Karbidový prášok, CAS 12070-08-5, chemický vzorec je tic, s molekulovou hmotnosťou 59,89. Šedá kovová tvár zameraná na kubickú mriežku pevná. Bod topenia 3140 ± 90 stupňov, bod varu 4820 stupňov, relatívna hustota 4,93. Tvrdosť väčšia ako 9. nerozpustná vo vode, rozpustná v kyseline dusičnej a Aqua Regia. Stabilný do vzduchu pod 800 stupňov, citlivosť na eróziu vzduchu nad 2000 stupňov a schopná reagovať s čistým O2 pri 1150 ° C. Metóda: Zmes titánového prášku získaného znížením TiO2 s plynným vodíkom a uhlíkom reaguje pri vysokej teplote alebo zmes Ti02 a uhlíkového prášku sa stlačí do blokov, potom sa zahrieva na 2300-2700 v elektrickej peci a uhličitý v atmosfére H2 alebo CO. Použitie: Používa sa na výrobu tvrdých zliatin, ako aj na elektródy a brúsivy pre oblúkové žiarovky.
|
Chemický vzorec |
C40h68ti |
|
Presná hmota |
596 |
|
Molekulová hmotnosť |
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%) |
|
Elementárna analýza |
C, 80,50; H, 11,48; Ti, 8.02 |
Karbidový prášok, so svojimi jedinečnými fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami, preukázal rozsiahlu hodnotu aplikácie v rôznych oblastiach od tradičnej výroby po špičkovú technológiu. Vďaka vývoju interdisciplinárnych polí, ako je materiálne genomické inžinierstvo, nanotechnológia a inteligentná výroba, sa naďalej rozširujú hranice aplikácií materiálov TIC.
Karbid titánu (TIC) je intersticiálna zlúčenina tvorená reakciou titánu a uhlíka pri vysokých teplotách, s kubickým kryštálom s kubickým kryštálom (FM3M Space Group) a mriežkou konštanty A =4. 329 Å. Medzi jeho vnútorné charakteristiky patrí:
Ultra vysoká tvrdosť: MOHS Tvrdosť 9. 0, mikrohardness do 3200 kg/mm ² (31,4GPA)
Vynikajúca odolnosť proti opotrebeniu: koeficient trenia<0.2 (dry friction condition), wear resistance 3-5 times higher than hard alloy
Stabilita vysokej teploty: bod topenia 3140 stupňov, vynikajúci oxidačný odpor pod 1100 stupňov
Dobrá vodivosť: odpor 40 μ Ω · cm (čistý TIC), medzi kovom a polovodičom
Chemická inerte: kyselina odolná voči (okrem HF), odolného voči alkálii a odolným voči organickej korózii rozpúšťadla
Základné aplikácie priemyselnej výroby
Nástroje na rezanie kovov
Materiál nástrojov: Ako výstužná fáza tvrdej zliatiny (WC CO) môže TIC nanočastice vylepšiť červenú tvrdosť nástroja. Experimenty ukázali, že miera retencie tvrdosti rezných nástrojov obsahujúcich 10 Wt% TIC sa zvyšuje o 42% na 1 000 stupňov.
Technológia potiahnutia: Poter TIC (hrúbka 2-5 μm) je uložená na povrch vysokorýchlostných nástrojov na rezanie ocele prostredníctvom procesu PVD/CVD, ktorý predlžuje životnosť nástroja o 3-5 časy. Typické aplikácie: frézovanie nožov na spracovanie zliatiny titánovej zliatiny a nástroje na otáčanie z nehrdzavejúcej ocele.
Nástroj na strihanie superhardov: nástroj na rezanie PCD vyrobený z diamantového kompozitu, ktorý je vhodný na účinné spracovanie CFRTP (termoplastický posilnený uhlíkovými vláknami).
Nosiť odolný ochranný povlak
Mechanické tesnenie: Mechanické tesnenia čerpadla potiahnuté TIC (hrúbka 8-12 μm) majú pri transporte ropného oleja o 200% dlhšie ako tesnenia WC CO.
Komponenty ventilu: Ventilové sedadlo vysokotlakových bránok ventily používaných pri extrakcii oleja je potiahnuté TIC, ktoré vydrží eróziu piesku pod tlakovým rozdielom 15 000 psi.
Aerospace: Tic/al ₂ O3 Gradient povlak na povrchu lopatiek turbíny má 7 -krát vyššiu odolnosť voči eróziám ako nepotiahnuté časti v plynovom prostredí 1100 stupňov.
Výroba lištových foriem
Horúca extrúzna forma: TIC zosilnená kompozitná forma materiálu na báze medi (frakcia objemu TIC 40%), môže nepretržite extrudovať tyče zliatiny titánu na 800 stupňov, so životnosťou 5 -krát dlhšia ako tradičné formy.
Vstrekovacia forma: Kompozitný povlak TIC DLC sa pripravuje na povrchu plastovej formy ocele na vyriešenie problému prilepenia počas vstrekovania PVC a rýchlosť demoldingu sa zvýši na 99,8%.
Forma tvoriaca skla: Kremenná forma potiahnutá TIC môže odolávať erózii 1400 stupňov vysokej teploty skla kvapaliny, s drsnosťou povrchu RA<0.05 μ m.
Inovatívne použitie funkčných materiálov
V oblasti elektronických zariadení
Elektródový materiál: Nanočastice TIC sa používajú ako negatívne elektródové materiály pre lítium-iónové batérie s teoretickou kapacitou 372 mAh/g a rýchlosť retencie kapacity 82% po 5 0 0 cykloch (prúdová hustota 0,5c).
Superkondenzátory: Kompozitná elektróda TIC/grafén, so špecifickou kapacitou 320 f/g pri prúdovej hustote 1a/g a hustota energie lepšia ako elektróda RUO ₂.
Emisia v teréne: Emisné pole poľa TIC nanovlákna, s otvorenou silou elektrického poľa nízko ako 1,5 V/μm a hustota prúdu 10 mA/cm ².
Fotokatalytický materiál
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), čo je 6 -krát vyššia ako v prípade čistého tio ₂.
Výroba fotokatalytického vodíka z vody:titánový karbidový prášokKompozitný katalyzátor dosiahol rýchlosť výroby vodíka 21,8 mmol/h · g a kvantovú účinnosť 12,4% vo vodnom roztoku metanolu.
Zníženie CO ₂: Katalyzátor rozhrania CU TIC dosiahol účinnosť Faraday 63% pre etylén a prúdovú hustotu 420 mA/cm ² pri redukcii elektrokatalytického CO ₂.
biomedicínske aplikácie
Ortopedické implantáty: Umelecký kĺb zliatiny potiahnutého pórovitým TIC s pórovitosťou 65% a pevnosťou v tlaku 120 mPa, ktorý podporuje efektívnejšie rast kostných buniek ako hydroxyapatitový povlak.
Zubný materiál: Keramická koruna zirkónia vystužená TIC, s zlomeninou 12 MPA · m ¹/² a priesvitnosť v blízkosti prírodnej skloviny.
Nosič liečiva: Mezoporézne tic nanosféry (veľkosť pórov 3-5 nm) sa používajú ako nosiče doxorubicínu s kapacitou načítania liečiva 38% a významnými charakteristikami uvoľňovania pH.
Špeciálne materiály pre extrémne prostredie
Jadrové inžinierstvo
Materiál absorbujúci neutrón: Kompozitný materiál TIC-B ₄ C má prierez absorpčnej neutrónovej absorpcie 1200 cieľov a používa sa na riadiace tyče reaktora s tlakom vodného reaktora. Jeho rýchlosť odozvy je trikrát rýchlejšia ako AG v zliatine CD.
Kontajner na zásobníky roztaveného soli: grafitový kontajner potiahnutý kompozitom TIC SIC, rýchlosť korózie<0.05mm/a in 700 ℃ fluoride salt environment, better than 0.2mm/a of pure graphite.
Ultra vysoká teplota tepelnej ochrany
Kozmická loď s reentry: Tic ZRC SIC ultra vysoký teplotný kužeľ keramický nos, s rýchlosťou ablácie<0.1mm/s in an aerodynamic thermal environment at 2200 ℃, which is 40% lower than that of C/C composite materials.
Obšívanie raketového hrdla: Kompozitná podšívka z kompozitného materiálu HFC, vydrží plynovú eróziu 3000 stupňov a má životnosť dvojnásobku životnosti podšívky zliatiny zliatiny Niobium.
Hlbokomorské vybavenie
Ponorná tlaková škrupina: zliatina titánu zosilnená časticami TIC (ti -6 al -4 v {{}} tic), s výnosovou pevnosťou 1450 MPa, spĺňa požiadavky tlaku hlbokého mora pri 11 000 metrov.
Nástroj na rezanie pod vodou: Hydraulický strih potiahnutý TIC, schopný rezať káble s priemerom 100 mm v hĺbkach 4500 metrov.
Kompozitné materiály na báze kovov (MMC)
Kompozitný materiál založený na hliníku: kompozitný materiál TIC/Al (frakcia objemu TIC 15%), s elastickým modulom 95 GPA a špecifickou pevnosťou 3,2 × 10 ⁵ n · m/kg, použitým na satelitné podpory.
Kompozitný materiál na báze medi: kompozitný materiál Tic Cu (obsah TIC 30WT%), tepelná vodivosť 280 W/ m · K, expanzný koeficient 8,5 × 10 ⁻⁶/ stupeň, vhodný pre elektronické obalové materiály.
Keramické kompozitné materiály (CMC)
Kompozitný materiál TIC SIC: pripravený pomocou horúceho spekania, s ohybovou pevnosťou 580 mPa a zlomeninou húževnatosti 6,2 MPa · m ¹/², ktorá sa používa na vysokozemorené plynové opláchnutie paliva ochladzovaného plynu.
TiC Al ₂ O3 nanocomposite material: with a hardness of 28GPa and a flexural strength retention rate of>70% pri 1300 stupňov, vhodné pre keramické ložiská.
kompozitná matrica
Nosenie odolným voči povlaku: Tic PEEK Composite Material Coating (obsah TIC 4 0 obj%), koeficient trenia 0,12, používaný na rozhranie umelého kĺbového trenia.
Electromagnetic shielding material: TiC/polyaniline composite material, conductivity 12S/cm, shielding effectiveness>45DB (1-18 GHZ), spĺňa vojenský štandard MIL-STD -285.
Integrácia a aplikácia špičkových technológií
Aplikácia nanotechnológie
Kvantové bodky: tic kvantové bodky (veľkosť častíc 3-5 nm) sa používajú ako fluorescenčné sondy s kvantovým výťažkom 48% na zobrazovanie buniek a detekciu iónov ťažkých kovov.
Nanofluid: Nanočastice TIC (veľkosť častíc 20nm) dispergované ako tepelné vodivé médium so zvýšením tepelnej vodivosti o 35%, ktoré sa používajú na rozptyl tepla ChIP.
3D tlačové materiály
Priamy kovový tlač: Prášok posilnený TIC INCONEL 718, s tlačenou pevnosťou v ťahu 1320 MPA a predĺžením 12%, vhodného na opravu lopatiek motorového motora.
Keramická 3D tlač: Tic Si ∝ n ₄ kompozitná suspenzia, presnosť tlače do 50 μm, pórovitosť<0.5% after sintering, used for precision ceramic components.
Aplikácie súvisiace s vodíkmi
Materiál na skladovanie vodíka: Nanotrubice TIC (vnútorný priemer 10-20 nm) majú kapacitu skladovania vodíka 3,2 týždňa (77 k, 10 MPa), ktorá je lepšia ako tradičné kovové hydridy.
Membrána oddelenia vodíka:Karbidový prášok Composite Membrane, with a hydrogen permeability of 3.8 × 10 ⁻⁸ mol/m · s · Pa and selectivity>10 ⁶ (H2/N2).
Materiál na úpravu vody
Fotokatalytická degradácia: Kompozitný katalyzátor TIC/Bivo ₄ dosiahol účinnosť degradácie 98% (2H) a rýchlosť odstraňovania TOC 72% pre rodamín B pri viditeľnom svetle.
Adsorpcia ťažkých kovov: Adsorpčná kapacita afinovaných nanosheet pre Pb ² ⁺ dosahuje 420 mg/g, s rozsahom pH 3-6.
kontrola znečistenia ovzdušia
NOx katalytický rozklad: PT TIC katalyzátor nemá mieru rozkladu 85% pri 300 stupňoch a jeho odolnosť proti otravu ₂ je lepšia ako PT/AL ₂ O3.
CO ₂ Zachytenie: Kompozitný materiál TIC MOF má adsorpčnú kapacitu 4,2 mmol/g pri 25 stupňoch a 1 bar, s regeneračnou spotrebou energie<2.5 GJ/t CO ₂.
Využívanie zdrojov pevného odpadu
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%.
Katalyzátor krakovania plastov: Kompozitný katalyzátor TIC/AC znižuje krakovaciu teplotu polyetylénu o 80 stupňov a zvyšuje výťažok kvapalných produktov o 30%.
Analýza typických príkladov aplikácie
Automobilový piestový krúžok
Materiálna schéma: Tic Cr ∝ C ₂ Kompozitný povlak (hrúbka 15 μm)
Technické špecifikácie: Miera opotrebenia<5 × 10 ⁻⁶ mm ³/N · m at 1000 ℃, fatigue life>10 ⁷ cykly
Ekonomické výhody: V porovnaní s tradičnými liatinovými prsteňmi znižuje hmotnosť o 40% a spotreba paliva o 2,3%
Filter 5G základnej stanice
Materiálna schéma: Kompozitný materiál TIC ALN (dielektrická konštanta 9,5, Q × F =120000 GHZ)
Technické výhody: Strata vloženia<0.5dB (3.5GHz), power capacity>300W
Trhová aplikácia: Nahraďte zliatinu medi volfrámu, znížte náklady o 35%, vhodné pre masívne antény MIMO
Škrupina hydrotermálneho detektora hlbokomorského priestoru
Materiálna schéma: Zliatina pamäť TIC Niti
Kľúčový výkon: miera korózie<0.02mm/a in 350 ℃ hydrothermal environment, able to withstand static water pressure of 60MPa
Inovačný bod: Využívanie Sperelasticity Niti (ε =8%) na dosiahnutie samoliečenia tesniacich štruktúr
syntetická metóda
Metóda tepelnej redukcie uhlíka:
Znížte tio2 s čiernou čiernou farbou, reakčný teplotný rozsah je 1700-2100 stupeň, chemická reakčná rovnica je: tio2 (s) +3 c (s)=ic (s) +2 co (g).
Priama metóda karbonizácie:
Generujte TIC reakciou prášku Ti a uhlíka. Rovnica chemickej reakcie je: Ti (s)+c (s)=tic. Z dôvodu ťažkostí pri príprave prášku Ti s veľkosťou submikrónu je aplikácia tejto metódy obmedzená. Vyššie uvedená reakcia trvá 5-20 hodín, kým sa dokončí a reakčný proces je ťažké ovládať. Reaktanty aglomerát vážne, čo si vyžaduje ďalšie spracovanie mletia, aby sa pripravili jemné častice práškového prášku. Na získanie čistejšieho produktu je potrebné čistiť jemný prášok po mletí guľôčky pomocou chemických metód.
Ukladanie chemickej pary:
Táto metóda syntézy využíva reakciu medzi TICL4, H2 a C. Reaktanty reagujú s horúcimi volfrámmi alebo uhlíkovými vláknami a kryštály TIC rastú priamo na vláknach. Výťažok a niekedy rovnomerná kvalita prášku TIC syntetizovaných touto metódou sú prísne obmedzené. Okrem toho, v dôsledku silnej korozivity Ticl4 a HCl vo výrobku, by sa mala počas syntézy venovať osobitná opatrnosť.
Metóda Sol-Gel:
Metóda prípravy malých výrobkov veľkosti častíc dôkladným zmiešaním a dispergáciou materiálov s roztokom. Má výhody dobrej chemickej uniformity, malého a úzkeho distribúcie veľkosti častíc prášku a nízkej teploty tepelného spracovania, ale proces syntézy je komplexný a sušenie je veľké.
Mikrovlnná rúra:
Použitím nano tio2 a čiernej farby ako suroviny, využívajúce princíp reakcie na tepelnú redukciu uhlíka a využívanie mikrovlnnej energie na zahrievanie materiálov. V skutočnosti využíva dielektrickú stratu materiálov vo vysokofrekvenčných elektrických poliach na premenu mikrovlnnej energie na tepelnú energiu, čo umožňuje syntézu TIC z nano tio2 a uhlíka.
Metóda vplyvu na výbuch:
Zmiešajte prášok oxidu titaničitého s uhlíkovým práškom v určitom pomere, zatlačte ho do valcového tvaru s priemerom 10 mm x 5 mm, aby ste pripravili prekurzor s hustotou 1,5 g/cm3 a vložte ho do kovového vonkajšieho valca v laboratóriu. Vložte ho do experimentovanej nádoby s vyrábaným výbuchom a po aplikovaní výbuchovej nárazovej vlny zbierajte detonačný popol. Po predbežnom skríningu sa odstránia veľké nečistoty, ako sú železné pilie, aby sa získal čierny prášok. Po nasiaknutí čierneho prášku v Aqua Regia na 24 hodín to zhnedlo. Nakoniec bola umiestnená v muflovej peci a kalcinovaná pri 400 stupňoch počas 400 minút, aby sa získal strieborný sivý prášok.
Metóda vysokofrekvenčnej indukčnej tepelnej redukcie uhlíka:
Zvažujte a miešajte prášok oxidu titaničitého a prášok na drevené uhlie v molárnom pomere 1: 3 a 1: 4, pridajte ich do nádoby na mletie guľôčok a guľôčkovú mletie na planétovom guľovom mlyne pre 6-10 hodiny rýchlosťou {300-400 r/min. Potom zatlačte materiál frézovaný guľôčkami do 2 cm × 2cm - 2 cm × 4 cm blokov na stlačení tabletu. Nakoniec vložte materiál do grafitového téglika a umiestnite ho do vysokofrekvenčného indukčného vykurovacieho zariadenia. Používajte argónový plyn ako ochrannú atmosféru, postupne upravte prúd vysokofrekvenčného indukčného zariadenia na 500a, aby spôsobil reakciu na tepelnú redukciu uhlíka a udržujte ho v teple po dobu 20 minút. Po dokončení izolácie sa znížený produkt prirodzene ochladí na teplotu miestnosti v argónovej atmosfére. Znížený produkt sa vyberie, mletý a rozdrvený, aby sa získal ultrajemnetitánový karbidový prášok.
Metóda kovovej tepelnej redukcie:
Metóda reakcie na pevnú látku, ktorá je exotermickou reakciou, má nízku reakčnú teplotu a nízku spotrebu energie. Suroviny sú však relatívne drahé a CAO a MGO vo výrobkoch sú nakladané a nemožno ich recyklovať.
Metóda syntézy s vysokou teplotou samoliečby:
Metóda SHS pochádza z exotermických reakcií. Pri zahrievaní na vhodnú teplotu má jemný Ti prášok vysokú reaktivitu. Preto, keď spaľovacia vlna generovaná po zapaľovaní prejde reaktantmi Ti a C, Ti a C bude mať dostatok reakčného tepla na generovanie TIC. Metóda SHS reaguje veľmi rýchlo, zvyčajne za menej ako jednu sekundu. Táto metóda syntézy vyžaduje ako surovinu vysoký a jemný Ti prášok a výťažok je obmedzený.
Metóda technológie mletia reakčných loptičiek:
Technológia reaktívneho mletia gule je technika, ktorá využíva chemické reakcie medzi kovovými alebo zliatinovými práškami a inými prvkami alebo zlúčeninami počas procesu mletia guľôčok na prípravu požadovaných materiálov. Hlavným zariadením na prípravu nanomateriálov pomocou technológie reaktívneho mletia guľôčok je vysokoenergetický guľový mlyn, ktorý sa používa hlavne na výrobu nanokryštalických materiálov. Mechanizmus reaktívneho mletia guľôčok možno rozdeliť do dvoch kategórií: jedna je mechanicky vyvolaná samoliečujúca sa samolietacia vysokoteplotná syntéza syntézy (SHS) a druhá je reaktívne mletie guľôčok bez významného uvoľňovania tepla, čo má proces pomalej reakcie.
Populárne Tagy: Titánový karbidový prášok CAS 12070-08-5, dodávatelia, výrobcovia, továreň, veľkoobchod, nákup, cena, hromadný, na predaj