当前位置:首页 > 粉体资讯 > 行业要闻 > 正文
超细高纯碳氮化钛陶瓷粉体Ti(C,N)都有哪些妙用?
2023年06月09日 发布 分类:行业要闻 点击量:531
觉得文章不错?分享到:

作为过渡金属钛的碳化物和氮化物,碳化钛(TiC)和氮化钛(TiN)一直是研究的热点,并已得到了广泛的应用。两者都具有碳化物和氮化物的高硬度和高强度,因此可以作为耐磨器件、切削刀具和高温组件等的原材料被用于各种极端的条件下。

但无论是TiC还是TiN,它们在单独使用时都存在局限性。比如说TiC作为一种典型的过渡金属碳化物,本身质脆,无法被直接用作工程构件,所以在复合材料中通常被作为增强相,更多则是被用作涂层在材料领域中得到应用和重视。

为此,材料科学界以TiC和TiN作为基础发展出一种分子式为“Ti(Cx,N1-x)”,名为碳氮化钛的新型金属陶瓷材料。它被认为是以TiC、TiN形成的无限固溶体,其形成原理及优势如下:

TiC与TiN都是NaCl型面心立方结构,TiC的晶格常数略大于TiN。在TiC点阵中,N原子可以以任意比例替代C原子,从而形成连续固溶体Ti(Cx,N1-x)(0≤x≤1)。Ti(C,N)兼具TiC和TiN优点,在保持TiC特点基础上,由于N的引入,TiC脆性特点得到明显改善。在Ti(C,N)中,随着N含量增加,Ti(C,N)硬度降低,韧性提高。

100-300nm碳氮化钛粉体电镜图(图片来源:长玉特陶)

400-600nm碳氮化钛粉体电镜图(图片来源:长玉特陶)

正是由于其优良的综合性能(高的熔点、硬度、热导率和电导率、耐磨性以及良好的化学稳定性),使得Ti(C,N)在切削领域、耐高温材料、石油和化工等领域有了广泛的应用,可以用来制造耐磨部件、切削刀具、电极和涂层。

但目前来说,Ti(C,N)的应用整体仍偏结构陶瓷类(如各类刀具)——如京瓷近年推出的新型金属陶瓷工具,原料就使用了形貌良好、粒径分布均匀的超细Ti(C,N)粉体,从而获得性能优异的超细晶结构。研究证明,在相同的切削条件下,Ti(C,N)基金属陶瓷刀具的耐磨性远远高于WC基及涂层金属陶瓷。在高速下,Ti(C,N)基金属陶瓷比YT14、YT15合金的耐磨性高5倍~8倍,比YC10合金高0.3倍~1.3倍,比涂层金属陶瓷高0.5~3倍。

总之,Ti(C,N)基金属陶瓷同时具有陶瓷材料和金属材料的优点,具备陶瓷材料高耐磨性、高抗氧化性的优势,同时具备一定的抗冲击性,能够很好的满足现代金属加工中的复杂工况。

高性能碳氮化钛粉体的获得

目前,Ti(C,N)可用自蔓延法,氨解法、溶胶-凝胶法、等离子法及机械合金法等方法制备,从传统的制备工艺到近年来发展的新方法中,最容易实现规模化生产且经济有效的是碳热还原法。


但要获得高性能粉体原料,对工艺的优化改进是必不可少的。吉林长玉特陶新材料技术股份有限公司(简称长玉特陶)就依托哈工大的技术实力,针对高纯超细粉体的制备开展了深层研究,对碳热还原这一传统工艺进行配方设计和工艺优化,通过自主研发的原材料预处理激活技术、真空碳热还原热场控制技术、气压控制焙烧技术、超细粉体解聚改性技术等多项专利技术,规模化的合成了颗粒细小,粒径分布窄,易于分散的碳氮化钛粉体。

以下为长玉特陶产品与国内外竞品对比


对比1-TiCN (Factory Domestic competing goods)

对比2-TiCN (Factory Competing goods abroad)

长玉特陶产品-TiCN - A号粉 (Factory CYTT)

长玉特陶产品-TiCN - B号粉 (Factory CYTT)

据长玉特陶负责人介绍,严格的过程控制及质量监控保障了Ti(C,N)粉体的均匀性及一致性,因此产品具有粉体纯度高(≥99%)、粒度分布窄(平均粒径: 0.17 μm)、相组成稳定、氮碳比例理想和低氧、低自由碳等优异性能,非常适合用于高端结构制品领域。目前,Ti(C,N)粉体的粒径可以根据用户要求提供,常备库存为100-300nm,400-600nm,600-800nm,有需要的朋友可以通过粉体圈客服与他们取得联系哦。

 

粉体圈

本文为粉体圈原创作品,未经许可,不得转载,也不得歪曲、篡改或复制本文内容,否则本公司将依法追究法律责任

相关标签:
相关内容:
 

粉体求购:

设备求购:

寻求帮助:

合作投稿:

粉体技术:

关注粉体圈

了解粉体资讯