Nitrure de vanadium

Nitrure de vanadium
__ V^3+     __ N^3− Structure cristalline du nitrure de vanadium
Identification
N^o CAS	24646-85-3
N^o ECHA	100.042.151
N^o CE	246-382-4
PubChem	90570
SMILES	N#[V] PubChem, vue 3D
InChI	Std. InChI : vue 3D InChI=1S/N.V Std. InChIKey : SKKMWRVAJNPLFY-UHFFFAOYSA-N
Propriétés chimiques
Formule	NV  [Isomères]
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]
Attention H302+H312+H332 et P280 H302+H312+H332 : Nocif en cas d'ingestion, par contact cutané ou si inhalé P280 : Porter des gants de protection/des vêtements de protection/un équipement de protection des yeux/du visage.
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Le nitrure de vanadium est un composé chimique de formule VN. Cette céramique ultraréfractaire est un solide noir partiellement métallique cristallisant dans une structure de type halite et présentant une stœchiométrie comprise entre VN_0,7 et VN_1,0. 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'oxygène peuvent être échangés pour former des cristaux mélangés. 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].

Le nitrure de vanadium se forme lors de la nitruration de l'acier et accroît 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 calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
2. (en) Dale L. Perry, Handbook of Inorganic Compounds, Taylor & Francis, 2^e édition, 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 composé Vanadium nitride −325 mesh, 99%, consultée 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, n^os 20-21,‎ 22 mai 2006, p. 6101è6110 (DOI 10.1016/j.surfcoat.2005.09.026, lire en ligne)
6. (en) Uğur Şen, « Thermo-Reactive Diffusion Vanadium Nitride Coatings on AISI 1020 Steel », Key Engineering Materials, vol. 264-268,‎ mai 2004, 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, n^o 18,‎ décembre 1988, 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. Schlepütz, 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, n^o 5,‎ 2 février 2015, article n^o 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, n^o 11,‎ 1^er juin 1984, 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, n^o 9,‎ mai 2006, p. 1178-1182 (DOI 10.1002/adma.200502471, lire en ligne)