氮化鈦是一種合成陶瓷材料，極堅硬，其硬度接近于金剛石。通常用作鈦合金，鋼，硬質(zhì)合金和鋁結(jié)構(gòu)的涂層以改善表面性質(zhì)。作為薄涂層，氮化鈦用于硬化、保護切割和滑動表面，也可用于裝飾目的，亦作為一種無毒的外部醫(yī)療植入物。在大多數(shù)應用中的涂層小于5微米。

特性

氮化鈦在室溫下是化學穩(wěn)定但會被熱濃酸侵蝕，在800℃常壓下會被氧化。具有紅外線（IR）的反射特性，反射光譜類似于金的光譜，因此呈淡黃色。根據(jù)不同的基板材料和基材的表面光潔度，氮化鈦的相對摩擦系數(shù)約為0.4-0.9（無潤滑）。其典型的晶體結(jié)構(gòu)為氯化鈉型（元素相對化學計量約為1：1），而TiNx復合物的熱力學穩(wěn)定系數(shù)x為0.6-1.2。全球首個超級絕緣材料亦是由冷卻到接近絕對零度的氮化鈦薄膜制成的，其電阻在此條件下會迅速增加為之前的10萬倍。

制備

一種氮化鈦材料的制備方法，其特征在于，按以下步驟：

（1）攪拌狀態(tài)下依次將36%的濃鹽酸和鈦酸四丁酯加入到無水乙醇/甲苯混合物（體積比1:1）中，持續(xù)攪拌3 h左右制得二氧化鈦溶膠；其中，鈦酸四丁酯: 濃HCl : 無水乙醇/甲苯=7: 5: 50的質(zhì)量比例；

（2）將脫脂棉浸泡到上述溶液中，靜置12h后取出，通過去離子水洗滌數(shù)遍，放入40°C干燥箱干燥過夜；干燥后的樣品以2 °C /min的升溫速率升到約600 °C焙燒6 h除去模板得到二氧化鈦納米管材料；

（3）室溫下，在氮氣氣氛中將上面所得二氧化鈦納米管和金屬鎂顆粒按照1:4的摩爾比分別置于不銹鋼反應釜內(nèi)左右兩端，彼此之間不接觸；將反應釜中充氮氣2 h除凈其中空氣后將其密封，放入管式爐中以10 °C /min的升溫速率快速升溫至1100℃上下保持5 h，后冷卻至室溫；

（4）將反應產(chǎn)物用1 M稀硝酸水溶液處理10 h除去副產(chǎn)物MgO，得到目標產(chǎn)物。 利用本發(fā)明制備的TiN納米材料具有復雜的三維連通孔道結(jié)構(gòu)、厚度均勻的管壁、較高的比表面積和孔體積，因此這種具有復雜的三維連通孔道結(jié)構(gòu)的TiN納米材料有望在催化和吸附分離領域有很好的應用前景。

參考文獻

CN103864033A