De prestatiekenmerken van legeringsnitriden worden als volgt voornamelijk weerspiegeld in hun fysische, chemische en functionele eigenschappen:
Fysieke eigenschappen
Hoge hardheid en slijtvastheid: Legeringsnitriden (zoals ε-Fe₂₋₃N) hebben een hexagonale kristalstructuur, een dichtheid van ongeveer 5,8 g/cm³ en een hoge hardheid, waardoor ze geschikt zijn voor slijtvast-materiaalsamenstellingen.
Magnetische eigenschappen: ε-Fe₂₋₃N vertoont ferromagnetisme bij kamertemperatuur met een hoog magnetisch moment.
Thermische stabiliteit: Legeringsnitriden behouden de structurele stabiliteit bij hoge temperaturen en vertonen een goede thermische stabiliteit.
Chemische eigenschappen
Corrosiebestendigheid: Legeringsnitriden (zoals Fe₆N₂) zijn onoplosbaar in water en bestand tegen zuren, logen en andere chemicaliën, waardoor ze geschikt zijn voor corrosieve omgevingen.
Oxidatiegevoeligheid: ε-Fe₂₋₃N wordt gemakkelijk geoxideerd tot stikstofoxiden in aanwezigheid van zuurstof en vereist een afgesloten opslag.
Functionele eigenschappen
Katalytische activiteit: Nitridelegeringen vertonen uitstekende prestaties bij Fischer-Tropsch-synthese, ammoniaksynthese en OER-elektrokatalyse. Materialen op nanoschaal kunnen ook worden gebruikt in de magnetohydrodynamica en supercondensatoren.
Potentieel van permanente magneten: permanente ijzer{0}}stikstofmagneten (zoals Fe₆N₂) worden beschouwd als kandidaatmaterialen om zeldzame- permanente aardmagneten te vervangen vanwege hun hoge magnetokristallijne anisotropie en lage kosten, maar de problemen met het evenwicht tussen coërciviteit en remanentie moeten worden aangepakt.
Oppervlaktetechnische toepassingen: Nitreringsbehandelingen (zoals gasnitreren) kunnen de oppervlaktehardheid (tot HV950-HV1200), de slijtvastheid en de vermoeiingssterkte van stalen onderdelen verbeteren, waardoor ze geschikt worden voor motorkrukassen, mallen, enz.
Voorbereiding en structurele kenmerken
Afstembare fasestructuur: Nitridelegeringen bevatten meerdere fasen (zoals Fe₂N, Fe₃N, Fe₄N, Fe₆N₂) en hun prestaties kunnen worden geoptimaliseerd door de voorbereidingsomstandigheden te controleren. Kenmerken van interstitiële legering: De relatief grote interatomaire afstand van ijzeratomen (0,28-0,30 nm) is bevorderlijk voor de diffusie van stikstofatomen.
