Key Engineering Materials, vol. 264-268,‎ , p. 577-580 (DOI 10.4028/www.scientific.net/KEM.264-268.577, lire en ligne)
  7. (en) F. Kubel, W. Lengauer, K. Yvon, K. Knorr et A. Junod, « Structural phase transition at 205 K in stoichiometric vanadium nitride », Physical Review B, Condensed Matter, vol. 38, no 18,‎ , p. 12908-12912 (PMID 9946260, DOI 10.1103/PhysRevB.38.12908, Bibcode 1988PhRvB..3812908K, lire en ligne)
  8. (en) A. B. Mei, O. Hellman, N. Wireklint, C. M. SchlepĂŒtz, D. G. Sangiovanni, B. Alling, A. Rockett, L. Hultman, I. Petrov et J. E. Greene, « Dynamic and structural stability of cubic vanadium nitride », Physical Review B, vol. 91, no 5,‎ , article no 054101 (DOI 10.1103/PhysRevB.91.054101, Bibcode 2015PhRvB..91e4101M, lire en ligne)
  9. (en) B. R. Zhao, L. Chen, H. L. Luo, M. D. Jack et D. P. Mullin, « Superconducting and normal-state properties of vanadium nitride », Physical Review B (Condensed Matter), vol. 29, no 11,‎ , p. 6198-6202 (DOI 10.1103/PhysRevB.29.6198, Bibcode 1984PhRvB..29.6198Z, lire en ligne)
  10. (en) D. Choi, G. E. Blomgren et P. N. Kumta, « Fast and Reversible Surface Redox Reaction in Nanocrystalline Vanadium Nitride Supercapacitors », Advanced Materials, vol. 18, no 9,‎ , p. 1178-1182 (DOI 10.1002/adma.200502471, lire en ligne)
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