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纳米氮化钛粉体的制备(TiN)
发布时间:2021-03-19     作者:zl   分享到:

纳米氮化钛粉体的制备(TiN)

  氮化钛是一种新型材料,具有硬度高(显微硬度为21GPa)、熔点高(2950°℃)、化学稳定性好的特点,而且具有金黄色金属光泽。因此是一种很好的难熔耐磨材料,也是一种受人欢迎的代金装饰材料。在机械切削加工工业中,已广泛采用化学气相沉积法(CVD法〉在切削刀具上沉积氮化钛涂层,提高刀具的耐磨性能,延长切削刀具的使用寿命。氮化钛还具有良好的导电性,可用作熔盐电解的电极和电触头等导电材料和较高超导临界温度的超导材料。另外,它还具有良好的生物相容性,可用作生物材料。

  由于微米级氮化钛的烧结性能差,影响和限制了这种材料的广泛应用。最近,随着对纳米材料的深入研究,发现用纳米氮化钛代替微米级氮化钛可以降低烧结温度,改进烧结性能,提高烧结体的弯曲强度、断裂韧性等力学性能;纳米氮化钛是指其晶粒尺寸在100 纳米以内的氮化钛产品,用它作为增强相,可有效提高金属、陶瓷基体的强度和韧性。而且,由于颗粒小、表面积大,能分散在其它材料中形成导电网络,大大提高复合材料的导电性能。故此,纳米氮化钛是一种具有广阔应用前景的材料。

纳米TiN粉体的制备

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纳米TiN粉体制备流程图

  制备过程如图所示:首先将钛酸丁酯溶解在无水乙醇中,配成浓度为10 vol%的溶液,将此溶液逐滴加入到剧烈搅拌的蒸馏水中,钛酸丁酯发生水解,生成TiO2最终控制钛酸丁酯与蒸馏水的摩尔比为:Ti:H2O= 1:150。将水解生成的沉淀物过滤后,用蒸馏水洗涤两次,再用无水乙醇洗涤两次,然后,80-120℃干燥8-12小时,最后在煅烧炉中450-500℃煅烧2-4小时,得到锐钛矿型纳米TiO2粉体。将纳米TiO2粉体放入石英舟,在管式气氛炉中,在不同温度下(800-1100℃),用氨气作还原剂,氮化2-5小时,在氨气保护下,冷却至室温,得到纳米TiN粉体。

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