Титанов карбид на прах, Cas 12070-08-5, химическата формула е тик, с молекулно тегло 59.89. Сиво метално лице центрирано кубично решетка твърдо. Точка на топене 3140 ± 90 градуса, точка на кипене 4820 градуса, относителна плътност 4.93. Твърда, по -голяма от 9. Неразтворима във вода, разтворима в азотна киселина и аква. Стабилна до въздух под 800 градуса, податлива на ерозия на въздуха над 2000 градуса и способна да реагира с чист O2 при 1150C. Метод: Сместа от титаниев прах, получен чрез намаляване на TiO2 с водороден газ и въглерод, се реагира при висока температура или сместа от TiO2 и въглероден прах се компресира в блокове, след това се нагрява до 2300-2700 градус в електрическа пещ и карбонизиран в Н2 или CO атмосфера. Използване: Използва се за извършване на твърди сплави, както и електроди и абразиви за дъгови лампи.
|
Химическа формула |
C40H68TI |
|
Точна маса |
596 |
|
Молекулно тегло |
597 |
|
m/z |
596 (100.0%), 597 (43.3%), 594 (11.2%), 595 (10.1%), 598 (9.1%), 597 (7.3%), 598 (7.0%), 595 (4.8%), 596 (4.4%), 598 (3.2%), 599 (3.0%), 596 (1.0%) |
|
Елементарен анализ |
C, 80.50; H, 11.48; Ti, 8.02 |
Титанов карбид на прах, със своите уникални физически и химични свойства, демонстрира обширна стойност на приложението в различни области, вариращи от традиционно производство до авангардна технология. С разработването на интердисциплинарни области като материално инженерство по геномика, нанотехнологии и интелигентно производство, границите на приложението на TIC материали продължават да се разширяват.
Титановият карбид (TIC) е интерстициално съединение, образувано от реакцията на титан и въглерод при високи температури, с лицева кубична кристална структура (FM3M космическа група) и решетъчна константа на =4. 329 Å. Вътрешните му характеристики включват:
Ултра висока твърдост: твърдост на MOHS 9. 0, микрохардинност до 3200 кг/мм ² (31.4GPA)
Отлична устойчивост на износване: коефициент на триене<0.2 (dry friction condition), wear resistance 3-5 times higher than hard alloy
Висока температурна стабилност: Точка на топене от 3140 градуса, отлично устойчивост на окисляване под 1100 градуса
Добра проводимост: съпротивление от 40 μ Ω · cm (чист тик), между метал и полупроводник
Химическа инертност: Киселинни устойчиви (с изключение на HF), алкално устойчива и устойчива на корозия на органичен разтворител
Основни приложения на индустриалното производство
Инструменти за рязане на метали
Материал на инструмента: Като фаза на подсилване на твърда сплав (WC CO), TIC наночастиците могат да подобрят червената твърдост на инструмента. Експериментите показват, че степента на задържане на твърдост на режещите инструменти, съдържащи 10 wt% TIC, се увеличава с 42% на 1000 градуса.
Технология на покритието: TIC покритие (дебелина {{0} μ m) се отлага върху повърхността на високоскоростни стоманени режещи инструменти през PVD/CVD процес, който удължава живота на инструмента чрез 3-5 пъти. Типични приложения: фрезови резачки за обработка на сплав от титан и инструменти за завъртане от неръждаема стомана.
Инструмент за рязане на Superhard: PCD инструмент за рязане, изработен от диамантен композит, подходящ за ефективна обработка на CFRTP (подсилена с въглеродни влакна термопластично).
Износващо се защитно покритие
Механично уплътнение: Механичните уплътнителни пръстени с помпа с тиково покритие (дебелина {{0} μ m) имат продължителност на живота с 200% по -дълъг от уплътненията на WC CO при транспортиране на пясък, съдържащ суров нефт.
Компоненти на клапана: Седалката на клапана на клапаните на вратата с високо налягане, използвана при извличане на масло, е покрита с TIC, която може да издържи на пясъчна ерозия при разлика в налягането от 15000psi.
Аерокосмическо пространство: Градиентното покритие на TIC/Al ₂ O3 върху повърхността на турбинните остриета има 7 пъти по -висока устойчивост на ерозия от некрити части в газова среда от 1100 градуса.
Производство на формовъчни форми
Форма за гореща екструзия: Композитен материал с медна основа на TIC (TIC обемна фракция 40%), може непрекъснато да екструдира титанови сплави на 800 градуса, с продължителност на живота 5 пъти по -дълъг от традиционните форми.
Инжекционна плесен: TIC DLC композитно покритие се приготвя на повърхността на пластмасовата плесенна стомана за решаване на проблема с залепването по време на формоването на инжектиране на PVC и скоростта на разрушаване се увеличава до 99,8%.
Стъклена форма на формиране на стъкло: Кварцовата форма на покритие с тик може да издържи на ерозията на 1400 градуса стъклена течност с високо температура, с грапавост на повърхността RA RA<0.05 μ m.
Иновативно приложение на функционални материали
В областта на електронните устройства
Материал на електрода: TIC наночастиците се използват като отрицателни електродни материали за литиево-йонни батерии, с теоретичен капацитет 372mAh/g и скорост на задържане на капацитета от 82% след 5 0 0 цикъла (плътност на тока от 0,5C).
Суперкондензатори: композитен електрод TIC/графен, със специфичен капацитет 320F/g при плътност на тока 1A/g, и енергийна плътност, по -добра от Ruo ₂ електрод.
Катод на емисиите на полето: TIC Nanowire Array Field Emission Device, с отворена якост на електрическо поле до 1,5 V/μm и плътност на тока 10mA/cm ².
Фотокаталитичен материал
Pollutant degradation: The TiC/TiO ₂ heterojunction catalyst exhibits a degradation rate constant of 0.028 min ⁻¹ for methylene blue under visible light (λ>420nm), което е 6 пъти по -високо от това на чистия tio ₂.
Производство на фотокаталитично водород от вода: TheТитанов карбид на прахКомпозитният катализатор постигна скорост на производство на водород от 21,8 mmol/h · g и квантова ефективност от 12,4% във воден разтвор на метанол.
CO ₂ Намаляване: Катализаторът на Cu Tic интерфейс постигна ефективност на Faraday от 63% за етилен и плътност на тока 420mA/cm ² при намаляване на електрокаталитичното CO ₂.
Биомедицински приложения
Ортопедични импланти: Пореста титанова сплав от титанова сплав с порьозност 65% и якост на натиск 120MPa, което насърчава растежа на костните клетки по -ефективно от хидроксиапатитното покритие.
Стоматологичен материал: TIC подсилена циркония керамична корона, с издръжливост на счупване 12MPa · m ¹/² и полупрозрачност, близка до естествения емайл.
Лекарствен носител: Мезопорестите тикови наносфери (размер на порите 3-5 nm) се използват като носители за доксорубицин, с капацитет за натоварване на лекарството 38% и значителни характеристики на редиция на рН.
Специални материали за екстремни среди
Ядрено инженерство
Неутронен абсорбиращ материал: TIC-B ₄ C композитен материал има напречно сечение на неутронното абсорбция от 1200 цели и се използва за контролни пръти на воден реактор под налягане. Скоростта му на реакция е три пъти по -бърза от Ag в CD сплав.
Контейнер за разтопена сол: Tic Sic Composite покритие Графитен контейнер, скорост на корозия<0.05mm/a in 700 ℃ fluoride salt environment, better than 0.2mm/a of pure graphite.
Ултра високотемпературна термична защита
Космически кораб за повторно въвеждане: TIC ZRC SIC ултра-висока температура керамичен конус на носа, със скорост на аблация<0.1mm/s in an aerodynamic thermal environment at 2200 ℃, which is 40% lower than that of C/C composite materials.
Ракетно облицовка на гърлото: TIC HFC композитен материал на двигателя на двигателя на гърлото, може да издържи на 3000 градуса газова ерозия и има жизнен живот два пъти по -голям от тази на облицовката на гърлото на ниобиевата сплав.
Дълбоко море оборудване
Потапяща се обвивка на налягане: титанова сплав с титаниеви частици (Ti -6 al -4 V -10 tic), с якост на добив от 1450MPa, отговаря на изискванията за налягане на дълбоко море на 11000 метра.
Подводен инструмент за рязане: Хидравлично срязване на TIC, способно да реже кабели с диаметър 100 мм на дълбочина от 4500 метра.
Композитни материали на метална основа (MMC)
Композитен материал на базата на алуминий: композитен материал TIC/AL (FRACTION TIC VOMOM 15%), с еластичен модул от 95GPa и специфична якост от 3,2 × 10 ⁵ n · m/kg, използвана за сателитни опори.
Композитен материал на базата на мед: композитен материал Tic Cu (съдържание на TIC 30WT%), термична проводимост 280W/ m · K, коефициент на разширяване 8,5 × 10 ⁻⁶/ степен, подходяща за електронни опаковъчни материали.
Керамични композитни материали (CMCs)
Композитен материал на Tic Sic: Приготвен чрез горещо натискане на синтероване, с якост на огъване 580MPa и здравина на счупване от 6,2mpa · m ¹/², използвана за високотемпературна газова охладена реакторна облицовка.
TiC Al ₂ O3 nanocomposite material: with a hardness of 28GPa and a flexural strength retention rate of>70% на 1300 градуса, подходящи за керамични лагери.
Композит на полимерна матрица
Устойчиво на износване покритие: Tic Peek Composite Material Coating (съдържание на TIC 4 0 vol%), коефициент на триене 0,12, използван за интерфейс на изкуствената фуга за триене.
Electromagnetic shielding material: TiC/polyaniline composite material, conductivity 12S/cm, shielding effectiveness>45db (1-18 ghz), среща военния стандарт mil-std -285.
Интеграция и прилагане на авангардни технологии
Прилагане на нанотехнологиите
Квантовите точки: Tic Quantum Dots (размер на частиците 3-5 nm) се използват като флуоресцентни сонди с квантов добив от 48% за клетъчно изображение и откриване на йони на тежки метали.
Нанофлуид: TIC наночастици (размер на частиците 20 nm), разпръснати като термична проводима среда, с термична проводимост от 35%, използвано за разсейване на топлината на чипа.
3D печатни материали
Директен метален печат: TIC подсилен Inconel 718 Powder, с отпечатана якост на опън от 1320MPa и удължаване от 12%, подходящо за ремонт на остриета на самолетните двигатели.
Керамичен 3D печат: Tic Si ∝ N ₄ Композитна суспензия, точност на печат до 50 μm, порьозност<0.5% after sintering, used for precision ceramic components.
Приложения, свързани с водород
Материал за съхранение на водород: TIC нанотръбите (вътрешен диаметър 10-20 nm) имат капацитет за съхранение на водород 3,2Wt% (77K, 10MPa), което е по -добро от традиционните метални хидриди.
Мембрана за разделяне на водорода:Титанов карбид на прах Composite Membrane, with a hydrogen permeability of 3.8 × 10 ⁻⁸ mol/m · s · Pa and selectivity>10 ⁶ (H2/N2).
Материали за пречистване на вода
Фотокаталитично разграждане: Композитният катализатор TIC/BIVO ₄ постига ефективност на разграждане от 98% (2H) и честота на отстраняване на TOC от 72% за родамин В при видима светлина.
Адсорбция на тежки метали: Адсорбционният капацитет на аминирани TIC нанолистове за Pb ² ⁺ достига 420 mg/g, с pH диапазон от 3-6.
Контрол на замърсяването на въздуха
NOX каталитично разлагане: PT TIC катализаторът има скорост на разлагане от 85% на 300 градуса и неговата устойчивост на SO ₂ отравяне е по -добро от Pt/al ₂ O3.
CO ₂ Улавяне: Композитният материал TIC MOF има CO ₂ адсорбционен капацитет от 4,2 mmol/g при 25 градуса и 1 бар, с консумация на енергия за регенерация на енергия на енергия на енергия на регенерация на енергия<2.5 GJ/t CO ₂.
Използване на ресурси от твърди отпадъци
Electronic waste recycling: Utilizing the conductivity of TiC, metal and non-metal components in waste circuit boards are separated by electrostatic selection method, with a recovery rate of>95%.
Пластмасов напукване Катализатор: TIC/AC композитен катализатор намалява температурата на напукване на полиетилен с 80 градуса и увеличава добива на течни продукти с 30%.
Анализ на типични примери за приложение
Автомобилни бутални пръстени
Материална схема: Tic Cr ∝ C ₂ Композитно покритие (дебелина 15 μm)
Технически спецификации: процент на износване<5 × 10 ⁻⁶ mm ³/N · m at 1000 ℃, fatigue life>10 ⁷ цикли
Икономически ползи: В сравнение с традиционните чугунени пръстени, той намалява теглото с 40%, а разходът на гориво с 2,3%
5G филтър за базова станция
Материална схема: Tic Aln композитен материал (диелектрична константа 9.5, Q × F =120000 GHz)
Технически предимства: загуба на вмъкване<0.5dB (3.5GHz), power capacity>300W
Приложение на пазара: Сменете медната сплав от волфрамов, намалете разходите с 35%, подходяща за масивни MIMO антени
Черупка на дълбоководен хидротермален детектор
Материална схема: сплав на паметта на Tic Niti
Ключово изпълнение: Корозия на корозията<0.02mm/a in 350 ℃ hydrothermal environment, able to withstand static water pressure of 60MPa
Точка за иновации: Използване на супереластичността на NITI (ε =8%) за постигане на самолечение на уплътнителните структури
Синтетичен метод
Метод за намаляване на топлинните въглерод:
Намаляване на TiO2 с въглеродно черно диапазонът на температурата на реакцията е 1700-2100 градус, уравнението на химическата реакция е: tio2 (s) +3 c (s)=tic (s) +2 co (g).
Метод на директна карбонизация:
Генерирайте TIC чрез реагиране на Ti прах и въглероден прах. Уравнението на химическата реакция е: ti (s)+c (s)=tic. Поради трудността при приготвянето на метален прах с размер на субмикрон, прилагането на този метод е ограничено. Горната реакция отнема 5-20 часа, а процесът на реакция е труден за контрол. Реагентите агромерат сериозно, като изисква по -нататъшна обработка на смилане за приготвяне на фини тикови прахови частици. За да се получи по -чист продукт, е необходимо да се пречисти финия прах след фрезоване на топката, използвайки химически методи.
Химическо отлагане на пари:
Този метод на синтез използва реакцията между TICL4, H2 и C. Реагентите реагират с горещ волфрам или въглеродни нишки, а TIC кристалите растат директно върху нишките. Добивът и понякога дори качеството на тиковия прах, синтезиран по този метод, са строго ограничени. В допълнение, поради силната корозивност на TICL4 и HCl в продукта, трябва да се внимава по време на синтеза.
Метод на зол-гел:
Метод за приготвяне на продукти с размер на малки частици чрез старателно смесване и диспергиране на материали с решение. Той има предимствата на добрата химическа равномерност, разпределението на размера на частиците с малки и тесни прахови частици и температурата на обработка на ниска топлина, но процесът на синтез е сложен и свиването на сушене е голямо.
Микровълнов:
Използване на Nano Tio2 и въглеродни черни като суровини, използвайки принципа на реакцията на термична редукция на въглерод и използване на микровълнова енергия за загряване на материалите. Всъщност той използва диелектричната загуба на материали във високочестотни електрически полета, за да преобразува микровълновата енергия в топлинна енергия, което позволява синтеза на TIC от Nano Tio2 и въглерод.
Метод на въздействие на експлозия:
Смесете титанов диоксид на прах с въглероден прах в определена пропорция, натиснете го в цилиндрична форма с диаметър 10 mm × 5 mm, за да приготвите прекурсора, с плътност 1,5 g/cm3 и го поставете в метален ограничен външен цилиндър в лабораторията. Поставете го в самостоятелно запечатан контейнер за експлозия за експериментиране и съберете детонационната пепел след прилагането на ударна вълна на експлозията. След предварителен скрининг се отстраняват големи примеси като железни подаване, за да се получи черен прах. След накисване на черния прах в Aqua Regia за 24 часа, той стана кафяв. Накрая, той се поставя в пещ на муфи и калциниран на 400 градуса в продължение на 400 минути, за да се получи сребърен сив прах.
Метод за намаляване на топлинното намаляване на въглеродните въглеродни с висока честота:
Претеглете и смесете пигментния титанов диоксид на прах и прах от въглен в моларно съотношение 1: 3 и 1: 4, добавете ги към буркан за фрезоване с топка и ги смилайте върху мелница за планетарна топка за 6-10 часа със скорост 300-400 r/min. След това натиснете смилания материал на топката в 2cm × 2cm - 2 cm × 4cm блокове на натискане на таблет. И накрая, заредете материала в графитен тигел и го поставете в високочестотно индукционно отоплително устройство. Използвайте аргонов газ като защитна атмосфера, постепенно регулирайте тока на високочестотното индукционно устройство на 500a, за да причините реакцията на термичната редукция на въглеродния термичен материал и го поддържайте топло за 20 минути. След приключване на изолацията, намаленият продукт се охлажда естествено до стайна температура в аргонова атмосфера. Намаленият продукт се изважда, смила и се смазва, за да се получи ултрафинТитанов карбид на прах.
Метод на метална термична редукция:
Методът на реакция на твърда течност, който е екзотермична реакция, има ниска температура на реакция и ниска консумация на енергия. Въпреки това, суровините са сравнително скъпи, а CAO и MGO в продуктите се мариновани и не могат да бъдат рециклирани.
Метод за синтез на високо температура за синтез:
Методът SHS произхожда от екзотермични реакции. Когато се нагрява до подходяща температура, финият TI прах има висока реактивност. Следователно, след като изгарящата вълна, генерирана след запалване, преминава през реагентите Ti и C, Ti и C ще имат достатъчно реакционна топлина, за да генерират TIC. Методът SHS реагира изключително бързо, обикновено за по -малко от една секунда. Този метод на синтез изисква висока чистота и фин TI прах като суровина, а добивът е ограничен.
Технологичен метод на смилане на топка за реакция:
Технологията за реактивна топка е техника, която използва химични реакции между метални или лети прахове и други елементи или съединения по време на процеса на смилане на топката, за да се подготвят необходимите материали. Основното оборудване за приготвяне на наноматериали, използващи технология за смилане на реактивна топка, е високоенергийната топка мелница, която се използва главно за производство на нанокристални материали. Механизмът на смилането на реактивната топка може да бъде разделен на две категории: едната е механично индуцирана саморазпълняване на реакцията на високотемпературен синтез (SHS), а другата е смилане на реактивна топката без значително освобождаване на топлина, което има бавен реакционен процес.
Популярни тагове: Titanium Carbide Powder CAS 12070-08-5, доставчици, производители, фабрика, на едро, купуване, цена, насипно състояние, за продажба