碳化物陶瓷ppt课件

《碳化物陶瓷ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《碳化物陶瓷ppt课件（36页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、5.4 碳化物陶瓷碳化物陶瓷u非氧化物陶瓷非氧化物陶瓷：是包括金属的碳化物、氮化物、硫是包括金属的碳化物、氮化物、硫化物、硅化物和硼化物等陶瓷的总称。化物、硅化物和硼化物等陶瓷的总称。u非氧化物陶瓷在以下三方面不同于氧化物陶瓷：非氧化物陶瓷在以下三方面不同于氧化物陶瓷：1）非氧化物在自然界很少存在，需要人工来合成原料。）非氧化物在自然界很少存在，需要人工来合成原料。2）在原料的合成和陶瓷烧结时，易生成氧化物，因此必）在原料的合成和陶瓷烧结时，易生成氧化物，因此必须在保护性气体（如须在保护性气体（如N2、Ar等）中进行；等）中进行；3）氧化物原子间的化学键主要是离子键，而非氧化物一）氧化物原子间

2、的化学键主要是离子键，而非氧化物一般是键性很强的共价键，因此，般是键性很强的共价键，因此，非氧化物陶瓷一般比非氧化物陶瓷一般比氧化物难熔和难烧结。氧化物难熔和难烧结。n典型碳化物陶瓷材料典型碳化物陶瓷材料有碳化硅有碳化硅(SiC)、碳化硼、碳化硼(B4C)、碳化钛、碳化钛(TiC)、碳化锆、碳化锆(ZrC)、碳化钒、碳化钒(VC)、碳化钽碳化钽(TaC)、碳化钨、碳化钨(WC)和碳化钼和碳化钼(Mo2C)等。等。它们的共同特点是熔点高，许多碳化物的熔点都它们的共同特点是熔点高，许多碳化物的熔点都在在3000以上，其中以上，其中HfC和和TaC的熔点分别为的熔点分别为3887和和3877。n碳化

3、物在非常高的温度下均会发生氧化碳化物在非常高的温度下均会发生氧化，但许多，但许多碳化物的抗氧化能力都比碳化物的抗氧化能力都比W、Mo等高熔点金属好，等高熔点金属好，这是因为在许多情况下碳化物氧化后所形成的氧这是因为在许多情况下碳化物氧化后所形成的氧化膜具有提高抗氧化性能的作用。化膜具有提高抗氧化性能的作用。n各种碳化物开始强烈氧化的温度如表各种碳化物开始强烈氧化的温度如表5-4-1所示。所示。表表5-4-1 各种碳化物开始强烈氧化的温度各种碳化物开始强烈氧化的温度碳化物碳化物TiCZrCTaCNbCVCMo2CWCSiC强烈氧强烈氧化温度化温度/110014008001100500800130

4、01400n表表5-4-2为几种常见碳化物的主要性能。为几种常见碳化物的主要性能。n从表中可以看出，从表中可以看出，大多数碳化物都具有良好的大多数碳化物都具有良好的电导率和热导率，且许多碳化物都有非常高的电导率和热导率，且许多碳化物都有非常高的硬度硬度，特别是，特别是B4C的硬度仅次于金刚石和立方的硬度仅次于金刚石和立方氮化硼，但碳化物的脆性一般较大。氮化硼，但碳化物的脆性一般较大。n过渡金属碳化物不水解，不和冷的酸起作用，过渡金属碳化物不水解，不和冷的酸起作用，但硝酸和氢氟酸的混合物能侵蚀碳化物。大部但硝酸和氢氟酸的混合物能侵蚀碳化物。大部分碳化物在高温和氮作用生成氮化物。分碳化物在高温和氮

5、作用生成氮化物。表表5-4-2 各种碳化物主要性能各种碳化物主要性能碳化碳化物物晶系晶系熔点熔点/oC密度密度/gcm-3电阻率电阻率/cm热导率热导率/Wm-1K-1硬度硬度莫氏莫氏显微硬度显微硬度/GPaSiC（）六方六方3.210-5101333.4SiC（）立方立方2100(相变相变)3.211072009.233.4B4C六方六方24502.510.30.828.89.349.5TiC立方立方31604.941.82.5x10-417.18-930.0HfC立方立方388712.21.95x10-422.229.1ZrC立方立方35706.447x10-520.58-929.3WC立

6、方立方286515.501.2x10-5924.5各种材料的硬度比较各种材料的硬度比较 金刚石立方氮化硼碳化硼含钒高速钢碳化硅碳化钨氧化铝硬质合金高速钢水晶淬火钢硬度n本节重点介绍本节重点介绍SiC、B4C、TiC这三种最重要的高温碳这三种最重要的高温碳化物结构陶瓷材料。化物结构陶瓷材料。一一、SiC陶瓷陶瓷1.基本特性基本特性n硬度高硬度高(Hv=25GPa)，强度好强度好(室温室温300500MPa,1400不不下降下降)，热导率高热导率高(120W/m.K)，抗氧化性好抗氧化性好(在在空气中可在空气中可在1500以下长期使用以下长期使用)。nSiC有多种晶型，低温型为立方相有多种晶型，低

7、温型为立方相b b-SiC，2100向高向高温型温型a a-SiC转变。转变。SiC没有熔点，没有熔点，2300开始升华，开始升华，2700以上分解为以上分解为Si蒸气和石墨。蒸气和石墨。SiC是应用最广泛的是应用最广泛的非氧化物陶瓷。非氧化物陶瓷。2、原料的制备、原料的制备 SiC的合成方法主要有化合法、碳热还原法、气相的合成方法主要有化合法、碳热还原法、气相沉积法、有机硅先驱体裂解法、自蔓延沉积法、有机硅先驱体裂解法、自蔓延(SHS)法、法、溶胶溶胶-凝胶法等。凝胶法等。1)化合法化合法 将单质将单质Si和和C在碳管电炉中直接化合而成，其在碳管电炉中直接化合而成，其反应式如下：反应式如下：

8、SiC b b-SiC 2)碳热还原法碳热还原法 这种方法是由氧化硅和碳反应生成碳化物，这种方法是由氧化硅和碳反应生成碳化物，反应式如下：反应式如下：SiO2CSiO(g)CO(g)SiO继续被碳还原：继续被碳还原：SiO2CSiCCO(g)3)气相沉积法气相沉积法n气相沉积法可以分为化学气相沉积法气相沉积法可以分为化学气相沉积法(CVD)和物和物理气相沉积法理气相沉积法(PVD)。根据气相加热方式的不同，根据气相加热方式的不同，又可分为等离子体又可分为等离子体CVD法、激光法、激光CVD法、热法、热CVD法等。法等。PVD法法主要利用了蒸发冷凝机理主要利用了蒸发冷凝机理(如电弧如电弧法法)；

9、而；而CVD法法则是利用硅的卤化物则是利用硅的卤化物(SiX)和碳氢化和碳氢化物物(CnHm)及氢气在发生分解的同时，相互反应生及氢气在发生分解的同时，相互反应生成成SiC。这些方法可以制备高纯度的。这些方法可以制备高纯度的SiC粉末，也粉末，也可以得到晶须或者薄膜，其反应通式如下可以得到晶须或者薄膜，其反应通式如下 SiXCnHm SiCHX2H4)有机硅前驱体法有机硅前驱体法 n将有机金属化合物在真空、氢气或者惰性气氛中在相对较将有机金属化合物在真空、氢气或者惰性气氛中在相对较低的温度下进行热解反应，从而得到相应的制品。合成低的温度下进行热解反应，从而得到相应的制品。合成SiC的起始材料有

10、聚碳硅烷、聚硅烷和聚碳氧硅烷等。的起始材料有聚碳硅烷、聚硅烷和聚碳氧硅烷等。下下式给出了从聚碳硅烷出发制备式给出了从聚碳硅烷出发制备SiC的整个反应过程：的整个反应过程：断裂断裂600oC热解热解500oC重排重排800-1000oC交联交联 1000oC700oC5)自蔓延高温合成法自蔓延高温合成法(SHS法法)n该方法是近年来发展起来的难熔化合物的制备该方法是近年来发展起来的难熔化合物的制备方法，也是一种化合反应方法，一般化合法是方法，也是一种化合反应方法，一般化合法是依靠外部热源来维持反应的进行，而依靠外部热源来维持反应的进行，而SHS法则法则是依靠反应时自身放出的热量维持反应的进行，是

11、依靠反应时自身放出的热量维持反应的进行，计算表明计算表明SiC的绝对温度为的绝对温度为1800(放热反应放热反应使产物达到的最高温度使产物达到的最高温度)。n以高纯硅和天然石墨为原料以高纯硅和天然石墨为原料(Si/C=2.33:1)，采，采用自蔓延工艺，在石墨炉中于用自蔓延工艺，在石墨炉中于1300下反应下反应大约大约3.5h，得到了，得到了b b-SiC粉体。另外通过燃烧粉体。另外通过燃烧合成法进行工业生产合成法进行工业生产SiC的方法亦有文献报道。的方法亦有文献报道。6)溶胶溶胶-凝胶法凝胶法n有学者以硅溶胶和碳黑为原有学者以硅溶胶和碳黑为原料，采用氨解无机溶胶料，采用氨解无机溶胶-凝胶凝

12、胶工艺获得了粒径为工艺获得了粒径为50nm左右左右的单分散球形的单分散球形SiC粒子粒子，如图如图5-4-1所示所示。n在溶胶在溶胶-凝胶过程中添加硼酸凝胶过程中添加硼酸后，可制备含硼的后，可制备含硼的b b-SiC粉末，粉末，并且合成温度由不加硼时的并且合成温度由不加硼时的15001600降到降到14001450，所得到的，所得到的SiC粉末具有良好的可粉末具有良好的可烧结性。烧结性。图图5-4-1氨解无机溶胶氨解无机溶胶-凝胶工艺凝胶工艺制备的单分散纳米制备的单分散纳米SiC粒子的粒子的TEM照片照片3、碳化硅陶瓷制造工艺、碳化硅陶瓷制造工艺（1）热压烧结）热压烧结n将将SiC粉末加入添加

13、剂，置于石墨模具中，在粉末加入添加剂，置于石墨模具中，在1950和和20MPa以上压力下进行烧结，可获得接近理论密度的以上压力下进行烧结，可获得接近理论密度的SiC制品。原料的细度、制品。原料的细度、相含量、碳含量、压力、温相含量、碳含量、压力、温度、添加剂的种类及含量等对烧结有很大影响。度、添加剂的种类及含量等对烧结有很大影响。n目前广泛采用的添加剂有：目前广泛采用的添加剂有：Al2O3，AlN，BN，B4C，B，B+C等。等。n以碳和硼作为添加剂在以碳和硼作为添加剂在SiC制品烧结致密化过程中有显制品烧结致密化过程中有显著的作用，硼可改善著的作用，硼可改善SiC晶粒的边缘性质，而碳则抑制晶

14、粒的边缘性质，而碳则抑制了晶粒的过分生长，同时添加了晶粒的过分生长，同时添加3wt.%碳和碳和0.5wt.%硼时，硼时，烧结体的致密度可达理论值的烧结体的致密度可达理论值的99，无开口气孔，晶，无开口气孔，晶粒尺寸适中。粒尺寸适中。（2）常压烧结（）常压烧结（pressureless sintering）v实际情况表明，若采用高纯超细粉料，选择合实际情况表明，若采用高纯超细粉料，选择合理的工艺、相组成以及适当的添加剂，能够通理的工艺、相组成以及适当的添加剂，能够通过常压烧结途径得到高密度的过常压烧结途径得到高密度的SiC制品。制品。v例如例如，采用亚微米级，采用亚微米级b b-SiC粉末，其中

15、氧含量粉末，其中氧含量0.2%，并加入，并加入0.5%的硼和的硼和1.0%的碳，于的碳，于1950 2100的温度在惰性气氛或真空中，用常压的温度在惰性气氛或真空中，用常压烧成，也能获得致密度达烧成，也能获得致密度达99%的的SiC制品。制品。（3）反应烧结（反应烧结（reaction sintering）v反应烧结反应烧结SiC又称自结合又称自结合SiC，是由是由-SiC粉和粉和石墨粉按一定比例混合压成坯体后，加热到石墨粉按一定比例混合压成坯体后，加热到1650左右，同时熔渗左右，同时熔渗Si或通过气相或通过气相Si渗入坯渗入坯体，使之与石墨起反应生成体，使之与石墨起反应生成-SiC，把原先

16、存在把原先存在的的-SiC颗粒结合起来。颗粒结合起来。（4）浸渍法）浸渍法n此方法是用聚碳硅烷作为结合剂，加到此方法是用聚碳硅烷作为结合剂，加到SiC粉料粉料中烧结成多孔中烧结成多孔SiC制品，然后再置于聚碳硅烷中制品，然后再置于聚碳硅烷中浸渍，在浸渍，在1000再烧结，使密度增大，如此反复再烧结，使密度增大，如此反复进行多次，体积密度能达到理论密度的进行多次，体积密度能达到理论密度的80%95%。n浸渍法最大特点是能在较低温度下获得高纯、高浸渍法最大特点是能在较低温度下获得高纯、高强材料。而且能够制造各种形状复杂的坯体。强材料。而且能够制造各种形状复杂的坯体。(5)重结晶法重结晶法n此法也叫

17、后烧结法，它是将一种较粗颗粒和一种较细颗粒此法也叫后烧结法，它是将一种较粗颗粒和一种较细颗粒的的SiC粉末混合成形，在高温粉末混合成形，在高温(2300)以及保护气氛下以及保护气氛下进行再结晶过程而形成一种高温结构陶瓷材料。表面扩散进行再结晶过程而形成一种高温结构陶瓷材料。表面扩散和蒸发凝聚反应是物质在高温下迁移的主要机理，小尺和蒸发凝聚反应是物质在高温下迁移的主要机理，小尺寸粒子的蒸发和再次择优沉积在较大寸粒子的蒸发和再次择优沉积在较大SiC粒子的近颈部表粒子的近颈部表面处，最终得到与成形密度相同的烧结体。面处，最终得到与成形密度相同的烧结体。n采用重结晶工艺的一个重要前提是起始粉末坯体须有

18、较高采用重结晶工艺的一个重要前提是起始粉末坯体须有较高的致密度。在烧结后材料的密度并不增加，最初素坯显微的致密度。在烧结后材料的密度并不增加，最初素坯显微结构决定了最终产品的性能。结构决定了最终产品的性能。n重结晶重结晶SiC是各种高温窑炉的重要结构材料，如作为建筑是各种高温窑炉的重要结构材料，如作为建筑卫生瓷、日用陶卫生瓷、日用陶瓷、电瓷烧成的辊棒、棚板、支柱、瓷、电瓷烧成的辊棒、棚板、支柱、横梁等。横梁等。4.4.碳化硅陶瓷的应用碳化硅陶瓷的应用工业领域工业领域使用环境使用环境用用 途途主要优点主要优点石油工业石油工业高温、高液高温、高液压、研磨压、研磨喷嘴、轴承、密封、喷嘴、轴承、密封、

19、阀片阀片耐磨耐磨化学工业化学工业强酸、强碱强酸、强碱密封、轴承、泵零密封、轴承、泵零件、热交换器件、热交换器耐磨、耐蚀、耐磨、耐蚀、气密性气密性高温氧化高温氧化气化管道、热电偶气化管道、热电偶套管套管耐耐高温腐蚀高温腐蚀能源工业能源工业发动机燃烧发动机燃烧燃烧器部件、涡轮燃烧器部件、涡轮增压转子、燃气轮增压转子、燃气轮机叶片、喷嘴机叶片、喷嘴低低摩擦、高摩擦、高强度、低惯强度、低惯性、抗热震性、抗热震工业领域工业领域使用环境使用环境用用 途途主要优点主要优点机械、矿业机械、矿业研磨研磨喷砂喷砂嘴、内衬、泵嘴、内衬、泵零件零件耐磨耐磨造纸工业造纸工业纸浆废液纸浆废液密封、管套、轴承、密封、管套、

20、轴承、成形板成形板耐磨、耐蚀、耐磨、耐蚀、低摩擦低摩擦热处理、炼热处理、炼钢钢高温气体高温气体热电偶套管、辐射热电偶套管、辐射管、热交换器管、热交换器耐热、耐蚀、耐热、耐蚀、气密性气密性核核工业工业含硼含硼高温水高温水密封、轴套密封、轴套耐耐辐射辐射微电子工业微电子工业大功率散热大功率散热封装封装材料、基片材料、基片导热、绝缘导热、绝缘激光激光大功率高温大功率高温反射屏反射屏高高刚度刚度,稳定稳定 碳化硅窑具制品碳化硅窑具制品碳化硅高温陶瓷碳化硅高温陶瓷再结晶碳化硅辊棒与横梁再结晶碳化硅辊棒与横梁碳化硅涡轮转子碳化硅涡轮转子碳化硅密封件与滑动轴承碳化硅密封件与滑动轴承二、二、B4C陶瓷陶瓷uB

21、4C的硬度在自然界中仅次于金刚石和立方氮化硼，的硬度在自然界中仅次于金刚石和立方氮化硼，尤其是近于恒定的高温硬度尤其是近于恒定的高温硬度(30GPa)是其他材料无是其他材料无可比拟的，故成为超硬材料家族中的重要成员。可比拟的，故成为超硬材料家族中的重要成员。u在在B4C中，硼与碳主要以共价键相结合中，硼与碳主要以共价键相结合(90%)，具，具有高熔点、高硬度、高模量、容重小有高熔点、高硬度、高模量、容重小(2.52gcm-3)、耐磨、耐酸碱腐蚀等特点，并具有良好的中子、氧耐磨、耐酸碱腐蚀等特点，并具有良好的中子、氧气吸收能力，较低的膨胀系数气吸收能力，较低的膨胀系数(5.0 x10-6K-1)

22、、良好的、良好的热电性能，是一种重要的结构陶瓷材料。热电性能，是一种重要的结构陶瓷材料。1.B4C粉末的制备方法粉末的制备方法(1)硼碳元素直接合成法硼碳元素直接合成法n将纯硼粉和石油焦将纯硼粉和石油焦(或其他炭粉或其他炭粉)按严格化学计量比的按严格化学计量比的B4C的配制，混合均匀，在真空或保护气氛下在的配制，混合均匀，在真空或保护气氛下在17002100反应生成反应生成B4C。其反应式为。其反应式为4B+C=B4C n根据热力学数据计算，此反应可以自发进行；但由于根据热力学数据计算，此反应可以自发进行；但由于固相反应的反应激活能大，必须在较高温度下才能使固相反应的反应激活能大，必须在较高温

23、度下才能使反应物发生活化，并得到反应物发生活化，并得到B4C。本方法合成。本方法合成B4C的的B/C比可严格控制，但生产效率低，不适合工业化生产。比可严格控制，但生产效率低，不适合工业化生产。(2)硼酐碳热还原法硼酐碳热还原法n工业工业上采用过量碳还原硼酐上采用过量碳还原硼酐(或硼酸或硼酸)的方法合成的方法合成B4C。将硼酐将硼酐(或或硼酸硼酸)与石油焦或人造石墨混合均匀，在电弧炉或电阻炉中与石油焦或人造石墨混合均匀，在电弧炉或电阻炉中17002300合成，反应式为：合成，反应式为：2B2O3+7C=B4C+6CO 4H3BO3+7C=B4C+6H2O+6CO 将合成得到的将合成得到的B4C粗

24、碎、磨粉、酸洗、水洗，再用沉降法得到不粗碎、磨粉、酸洗、水洗，再用沉降法得到不同粒度的粉料。同粒度的粉料。n电弧熔炼法电弧熔炼法产量大，但由于电弧炉内温度分布不均，造成合成产量大，但由于电弧炉内温度分布不均，造成合成B4C的成分波动较大，同时由于电弧熔炼法合成温度较高的成分波动较大，同时由于电弧熔炼法合成温度较高(高于高于2200)，存在，存在B4C的分解，的分解，B会以会以B2O3的形式大量挥发，所得到的形式大量挥发，所得到的的B4C含有大量游离碳，可高达含有大量游离碳，可高达2030；n在在电阻炉电阻炉中，可以控制在较低的温度合成，以避免中，可以控制在较低的温度合成，以避免B4C的分解，的

25、分解，所得到的所得到的B4C含有很少量的游离碳，但有时会存在约含有很少量的游离碳，但有时会存在约12的游的游离硼。还可以以高于化学计量比的离硼。还可以以高于化学计量比的B/C的组成来合成的组成来合成B4C，也能有，也能有效降低产物中的残留效降低产物中的残留C。(3)镁热还原法镁热还原法n将碳粉、过量将碳粉、过量50的的B2O3和过量和过量20的镁粉混合的镁粉混合均匀，在均匀，在10001200按下式进行反应按下式进行反应 2B2O3+6Mg+C=B4C+6MgO 此反应为强烈放热反应，最终产物用硫酸或盐酸此反应为强烈放热反应，最终产物用硫酸或盐酸酸洗，然后用热水洗涤可获得纯度较高且粒度较酸洗，

26、然后用热水洗涤可获得纯度较高且粒度较细细(0.1 5m)的的B4C粉末。粉末。2.B4C陶瓷的性能及应用陶瓷的性能及应用u1 1）碳化硼）碳化硼-精细高级的研磨材料。精细高级的研磨材料。由于碳化硼研磨效率由于碳化硼研磨效率高，作为研磨介质主要用于材料的磨细工艺中，如：宝石、高，作为研磨介质主要用于材料的磨细工艺中，如：宝石、陶瓷、刀具、轴承、硬质合金等硬质材料的磨削、研磨、陶瓷、刀具、轴承、硬质合金等硬质材料的磨削、研磨、钻孔及抛光等。钻孔及抛光等。u2 2）碳化硼）碳化硼-工业陶瓷材料的首选。工业陶瓷材料的首选。由碳化硼粉末压制成由碳化硼粉末压制成的制品：喷砂嘴、密封环、喷管、轴承、泥浆泵的

27、柱塞和的制品：喷砂嘴、密封环、喷管、轴承、泥浆泵的柱塞和火箭发射架、军舰、直升飞机的陶瓷途层等作为一种新型火箭发射架、军舰、直升飞机的陶瓷途层等作为一种新型材料，具有高熔点、高硬度、高弹性模量、耐磨力强、自材料，具有高熔点、高硬度、高弹性模量、耐磨力强、自润性好等特点而被广泛用于喷砂机械、电子、信息、航空润性好等特点而被广泛用于喷砂机械、电子、信息、航空航天、汽车等行业。航天、汽车等行业。u3 3）碳化硼屏蔽和控制材料）碳化硼屏蔽和控制材料-核工业的安全保障。核工业的安全保障。碳化硼碳化硼材料由于其具有较大的热中子俘获截面，具有极好的吸收材料由于其具有较大的热中子俘获截面，具有极好的吸收中子和

28、抗辐射性能，被国际公认推荐为最佳的核反应堆的中子和抗辐射性能，被国际公认推荐为最佳的核反应堆的控制材料和屏蔽材料。控制材料和屏蔽材料。u4 4）碳化硼防弹装甲）碳化硼防弹装甲-增强国防力量。增强国防力量。由于强度高、比重由于强度高、比重小、特别适合在轻质防弹装甲中使用，如飞机、车辆、舰小、特别适合在轻质防弹装甲中使用，如飞机、车辆、舰船和人体的防护。船和人体的防护。u5 5）碳化硼合金粉末）碳化硼合金粉末-提高机械零部件的寿命。提高机械零部件的寿命。将碳化硼将碳化硼粉末同金属结合生成金属为基的合金粉末。经过这种材料粉末同金属结合生成金属为基的合金粉末。经过这种材料做特殊的表面处理，使原有的机械

29、零部件更加耐磨损且抗做特殊的表面处理，使原有的机械零部件更加耐磨损且抗酸碱腐蚀性增强。酸碱腐蚀性增强。u6 6）碳化硼特种吸收体）碳化硼特种吸收体-提供能力遨游太空。提供能力遨游太空。有：有：“黑黑金子金子”之称的碳化硼，以粉末状态应用在能源上，作为传之称的碳化硼，以粉末状态应用在能源上，作为传送火箭的固体燃料。送火箭的固体燃料。u7 7）碳化硼添加剂）碳化硼添加剂-化工行业的好伙伴。化工行业的好伙伴。由于化学性能由于化学性能稳定，碳化硼与酸、碱溶液不起反应，具有高化学位，所稳定，碳化硼与酸、碱溶液不起反应，具有高化学位，所以被大量用于生产其他含硼材料，如硼化锆、硼化钛等。以被大量用于生产其他

30、含硼材料，如硼化锆、硼化钛等。u8 8）碳化硼）碳化硼-高级耐火材料必不可少。高级耐火材料必不可少。由于碳化硼具有由于碳化硼具有抗氧化、耐高温的特性，被用作高级的定形和不定形耐火抗氧化、耐高温的特性，被用作高级的定形和不定形耐火材料广泛应用在冶金各个领域，如钢铁炉具、窑具等。材料广泛应用在冶金各个领域，如钢铁炉具、窑具等。三、三、TiC陶瓷陶瓷 n原料制备：原料制备：在工业上生产在工业上生产TiC，一般是使用一般是使用TiO2与碳黑在高温下（反应温度在与碳黑在高温下（反应温度在18002000）短时间内反应而得到）短时间内反应而得到TiC，其其反应化学方程式如下：反应化学方程式如下：n2TiO

31、2+CTi2O3+COnTi2O3+C2TiO+COnTiO+2CTiC+COn性能：性能：TiC属面心立方晶型，熔点高。属面心立方晶型，熔点高。TiC陶陶瓷强度较高，导热性较好，硬度大，化学稳定瓷强度较高，导热性较好，硬度大，化学稳定性好，不水解，高温抗氧化性好性好，不水解，高温抗氧化性好(仅次于仅次于SiC)，在常温下不与酸起反应，但在硝酸和氢氟酸的在常温下不与酸起反应，但在硝酸和氢氟酸的混合酸中能溶解，于混合酸中能溶解，于1000在氮气氛中能形在氮气氛中能形成氮化物。成氮化物。n应用：应用：nTiC陶瓷硬度大，是硬质合金生产的重要原料，陶瓷硬度大，是硬质合金生产的重要原料，TiC和和Ti

32、N、WC、Al2O3等原料等原料制成各类复相陶瓷制成各类复相陶瓷材料材料，这些材料具有高熔点、高硬度、优良的化，这些材料具有高熔点、高硬度、优良的化学稳定性并具有良好的力学性能，可用于制造耐学稳定性并具有良好的力学性能，可用于制造耐磨原料、切削刀具材料、机械零件等，还可制作磨原料、切削刀具材料、机械零件等，还可制作熔炼锡、铅、镉、锌等金属的坩埚。熔炼锡、铅、镉、锌等金属的坩埚。n透明透明TiC陶瓷陶瓷是良好的光学材料；是良好的光学材料；n多孔多孔TiC陶瓷陶瓷可作为耐高温材料以及用来制作过可作为耐高温材料以及用来制作过滤器和光催化材料，当滤器和光催化材料，当TiC空隙率在空隙率在50时，很时，很适合用做人造骨骼。适合用做人造骨骼。