二硼化钛 :用于制备复合陶瓷制品的化合物

更新时间:2024-09-20 14:02

二硼化钛( diboride),化学式为TiB2,是一种具有分子量为69.50的灰色六角形晶体。其比重为4.50,熔点高达2900°C,且硬度超过所有金属硼化物。在溶解性方面,二硼化钛不溶于水和盐酸,但能够迅速溶于硝酸过氧化氢混合物或热硫酸中,同时也能够熔于氢氧化钠(钾)、碳酸钠(钾)或硫酸氢钾。在化学性质上,二硼化钛表现出高度的稳定性,并具备抗化学侵蚀的能力。然而,当在加热条件下遇到碱性氧化剂,如过氧化钠(Na2O2)时,它会发生分解。二硼化钛的制备方法主要是利用电弧熔炼法,在惰性气氛中将钛和三氧化二硼或碳化硼进行熔炼而制得。由于其独特的物理和化学性质,二硼化钛被广泛应用于多个领域。它可用作耐火材料、高温电导体和金属陶瓷等。此外,与铁族元素制成的合金,二硼化钛还可用作高温切削刀具等,展现出其在实际应用中的广泛价值。

成分结构

硼化钛(TiB2)是硼和钛最稳定的化合物,为C32型结构,以其价键形式结合,属六方晶系的准金属化合物。其完整晶体的结构参数为:a为0.3028nm,C为0.3228nm。晶体结构中的硼原子面和钛原子面交替出现构成二维网状结构,其中的B与另外3个B以共价键相结合,多余的一个电子形成大π键。这种类似于石墨的硼原子层状结构和Ti外层电子决定了TiB2具有良好的导电性和金属光泽,而硼原子面和钛原子面之间Ti-B键决定了这种材料的高硬度和脆性的特点。

应用领域

1 导电陶瓷材料。是真空镀膜导电蒸发舟的主要原料之一。

2 陶瓷切削刀具及模具。可制造精加工刀具、拉丝模、挤压模、喷砂嘴、密封元件等。

3 复合陶瓷材料。可作为多元复合材料的重要组元,与 TiC , 碳化硅 等材料组成复合材料,制作各种耐高温部件及功能部件,如高温坩埚、引擎部件等。也是制作装甲防护材料的最好材料之一。

4 铝电解槽阴极涂层材料。由于 TiB2与金属铝液良好的润湿性,用TiB2作为铝电解槽阴极涂层材料,可以使铝电解槽的耗电量降低,电解槽寿命延长。

5 制作成 PTC 发热陶瓷材料和柔性PTC 材料,具有安全、省电、可靠、易加工成型等特点,是各类电热材料的一种更新换代的高科技产品。

6 是 A1 、 Fe 、 Cu 等金属材料很好的强化剂。

材料性能

热膨胀系数 8.1×10-6m/m.k

导热系数 25J/m.s.k

电 阻 率 14.4μΩ.cm

抗氧化温度(空气中) 1000℃

HCl和HF酸中 稳定

参考资料

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