Prášek boridu titaničitého

prášek boridu titaničitého je pokročilý keramický materiál, který je ceněn pro své extrémně tvrdé a otěruvzdorné vlastnosti. Tento práškový borid se stal důležitou surovinou v několika průmyslových odvětvích, která hledají vynikající výkon v náročných podmínkách.

Přehled prášku boridu titaničitého

Borid titaničitý je vysoce žáruvzdorný keramický materiál s empirickým chemickým vzorcem TiB2. Zde je stručný přehled jeho vlastností a charakteristik:

Díky těmto vlastnostem je borid titaničitý vhodný pro specializované aplikace vyžadující tvrdost, odolnost proti opotřebení, tepelnou stabilitu a další extrémní výkonnostní charakteristiky, kterým se kovy nebo alternativní keramika nevyrovnají.

Extrémní tvrdost TiB2, která konkuruje diamantu a kubickému nitridu boru, je obzvláště užitečná pro abrazivní aplikace, kde je zapotřebí vysoká odolnost proti erozi. Kombinace tvrdosti, chemické stability a vysokého bodu tání předurčuje tento materiál také pro použití v agresivním prostředí.

Kovová elektrická vodivost zároveň umožňuje boridu titaničitému odvádět elektrostatické náboje v procesech náchylných k jiskření. Nízká hustota v porovnání s kovy, jako je karbid wolframu, dále rozšiřuje možnosti jeho použití.

Výrobní metody Prášek boridu titaničitého

Komerční výroba práškového boridu titaničitého se opírá o pokročilé procesy prováděné při velmi vysokých teplotách, které umožňují reakci mezi titanem a sloučeninami boru.

Zde jsou uvedeny hlavní výrobní trasy:

Metoda samopropagující vysokoteplotní syntézy (SHS) je oblíbeným způsobem výroby prášku díky své technické jednoduchosti, čistotě produktu a nákladové efektivitě. Výsledné materiály však mají širokou distribuci velikosti částic a obsahují aglomeráty.

Pro kontrolu distribuce velikosti částic prášku boridu titaničitého získaného z SHS se často používají další kroky mechanického mletí a klasifikace pro optimální hustotu a konzistenci balení v aplikacích pro konečné použití.

Lisování za tepla poskytuje plně husté výrobky z boridu titanu, jako jsou tyče, desky nebo složité tvary. Tento proces má však vyšší náklady a je nepraktický pro výrobu sypkého prášku.

Aplikace keramiky s boridem titanu

Díky extrémní tvrdosti, opotřebení a tepelné odolnosti je borid titanu velmi vhodný pro následující aplikace:

Tyto náročné aplikace využívají výjimečné tvrdosti, odolnosti proti opotřebení a vysokoteplotní odolnosti keramiky z boridu titanu.

Žáruvzdornost TiB2 mu umožňuje odolávat extrémnímu prostředí s roztavenými kovy, abrazivním proudům a korozivním procesům. Svou tvrdostí překonává běžné otěruvzdorné materiály, jako je karbid wolframu, a zajišťuje tak delší životnost v erozivních podmínkách.

Při výrobě hotových součástí, jako jsou zápustky a řezné destičky, odolává tento materiál vysokému namáhání při vysokých teplotách během vytlačování, tažení a obrábění kovů. Nástroje z boridu titanu mohou pracovat při teplotách obrábění kovů přesahujících 1000 °C, při kterých by jiné materiály rychle ztrácely pevnost.

Pro aplikace v elektronice nabízí borid titaničitý vysokou tuhost a odolnost vůči tepelným šokům při opakovaných cyklech zahřívání a chlazení. Jeho elektrická vodivost také zabraňuje hromadění statického náboje.

Borid titaničitý zůstává rozměrově a chemicky stabilní i při vystavení intenzivnímu neutronovému záření v jaderných reaktorech. Díky těmto vlastnostem je boridová keramika vhodná pro konstrukce štěpných i fúzních reaktorů.

Třídy a specifikace

Prášek boridu titaničitého vhodné pro technické aplikace se vyrábí podle přísných chemických požadavků, čistoty a velikosti částic.

Zde jsou uvedeny běžné stupně a parametry:

Označení tříd odráží čistotu a jemnost prášku vhodného pro různé aplikace. Třída A představuje prášek TiB2 nejvyšší kvality s nejnižším obsahem nečistot a jemnou distribucí velikosti částic. Třída C nabízí cenové výhody, ale má o něco více nečistot a hrubší částice.

Klíčové kontroly kvality komerčního práškového boridu titaničitého zahrnují:

• Chemická analýza - Kvantifikace TiB2, diboridu titaničitého a dalších elementárních nečistot pomocí rentgenové difrakce a spektroskopie s indukčně vázaným plazmatem.
• Analýza velikosti částic - Stanovení profilu distribuce velikosti pomocí laserových difrakčních měření.
• Zdánlivá hustota - Ukazatel průtočnosti prášku na základě metody hustoty odbočky. Vyšší hustota napomáhá manipulaci a rovnoměrnému plnění matrice.
• Krystalová struktura - Použití SEM a XRD ke kontrole fázového složení a struktury mřížky odpovídající referenčnímu TiB2.

Dodavatelé a ceny

Prášek boridu titaničitého prodávají přímo přední výrobci speciálních chemikálií a pokročilé keramiky. Ceny závisí na stupni čistoty, distribuci velikosti částic, objemu objednávky a úrovni přizpůsobení.

Nejvyšší ceny jsou u vysoce čistých tříd boridu titaničitého vhodných pro náročné aplikace, jako je elektronika a jaderná energetika. Nižší čistoty s vyšším obsahem nečistot a velikostí částic jsou levnější.

Mnoho dodavatelů také poskytuje služby v oblasti dimenzování částic, povrchové úpravy a dokumentace kvality na míru podle individuálních požadavků zákazníka, což dále ovlivňuje ceny. Při velkoobjemových nákupech se obvykle poskytují slevy.

Srovnání boridu titanu, karbidu boru a karbidu křemíku

Borid titanu se vyznačuje výjimečnou tvrdostí, která je mezi materiály odolnými proti otěru druhá nejvyšší po diamantu a kubickém nitridu boru. Jak si však TiB2 vede ve srovnání s běžnějšími boridovými a karbidovými keramikami, jako je karbid boru (B4C) a karbid křemíku (SiC)?

Výše uvedená srovnání s prášky karbidu boru a karbidu křemíku ukazují výjimečnou tvrdost boridu titanu při zachování kovové elektrické vodivosti, která je mezi keramikami neobvyklá.

• Diborid titaničitý je vysoce žáruvzdorný jako karbid bóru a svou stabilní pevností při vysokých teplotách nad 2500 °C předčí SiC.
• Rychlost opotřebení TiB2 je extrémně nízká i ve srovnání s jinými tvrdými keramikami, takže je odolnější vůči erozivním podmínkám.
• Borid titanu má však relativně nízkou pevnost v ohybu a lomovou houževnatost, což omezuje jeho použití pro konstrukční aplikace s velmi vysokým namáháním.

Klíčovou nevýhodou je vysoká cena práškového boridu titaničitého, která omezuje jeho využití ve srovnání s ekonomičtějšími brusivy SiC a B4C. Delší životnost součástí z TiB2 však může ospravedlnit vyšší počáteční investice do materiálu díky nižším celkovým nákladům na životní cyklus výrobku při náročném použití.

Výhody a omezení Prášek boridu titaničitého

Zde je stručný přehled hlavních výhod a nedostatků tohoto moderního keramického materiálu:

Borid titanu vyniká tím, že dosahuje elektrické vodivosti podobné kovu a zároveň si zachovává výjimečnou tvrdost, tepelnou odolnost a chemickou odolnost, která je nesrovnatelná s konkurenčními materiály. To umožňuje u vhodných aplikací výrazně zvýšit odolnost, produktivitu a náklady na životní cyklus součástek.

FAQ

Co je prášek boridu titaničitého (TiB2)?

Borid titaničitý (TiB2) je sloučenina složená z atomů titanu a boru. Jedná se o keramický materiál s výjimečnými vlastnostmi, včetně vysoké tvrdosti, elektrické vodivosti a chemické odolnosti.

Jaké jsou běžné aplikace prášku TiB2?

Prášek TiB2 se používá v různých aplikacích, včetně řezných nástrojů, povlaků odolných proti opotřebení, leteckých součástek a elektrických kontaktů. Používá se také při výrobě keramických kompozitů.

Jaká je barva a vzhled prášku TiB2?

Prášek boridu titaničitého má obvykle šedou nebo černou barvu a jemnou práškovitou strukturu.

Jaká je tvrdost prášku TiB2?

TiB2 je proslulý svou výjimečnou tvrdostí a patří mezi nejtvrdší známé keramické materiály. Jeho tvrdost se obvykle pohybuje v rozmezí 22-28 GPa na Vickersově stupnici tvrdosti.

Je TiB2 elektricky vodivý?

Ano, TiB2 vykazuje dobrou elektrickou vodivost, takže je vhodný pro aplikace, kde je vyžadována jak vysoká tvrdost, tak elektrická vodivost, například pro elektrické kontakty.

znát více procesů 3D tisku