12070-08-5
12070-08-5 結構式
基本信息
納米碳化鈦
超細碳化鈦微粉
碳化鈦(粉末)
碳化鈦(IV)
碳化鈦/納米碳化鈦
碳化鈦(IV)(粉末)
碳化鈦 (METALS BASIS)
碳化鈦, 99.5% (METALS BASIS)
碳化鈦濺射靶,76.2MM(3.0IN)DIAX6.35MM(0.250IN)THICK,99.5%(METALSBASIS)
TIC HV 120
TIC STD 250
TIC STD 120
TITANIUM CARBIDE
Titaniumcarbide,99%
TITANIUM(IV) CARBIDE
Titanium monocarbide
Titanium carbide (TiC)
Monotitanium monocarbide
物理化學性質
制備方法
直接法以海綿鈦和炭黑為原料制備碳化鈦：海綿鈦和炭黑按比例混合，在高純氫氣流中加熱至1500～1700℃反應制得碳化鈦，其
應用領域
常見問題列表
碳化鈦是典型的過渡金屬碳化物，具有NaCl型立方晶系結構，同時擁有高熔點、高硬度、高楊氏模量、高化學穩(wěn)定性、耐磨和耐腐蝕、良好的電導和熱導等特性，因此其在切削刀具、宇航部件、耐磨涂層、泡沫陶瓷和紅外輻射陶瓷材料等方面有著廣泛的用途和巨大的潛力。
外觀與性狀：灰色金屬狀面心立方晶格固體，質硬（硬度大于9，僅次于金剛石）顯微硬度2850 kg/mm2；
熔點：3140±90℃
沸點：4820℃
相對密度：4.93
溶解性：不溶于水、鹽酸和硫酸，溶于王水、硝酸和氫氟酸混合液
導電導熱性：具有良好的導熱性和導電性，其導電性隨溫度升高而降低
表1 TiC的物理性能
圖1 TiC的晶體結構圖
在低于800℃時對空氣穩(wěn)定，在800℃時被氧化的速度緩慢，但粉末狀 TiC在O2中于600℃便可燃燒生成TiO2和CO2。高于2000℃時受空氣侵蝕， 1150℃時能與純O2反應，生成TiO2和CO。
加熱時易與鹵素、氧和氮起作用。
與熔融堿起反應
在 H2氣中加熱至1500℃以上時逐漸發(fā)生脫C作用。
與N2氣在1200℃以上發(fā)生反應形成可變組成的混合碳氮化鈦Ti(C，N)。
不與水作用，但在700℃以上時可與水蒸汽作用生成 TiO2、CO和H2。
與CO不發(fā)生作用，與CO2在1200℃發(fā)生反應生成TiO2和 CO。
TiO2(s)+3C(s)=TiC(S)+2CO(g)
2、直接碳化法：利用Ti粉和炭分反應生成TiC。化學反應式為：
Ti(s)+C(s)=TiC
由于很難制備亞微米級金屬Ti粉, 該方法的應用受到限制，上述反應需5-20 小時才能完成, 且反應過程較難控制, 反應物團聚嚴重, 需進一步的粉磨加工 才能制備出細顆粒TiC 粉體。為得到較純的產品還需對球磨后的細粉用化學方 法提純。此外，由于金屬鈦粉的價格昂貴，使得合成TiC 的成本也高。
3、化學氣相沉積法[7]：該合成法是利用TiCl4，H2和C之間的反應。反 應式為：
TiCl4(g)+2H2(g)+C(s)=TiC(g)+4HCl(l)
反應物與灼熱的鎢或炭單絲接觸而進行反應，TiC晶體直接生長在單絲上，用 這種方法合成的TiC粉體，其產量、有時甚至質量嚴格受到限制, 此外, 由于 TiCl4和產物中的HCl 有強烈的腐蝕性，合成時要特別謹慎。
4、溶膠凝膠法：一種借助溶液使物料充分混合、分散而制備出小顆 粒尺寸產物的方法。具有化學均勻性好、粉體粒度小且分布窄、熱處理溫度較 低等優(yōu)點, 但合成工藝復雜、干燥收縮較大。
5、微波法
以納米TiO2和碳黑為原料，利用碳熱還原反應原理，利用微波能對材料加熱。 實際上是利用材料在高頻電場中的介質損耗，將微波能轉變?yōu)闊崮?，使納米 TiO2和碳合成TiC，其化學反應式如下：
TiO2+3C=TiC+2CO(g)
6、爆炸沖擊法
將二氧化鈦粉末與碳粉按一定比例混合，壓制成Φ10mm×5mm的圓柱制備前驅 體，密度為1.5g/cm3，實驗室裝入金屬約束外筒內。放入自制密閉爆炸容器中 進行實驗，爆炸沖擊波作用后收集爆轟灰。經過初步的篩濾，去除掉鐵屑等大 塊雜質，得到黑色粉末。黑色粉末經王水浸泡24h后變?yōu)楹稚詈蠓湃腭R弗 爐中，在400℃下煅燒400min，最終得到銀灰色粉末。
7、高頻感應碳熱還原法
將顏料級二氧化鈦粉和木炭粉按摩爾比為 1∶3 和 1∶4 稱量混合, 加入球磨 罐內, 在行星式球磨機上球磨 6～10h , 轉速為300～400r/min ,然后將球磨 物料在壓片機上壓制成2cm×2cm～2cm×4cm的塊體,最后將物料裝入石墨坩堝 并放入高頻感應加熱設備內,通氬氣為保護氣氛,逐漸調節(jié)高頻感應設備的電流 至 500A使物料發(fā)生碳熱還原反應, 并保溫20min。保溫結束后還原產物在氬氣 氣氛下自然冷卻至室溫,取出還原產物,研磨破碎后得到超細碳化鈦粉末。
8、金屬熱還原法：一種固-液反應法，為放熱反應，因此反應溫度較 低，能耗小，但原料比較昂貴，產物中CaO、MgO被酸洗，得不到回收利用。
9、高溫自蔓延合成法(SHS)
SHS 法源于放熱反應。當加熱到適當?shù)臏囟葧r，細顆粒的Ti粉有很高的反應活 性，因此，一旦點燃后產生的燃燒波通過反應物Ti 和C , Ti 和C 就會有足夠 的反應熱使之生成TiC，SHS法反應極快，通常不到一秒鐘，該合成法需要高純 、微細的Ti粉作原料, 而且產量有限。
10、反應球磨技術法
反應球磨技術是利用金屬或合金粉末在球磨過程中與其他單質或化合物之間的 化學反應而制備出所需要材料的技術。用反應球磨技術制備納米材料的主要設 備是高能球磨機, 其主要用來生產納米晶體材料。反應球磨機理可分為兩類: 一是機械誘發(fā)自蔓延高溫合成(SHS)反應, 另一類為無明顯放熱的反應球磨, 其反應過程緩慢。
1.用于切削刀具、耐磨涂層、模具制造、制作熔煉金屬金屬坩堝等諸多領域；
2.用于粉末冶金生產陶瓷、硬質冶金零件的原料，如拉絲膜、硬質合金模具等；做成復相陶瓷可以應用于硬質刀具、軍事裝甲材料、宇航部件,如燃氣艙、發(fā)動機、噴管內襯、渦輪轉子、葉片以及核反應堆中的結構部件;
3.作為涂層材料,可作為金剛石涂層、聚變堆中的抗氚涂層、電接觸涂層、掘機截齒涂層,以及制作泡沫陶瓷、紅外輻射陶瓷材料等.