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氮化钛粉,TiN

氮化钛粉,TiN

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  • 发布日期:2020-08-24 09:56:17
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氮化钛性能

氮化钛(TiN)具有典型的NaCl型结构,属面心立方点阵,晶格常数a=0.4241nm,其中钛原子位于面心立方的角顶。TiN是非化学计量化合物,其稳定的组成范围为TiN0.37-TiN1.16,氮的含量可以在一定的范围内变化而不引起TiN结构的变化。TiN粉末一般呈黄褐色,超细TiN粉末呈黑色,而TiN晶体呈金黄色。TiN熔点为2950℃,密度为5.43-5.44g/cm3,莫氏硬度8-9,抗热冲击性好。氮化钛的理化性质由氮元素的含量来决定,当氮元素含量减少时,氮化钛的晶格参数反而增大,硬度也会有显微的增大,但氮化钛的抗震性随之降低。TiN熔点比大多数过渡金属氮化物的熔点高,而密度却比大多数金属氮化物低,因此是一种很有特色的耐热材料。

2. 氮化钛的应用

氮化钛具有熔点高,化学稳定性好,硬度大,导电、导热和光性能好等良好的理化性质,使其在各个领域都有着非常重要的用途,尤其是在新型金属陶瓷领域和代金装饰领域方面。工业对氮化钛粉末的需求越来越多,氮化钛作为涂层价格既低廉又耐磨耐腐蚀,它的好多性能都优于真空涂层。

氮化钛的应用前景非常广阔。其主要应用于以下几个方面:

(1)氮化钛生物兼容性高,可以应用于临床医学和口腔医学方面。

(2)氮化钛摩擦系数较低,可作为高温润滑剂。

(3)氮化钛具有金属光泽,可作为仿真的金色装饰材料,在代金装饰行业中具有良好的应用前景;氮化钛还可以作为金色涂料应用于首饰行业;可以作为替代WC的潜在材料,使材料的应用成本大幅度降低。

(4)有超强的硬度和耐磨性,可用于开发新型刀具,这种新型的刀具比普通硬质合金刀具的耐用度和使用寿命都显著提高。

(5)氮化钛是一种新型的多功能陶瓷材料。在TiC-Mo-Ni系列的金属陶瓷中加入一定量的氮化钛,会使硬质相晶粒显著细化,

从而使陶瓷的理学性能不管是在室温还是在高温条件下都有了很大程度的改善,继而使金属陶瓷的高温耐腐蚀性和抗氧化性得到很大提高;将TiN粉末按一定比例添加到陶瓷中,可增强陶瓷的强度、韧性和硬度;将纳米氮化钛添加到TiN/Al2O3复相纳米陶瓷中,通过各种方法(如机械混合法)等将其混合均匀,得到的这种含有纳米氮化钛颗粒的陶瓷材料内部便形成导电网络。这种材料可作为电子元件应用于半导体工业中。

(6)在镁碳砖中添加一定量的TiN,能够使镁碳砖的抗渣侵蚀性得到很大程度的提高。

(7)氮化钛是一种优良的结构材料,可用于喷汽推进器以及火箭等。在轴承和密封环领域也多用氮化钛合金,凸显了氮化钛优异的应用效果。

(8)基于氮化钛优良的导电性能,可做成各种电极以及点触头等材料。

(9)氮化钛的超导临界温度较高,可作为优良的超导材料。

(10)氮化钛的熔点高于大多数过渡金属氮化物,密度低于大多数金属氮化物,从而成为一种独特的耐火材料。

(11)氮化钛可以作为一种膜镀在玻璃上,在红外线反射率大于75%的情况下,当氮化钛薄膜厚度大于90nm时,能有效提高玻璃的保温性能。另外,调整氮化钛中氮元素的百分含量,可以改变氮化钛薄膜的颜色,从而达到理想的美观效果。

氮化钛(TiN)是相当稳定的化合物,在高温下不与铁、铬、钙和镁等金属反应,TiN坩埚在CO与N2气氛下也不与酸性渣和碱性渣起作用,因此TiN坩埚是研究钢液与一些元素相互作用的优良容器。TiN在真空中加热失去氮,生成氮含量较低的氮化钛。

TiN有着诱人的金黄色、熔点高、硬度大、化学稳定性好、与金属的润湿小的结构材料、并具有较高的导电性和超导性,可应用于高温结构材料和超导材料。氮化钛是一种新型的多功能金属陶瓷材料它的熔点高,硬度大、摩擦系数小是热和电的良导体。首先氮化钛是用于高强度的金属陶瓷工具、喷汽推进器、以及火箭等优良的结构材料。另外氮化钛有较低的摩擦系数可作为高温润滑剂。氮化钛合金用作轴承和密封环可显示出优异的效果。氮化钛有较高的导电性可用作熔盐电解的电极以及点触头、薄膜电阻等材料。氮化钛有较高的超导临界温度是优良的超导材料。尤其引人注目的是氮化钛涂层及其烧结体具有令人满意的金黄色可作为代金装饰材料具有很好的仿金效果、装饰价值并具有防腐、延长工艺品的寿命。目前由于含氮金属陶瓷工具的开发而使氮化钛粉末的需要急剧增加起来而且国际上代金装饰技术发展相当快氮化钛在这方面的应用具有十分广阔的前景。不仅因为氮化钛涂层价格低廉而且还由于它在耐腐蚀、耐摩擦等性能方面都胜过真空涂层。

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