二硼化钛
无机化合物
二硼化钛粉末是灰色或灰黑色的,具有六方硼化铝(AlB2)的晶体结构。有很高的硬度。二硼化钛在空气中抗氧化温度可达1000℃,在HCl和HF酸中稳定。二硼化钛主要用于制备复合陶瓷制品。由于其可抗熔融金属的腐蚀,可用于熔融金属坩埚和电解池电极的制造。
理化性质
二硼化是硼和钛形成的最稳定的化合物,为C32型结构,以其价键形式结合,属六方晶系的准金属化合物。其完整晶体的结构参数为:a为0.3028nm,c为0.3228nm。晶体结构中的硼原子面和钛原子面交替出现构成二维网状结构,其中的B与另外3个B以共价键相结合,多余的一个电子形成大π键。这种类似于石墨的硼原子层状结构和Ti外层电子决定了TiB2具有良好的导电性金属光泽,而硼原子面和钛原子面之间Ti-B键决定了这种材料的高硬度和脆性的特点。见图片“二硼化钛晶胞结构”。
在化学稳定性方面,TiB2与纯铁接触时比碳化钨或氮化硅更稳定,不易被熔融金属浸蚀。TiB2在温度高达1100℃的空气中耐氧化,耐盐酸和氢氟酸,但与碱、硝酸和硫酸反应。
制备方法
在各种合成路线中,电化学合成和固相反应已被开发用于大量制备二硼化钛。固体反应的一个例子是碳化硼热还原,可以用以下反应方程式来说明:
2TiO2 + B4C + 3C → 2TiB2 + 4 CO
气相沉积法以四氯化钛三氯化硼为原料,在氢气参与下,沉积温度为800~1000℃,可以制得磨料级和电子级产品:
TiCl4 + 2BCl3 + 5H2 → TiB2 + 10HCl
此外还有硼和钛固相在高温下直接反应、硼氢化钠与四氯化钛的液相反应和溶剂热反应等方法。
应用领域
1 导电陶瓷材料。是真空镀膜导电蒸发舟的主要原料之一。
2 陶瓷切削刀具及模具。可制造精加工刀具、拉丝模、挤压模、喷砂嘴、密封元件等。
3 复合陶瓷材料。可作为多元复合材料的重要组元,与 TiC,TiN,SiC等材料组成复合材料,制作各种耐高温部件及功能部件,如高温坩埚、引擎部件等。也是制作装甲防护材料的最好材料之一。
4 铝电解槽阴极涂层材料。由于TiB2与金属铝液良好的润湿性,用TiB2作为铝电解槽阴极涂层材料,可以使铝电解槽的耗电量降低,电解槽寿命延长
5 制作成PTC发热陶瓷材料和柔性PTC材料,具有安全、省电、可靠、易加工成型等特点,是各类电热材料的一种更新换代的高科技产品
6 是 Al、Fe、Cu金属材料很好的强化剂。
计算化学数据
数据:
1. 性状:灰色六方结晶。棕色固体
2. 密度(g/mL,25℃):4.50
3. 相对蒸汽密度(g/mL,空气=1):未确定
4. 熔点(ºC):2930
5. 沸点(ºC,常压):未确定
6. 沸点(ºC,1mmHg):未确定
7. 折射率:未确定
8. 闪点(ºC):未确定
9. 比旋光度(º):未确定
10. 自燃点或引燃温度(ºC):未确定
11. 蒸气压(20ºC):未确定
12. 饱和蒸气压(kPa,60ºC):未确定
13. 燃烧热(KJ/mol):未确定
14. 临界温度(ºC):未确定
15. 临界压力(KPa):未确定
16. 油水(辛醇/水)分配系数的对数值:未确定
17. 爆炸上限(%,V/V):未确定
18. 爆炸下限(%,V/V):未确定
19. 溶解性:未确定
安全信息
信息:
参考资料
二硼化钛.化源网.
最新修订时间:2023-08-03 11:00
目录
概述
理化性质
制备方法
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