氮化鈦陶瓷

氮化鈦陶瓷

氮化鈦(TiN)陶瓷硬度高、化學穩定好,可以用作耐熔、耐磨材料;具有金黃色光澤的特性,可以用於表面裝飾以提高耐磨性,特別適用於日用藝術陶瓷的表面裝飾。

氮化鈦陶瓷的製造

1、氮化鈦(TiN)粉末的製備:製備氮化鈦粉末的方法有氫化鈦、鈦粉直接氦化法;TiO2碳化還原和化學氣相沉積法(CVD法)等,如表3-23所示。

2、氮化鈦陶瓷的製造方法與氮化硼陶瓷等的製造方法相似。

3、金色氮化鈦塗層:在日用陶瓷和藝術陶瓷上常採用CVD法在陶瓷的表面沉積氮化鈦塗層,不僅具有耐磨性,而且還有金色光澤的裝飾效果。由此,可以替代和節約昂貴的黃金。

化學氣相沉積法

化學氣相沉積法(CVD法),是以氮氣作為氮的來源,其反應式如下:

800℃一850℃

2TiCl+N+H2—→2TiN + 8HCl

當以氨氣(NH)作為氮的來源時,其反應式如下:

700℃ ~ 800℃

TiCl+ NH+ 1/2H—→TiN + 4HCl

實踐表明,在上述兩個反應中,前式的沉積溫度比後式的要高,前式為800℃一850℃,因為前式的反應自由焓比後式的要高,但是後式反應所得到的TiN塗層是偏紅的金色,而前式反應呈金黃色,這是由於後式得到的TiN中的氮含量比前式要高的緣故。因此,從沉積塗層的色澤效果來看,以後式反應的效果比較好。

沉積TiN的色澤和粘著的牢固程度與TiCl和N的流量、溫度等有密切的關係,但只要將沉積溫度控制在800℃一850℃,各氣體流量儘可能小些,基體表面處理適宜,可以在陶瓷表面獲得金色TiN塗層。

性能

氮化鈦陶瓷具有金黃色光澤,硬度高(顯微硬度為21GPa),熔點高(2950℃)、化學穩定性好,還具有較高的導電性和超導性。

用途

利用氮化鈦(TiN)陶瓷硬度高、化學穩定好的特點,可以用作耐熔、耐磨材料;利用氮化鈦陶瓷具有金黃色光澤的特性,可以用於表面裝飾以提高耐磨性,特別適用於日用藝術陶瓷的表面裝飾,利用氮化鈦陶瓷具有較高的導電性和超導性的特性,可以用作熔鹽電解的電極以及電觸頭等材料。

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