titanyum diborür - Titanium diboride
|
|
| tanımlayıcılar | |
|---|---|
|
3B model ( JSmol )
|
|
| Kimyasal Örümcek | |
| ECHA Bilgi Kartı |
100.031.771 
|
| AT Numarası | |
|
PubChem Müşteri Kimliği
|
|
|
CompTox Panosu ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Özellikler | |
| TiB 2 | |
| Molar kütle | 69.489 g/mol |
| Dış görünüş | parlak olmayan metalik gri |
| Yoğunluk | 4.52 g / cc 3. |
| Erime noktası | 3.230 °C (5.850 °F; 3.500 K) |
| Yapı | |
| Altıgen, hP1 | |
| P6/aa | |
|
a = 302,36 pm , c = 322,04 pm
|
|
|
Aksi belirtilmedikçe, veriler standart durumdaki malzemeler için verilmiştir (25 °C [77 °F], 100 kPa'da). |
|
 doğrulamak ( nedir ?)
  |
|
| Bilgi kutusu referansları | |
Titanyum diborid (TiB 2 ), mükemmel ısı iletkenliği, oksidasyon kararlılığı ve aşınma direncine sahip son derece sert bir seramiktir . TiB 2 ayrıca makul bir elektrik iletkenidir, bu nedenle alüminyum eritmede katot malzemesi olarak kullanılabilir ve elektrik deşarjlı işleme ile şekillendirilebilir .
Fiziki ozellikleri
TiB 2 , Boron Carbide & Titanium carbide ile bazı özellikleri paylaşır , ancak özelliklerinin çoğu B 4 C & TiC'den üstündür :
Aşırı sıcaklıkta olağanüstü sertlik
- 3000°C'de 2. en sert malzeme (# Diamond )
- 2800°C'de en sert 3. malzeme (# cBN )
- 2100°C'de 4. en sert malzeme (# B 4 C )
- 1000°C'de en sert 5. malzeme (# B 6 O )
Diğer borürlere göre avantajları
- En Yüksek Borid Elastik Modülü
- En Yüksek Borid Kırılma Tokluğu
- En Yüksek Borid Basınç Dayanımı
- 2. en yüksek Borid erime noktası (3225 °C) (# HfB 2 )
Diğer avantajlar
- Yüksek ısı iletkenliği (60-120 W/(m K)),
- Yüksek elektrik iletkenliği (~10 5 S/cm)
Dezavantajları
- Yüksek erime sıcaklığı nedeniyle kalıplanması zor
- Yüksek kovalent bağ nedeniyle Sinterlenmesi zor
- Spark Plazma Sinterleme kullanılarak küçük Monolitik parçalara presleme ile sınırlıdır
Kimyasal özellikler
Kimyasal kararlılıkla ilgili olarak, TiB 2 , saf demir ile temas halinde tungsten karbür veya silisyum nitrürden daha kararlıdır .
TiB 2 , 1100 °C'ye kadar sıcaklıklarda havada oksidasyona ve hidroklorik ve hidroflorik asitlere karşı dirençlidir , ancak alkaliler , nitrik asit ve sülfürik asit ile reaksiyona girer .
Üretme
TiB 2 yeryüzünde doğal olarak oluşmaz. Titanyum diborit tozu, direkt reaksiyonları gibi yüksek sıcaklık yöntemleri, çeşitli hazırlanabilir titanyum elementi ile, ya da oksitler / hidrürler bor 1000 ° C üzerinde karbotermal indirgeme ile termik reaksiyon bir titanyum oksit ve bor oksit ya da hidrojen metal veya halojenürlerinin varlığında bor halojenürlerin indirgenmesi. Çeşitli sentez yolları arasında, büyük miktarda daha ince titanyum diborid hazırlamak için elektrokimyasal sentez ve katı hal reaksiyonları geliştirilmiştir. Katı hal reaksiyonunun bir örneği, aşağıdaki reaksiyonlarla gösterilebilen borotermik indirgemedir:
(1) 2 TiO 2 + B 4 C + 3C → 2 TiB 2 + 4 CO
(2) TiO 2 + 3NaBH 4 → TiB 2 + 2Na (g, l) + nabo 2 + 6H 2 (g)
Bununla birlikte, ilk sentez yolu (1), nano boyutlu tozlar üretemez. Nanokristal (5-100 nm) TiB 2 reaksiyonunu (2) ya da aşağıdaki teknikleri kullanarak sentezlenmiştir:
- NaBH Çözelti fazı reaksiyon 4 ve TiCU 4 , 900-1100 ° C'de elde edilen amorf ön-tavlama takip eder.
- Elementel Ti ve B tozlarının bir karışımının mekanik alaşımlanması.
- Değişken miktarlarda NaCl eklenmesini içeren kendiliğinden yayılan yüksek sıcaklık sentez işlemi.
- Frezeleme destekli Kendinden yayılan yüksek sıcaklık sentezi (MA-SHS).
- Amorf bor tozu ve TiC metalik sodyumun benzen içinde solvothermal Reaksiyon 4 400 ° C 'de:
- TiCl 4 + 2 B + 4 Na → TiB 2 + 4 NaCl
Birçok TiB 2 uygulaması, ekonomik faktörler, özellikle yüksek erime noktalı bir malzemeyi yoğunlaştırma maliyetleri tarafından engellenir - erime noktası yaklaşık 2970 °C'dir ve bir tozun parçacıklarının yüzeyinde oluşan bir titanyum dioksit tabakası sayesinde , sinterlemeye çok dayanıklıdır . Yaklaşık %10 silikon nitrür katkısı sinterlemeyi kolaylaştırır, ancak silikon nitrür olmadan sinterleme de gösterilmiştir.
TiB 2'nin ince filmleri birkaç teknikle üretilebilir. Elektro TiB arasında 2 tabakalar ile karşılaştırıldığında iki ana avantajlara sahip fiziksel buhar çöktürme veya kimyasal buhar biriktirme (um / s 5'e kadar) tabakanın artan hızı 200 kat daha fazladır ve karmaşık şekilli ürünleri kapsayan sakıncaya önemli ölçüde azaltılır.
Potansiyel uygulamalar
TiB 2'nin mevcut kullanımı, darbeye dayanıklı zırh , kesici aletler , potalar , nötron emiciler ve aşınmaya dayanıklı kaplamalar gibi alanlarda özel uygulamalarla sınırlı görünmektedir .
TiB 2 , alüminyumun buharla kaplanması için buharlaştırma teknelerinde yaygın olarak kullanılmaktadır . Bir alüminyum endüstrisi için çekici bir maddedir aşılama sınırlandırmak için tane boyutu ne zaman döküm alüminyum alaşımları , çünkü erimiş alüminyum ve iyi bir elektrik iletkenliğine onun tarafından ıslatılabilme ve düşük çözünürlük,.
İnce filmler TiB arasında 2 aşınma ve temin etmek üzere kullanılabilir korozyon ucuz ve / veya sert alt tabakaya karşı direnç.