Τα χαρακτηριστικά απόδοσης των νιτριδίων του κράματος αντικατοπτρίζονται κυρίως στις φυσικές, χημικές και λειτουργικές τους ιδιότητες, ως εξής:
Φυσικές Ιδιότητες
Υψηλή σκληρότητα και αντοχή στη φθορά: Τα νιτρίδια του κράματος (όπως ε-Fe2-3N) έχουν εξαγωνική κρυσταλλική δομή, πυκνότητα περίπου 5,8 g/cm³ και υψηλή σκληρότητα, καθιστώντας τα κατάλληλα για συνθέσεις υλικών ανθεκτικών-.
Μαγνητικές ιδιότητες: Το ε-Fe2₋3N εμφανίζει σιδηρομαγνητισμό σε θερμοκρασία δωματίου με υψηλή μαγνητική ροπή.
Θερμική σταθερότητα: Τα νιτρίδια του κράματος διατηρούν τη δομική σταθερότητα σε υψηλές θερμοκρασίες, παρουσιάζοντας καλή θερμική σταθερότητα.
Χημικές ιδιότητες
Αντοχή στη διάβρωση: Τα νιτρίδια του κράματος (όπως το Fe6N2) είναι αδιάλυτα στο νερό και ανθεκτικά σε οξέα, αλκάλια και άλλες χημικές ουσίες, καθιστώντας τα κατάλληλα για διαβρωτικά περιβάλλοντα.
Ευαισθησία στην οξείδωση: Το ε-Fe2₋3N οξειδώνεται εύκολα σε οξείδια του αζώτου παρουσία οξυγόνου και απαιτεί σφραγισμένη αποθήκευση.
Λειτουργικές Ιδιότητες
Καταλυτική δραστηριότητα: Τα κράματα νιτριδίου παρουσιάζουν εξαιρετική απόδοση στη σύνθεση Fischer-Tropsch, στη σύνθεση αμμωνίας και στην ηλεκτροκατάλυση OER. Τα υλικά νανοκλίμακας μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν στη μαγνητοϋδροδυναμική και στους υπερπυκνωτές.
Μόνιμος μαγνήτης: Οι μόνιμοι μαγνήτες σιδήρου-αζώτου (όπως ο Fe₆N2) θεωρούνται υποψήφια υλικά για να αντικαταστήσουν τους σπάνιους-μόνιμους μαγνήτες της γης λόγω της υψηλής μαγνητοκρυσταλλικής ανισοτροπίας και του χαμηλού κόστους τους, αλλά πρέπει να αντιμετωπιστούν τα ζητήματα καταναγκασμού και ισορροπίας παραμονής.
Εφαρμογές επιφανειακής μηχανικής: Οι επεξεργασίες εναζώτου (όπως η νιτροποίηση αερίου) μπορούν να βελτιώσουν τη σκληρότητα της επιφάνειας (έως HV950-HV1200), την αντοχή στη φθορά και την αντοχή σε κόπωση των χαλύβδινων εξαρτημάτων, καθιστώντας τα κατάλληλα για στροφαλοφόρους άξονες κινητήρα, καλούπια κ.λπ.
Προετοιμασία και Δομικά Χαρακτηριστικά
Συντονιζόμενη Δομή Φάσης: Τα κράματα νιτριδίου περιέχουν πολλαπλές φάσεις (όπως Fe2N, Fe3N, Fe4N, Fe6N2) και η απόδοσή τους μπορεί να βελτιστοποιηθεί ελέγχοντας τις συνθήκες παρασκευής. Χαρακτηριστικά ενδιάμεσου κράματος: Η σχετικά μεγάλη διατομική απόσταση των ατόμων σιδήρου (0,28-0,30 nm) ευνοεί τη διάχυση των ατόμων αζώτου.
