碳化鈦陶瓷是典型的過渡金屬碳化物。它的鍵性是由離子鍵、共價鍵和金屬鍵混合在同一晶體結(jié)構(gòu)中。碳化鈦的真實組成為非化學計量,采用通式TiC表示。
(1)TiC粉末的制備 一般情況下用TiO2與炭黑在高溫下反應(yīng)制得TiC粉末,可在通氫氣的碳管爐或高頻真空爐內(nèi),于1600~1800℃的高溫下進行。其他制備方法可詳見SiC粉末制備方法。制備得到的TiC粉末,顆粒度1~2μm,含化合碳應(yīng)18%~20%范圍內(nèi),游離碳為0.1%~0.2%。
(2)碳化鈦陶瓷的成型與燒成 碳化鈦陶瓷可采用各種方法成型,詳見碳化硅陶瓷制造方法中所述。燒成一般多采用熱壓法,也可采用自蔓延高溫合成法(SHS法), 其優(yōu)點是節(jié)省能源,工藝簡單,產(chǎn)品純度高。
碳化鈦陶瓷屬面心立方晶型,熔點高強度較高,導(dǎo)熱性較好,硬度大,化學穩(wěn)定性好,不水解,高溫抗氧化性好(僅次于碳化硅), 在常溫下不與酸起反應(yīng),但在硝酸和氫氟酸的混合酸中能溶解,于1000℃在氮氣氛中能形成氮化物。 碳化鈦陶瓷硬度大,是硬質(zhì)合金生產(chǎn)的重要原料,并具有良好的力學性能,可用于制造耐磨材料、切削刀具材料、機械零件等,還可制作熔煉錫、鉛、鎘、鋅等金屬的坩鍋。另外,透明碳化鈦陶瓷又是良好的光學材料。
2.碳化鈦陶瓷的制造工藝
3. 碳化鈦陶瓷的性能與用途