Порошок борида титана
Оглавление
titanium boride powder это передовой керамический материал, который ценится за свои чрезвычайно твердые и износостойкие свойства. Этот порошок борида стал важным сырьем в нескольких промышленных отраслях, где требуется превосходная производительность в сложных условиях.
Обзор порошка борида титана
Борид титана - это высокоогнеупорный керамический материал с эмпирической химической формулой TiB2. Ниже приведен краткий обзор его свойств и характеристик:
Недвижимость | Характеристики |
---|---|
Химический состав | 66% Титан, 34% Бор по весу |
Внешний вид | Серый или черный порошок |
Кристаллическая структура | Гексагональная решетчатая структура |
Плотность | 4,5 г/см3 |
Твердость | Около 30 ГПа Виккерс |
Высокая температурная стабильность | Температура плавления 3273°F (1800°C) |
Устойчивость к окислению | Устойчивость до 1100°C на воздухе |
Теплопроводность | 60-105 Вт/мК |
Электропроводность | Проводит как металл |
Коэффициент трения | 0,3 Динамическое воздействие на сталь |
Благодаря этим свойствам борид титана может применяться в специализированных областях, где требуются твердость, износостойкость, термостойкость и другие экстремальные характеристики, не сравнимые с металлами или альтернативными керамиками.
Чрезвычайная твердость TiB2, не уступающая алмазу и кубическому нитриду бора, особенно полезна при работе с абразивными материалами, где требуется высокая стойкость к эрозии. Сочетание твердости, химической стабильности и высокой температуры плавления также позволяет использовать этот материал в агрессивных средах.
Между тем, металлическая электропроводность позволяет бориду титана рассеивать электростатические заряды в процессах, склонных к искрению. Низкая плотность по сравнению с такими металлами, как карбид вольфрама, еще больше расширяет возможности его применения.
![Порошок борида титана 1 titanium boride powder](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/in718-powder.jpg)
Методы производства Порошок борида титана
Промышленное производство порошка борида титана основано на передовых процессах, проводимых при очень высоких температурах, способных облегчить реакцию между титаном и соединениями бора.
Вот основные производственные маршруты:
Метод | Описание | Характеристики |
---|---|---|
Самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) | Экзотермические реакции между порошками, такими как оксид титана, оксид бора или борная кислота, воспламеняются для поддержания образования TiB2 | - Порошки высокой чистоты - Диапазон размеров частиц - Агломерированные продукты, требующие измельчения |
Процесс дуговой плавки | Электрическая дуга используется для расплавления и соединения титанового и борного сырья | - Низкая чистота материала -Большие размеры зерен - Может иметь гексагональные дефекты кристалла |
Горячее прессование | Порошок TiB2, консолидированный под воздействием тепла и давления | - Продукты с почти полной плотностью - Контролируемая микроструктура - Более высокая стоимость |
Метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) является популярным способом получения порошков благодаря своей технической простоте, чистоте продукта и экономичности. Однако получаемые материалы имеют широкий гранулометрический состав и содержат агломераты.
Дополнительные этапы механического измельчения и классификации часто используются для контроля гранулометрического состава порошка борида титана, полученного методом СВС, для обеспечения оптимальной плотности и однородности упаковки в конечных применениях.
Горячее прессование позволяет получать полностью плотные изделия из борида титана, такие как прутки, пластины или сложные формы. Однако этот процесс имеет более высокую стоимость и непрактичен для производства сыпучего порошка.
Области применения керамики на основе борида титана
Чрезвычайная твердость, износостойкость и термическая способность борида титана делают его очень подходящим для следующих областей применения:
Приложение | Используется | Преимущества |
---|---|---|
Износостойкие детали | - Режущие инструменты - Экструзионные фильеры - Чертежные штампы - Ножи для гранулятора | - Твердость, близкая к алмазной, для устойчивости к истиранию - Сохраняет прочность при высоких температурах - Противостоит коррозии и окислению |
Металлообработка | - Режущие инструменты - Чертежные штампы - Экструзионные фильеры - Компоненты машины | - Исключительная жесткость и горячая твердость - Низкое тепловое расширение - Выдерживает температуру сварки/формовки металла |
Электроника | - Катодные нагреватели - Держатели катода - Элементы вакуумных печей - Компоненты для производства пластин | - Высокотемпературная прочность - Устойчивость к тепловому удару - Электропроводность |
Ядерный | - Броня с термоядерным реактором - Управляющие стержни реакторов деления | - Сохраняет прочность при нейтронном облучении - Исключительная термическая стабильность |
В этих сложных областях применения используются исключительная твердость, износостойкость и высокотемпературные свойства керамики на основе борида титана.
Тугоплавкая природа TiB2 позволяет ему выдерживать экстремальные условия с расплавленными металлами, абразивными потоками и коррозионными процессами. По твердости он превосходит обычные абразивостойкие материалы, такие как карбид вольфрама, что продлевает срок службы в условиях эрозии.
При изготовлении готовых деталей, таких как штампы и режущие пластины, материал выдерживает большие нагрузки при высоких температурах во время экструзии, волочения и обработки металлов. Инструменты из борида титана могут работать при температуре свыше 1000°C, при которой другие материалы быстро теряют прочность.
Для применения в электронике борид титана обеспечивает высокую жесткость и устойчивость к тепловым ударам при многократных циклах нагрева и охлаждения. Его электропроводность также предотвращает накопление статического заряда.
Борид титана остается стабильным по размерам и химическому составу даже при воздействии интенсивного нейтронного излучения в ядерных реакторах. Эти возможности делают боридную керамику пригодной для использования в реакторах деления и синтеза.
Степени и спецификации
Порошок борида титана для технических применений производится в соответствии со строгими требованиями к химическому составу, чистоте и размеру частиц.
Здесь приведены распространенные марки и параметры:
Параметр | Степень A | Оценка B | Оценка C |
---|---|---|---|
Содержание борида титана | > 94% | > 92% | > 90% |
Диборид титана | > 98% | > 95% | > 93% |
Общее количество примесей | < 3% | < 5% | < 7% |
Размер частиц | 600 меш (25 микрон) | 400 меш (38 микрон) | 325 меш (44 микрона) |
Кажущаяся плотность | 1,2-1,6 г/куб. см | 1,4-1,8 г/куб. см | 1,5-2,0 г/куб. см |
Истинная плотность | > 4,3 г/куб. см | > 4,2 г/куб. см | > 4,1 г/куб. см |
Обозначения марок отражают чистоту продукта и тонкость порошка, подходящего для различных областей применения. Марка A представляет собой порошок TiB2 высочайшего качества с минимальным содержанием примесей и тонким гранулометрическим составом. Марка C имеет преимущества по стоимости, но содержит немного больше примесей и более крупные частицы.
Основные проверки качества коммерческого порошка борида титана:
- Химический анализ - Количественное определение TiB2, диборида титана и других элементарных примесей с помощью рентгеновской дифракции и спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой.
- Гранулометрический анализ - Определение профиля распределения размеров с помощью лазерной дифракции.
- Кажущаяся плотность - Индикатор текучести порошка, основанный на методе плотности отвода. Более высокая плотность способствует перемещению и равномерному заполнению матрицы.
- Кристаллическая структура - С помощью SEM и XRD проверяется фазовый состав и структура решетки, соответствующие эталонному TiB2.
Поставщики и ценообразование
Порошок борида титана продается напрямую ведущими производителями специальных химикатов и керамики. Цены зависят от степени чистоты, гранулометрического состава, объема заказа и степени персонализации.
Поставщик | Классы | Цены |
---|---|---|
Стэнфордские материалы | Степень A, B, C | $340 - $1000/кг |
Edgetech Industries | Пользовательские оценки | Свяжитесь с нами, чтобы узнать цену |
Atlantic Equipment Engineers | Технические средства, реактивы и т.д. | $250 - $650/кг |
Трейбахер | Промышленная власть | Свяжитесь с нами, чтобы узнать цену |
Япония Новые металлы | Высокочистые сорта | $800 - $4000/кг |
Наиболее высоки цены на высокочистые сорта борида титана, подходящие для таких ответственных применений, как электроника и ядерная энергетика. Марки более низкой чистоты с большим количеством примесей и размером частиц имеют более низкую стоимость.
Многие поставщики также предоставляют услуги по определению размера частиц, обработке поверхности и составлению документации по качеству, отвечающей индивидуальным требованиям заказчика, что еще больше влияет на цену. При больших объемах закупок обычно предоставляются скидки.
Сравнение между боридом титана, карбидом бора и карбидом кремния
Борид титана обладает исключительной твердостью, уступая среди износостойких материалов только алмазу и кубическому нитриду бора. Но как TiB2 сравнится с более распространенными боридами и карбидной керамикой, такими как карбид бора (B4C) и карбид кремния (SiC)?
Недвижимость | Борид титана | карбид бора | Карбид кремния |
---|---|---|---|
Твердость | 30 ГПа | 28 ГПа | 24 ГПа |
Плотность | 4,5 г/см3 | 2,5 г/куб. см | 3,2 г/куб. см |
Прочность на сжатие | 2200 МПа | 3900 МПа | 3000 МПа |
Прочность на изгиб | 350 МПа | 400 МПа | 550 МПа |
Максимальная температура использования. | 2500°C | 2300°C | 1650°C |
Термокондиционер. | 60 Вт/мК | 30 Вт/мК | 120 Вт/мК |
Электрический кондей. | Металлик | Изоляция | Полупроводниковые |
Интенсивность износа | 0,2 x 10^-6 мм3/Нм | 1,4 x 10^-6 мм3/Нм | 7,0 x 10^-6 мм3/Нм |
Цена | Высокий $$$ | Низкий уровень $ | Средний $$ |
Приведенные выше сравнения с порошками карбида бора и карбида кремния демонстрируют исключительную твердость борида титана при сохранении металлической электропроводности, редкой среди керамики.
- Диборид титана обладает высокой тугоплавкостью, как и карбид бора, а по стабильной высокотемпературной прочности при температурах выше 2500°C превосходит SiC.
- Скорость износа TiB2 чрезвычайно низка даже по сравнению с другими твердыми керамиками, что делает его более устойчивым к эрозионным воздействиям.
- Однако борид титана обладает относительно низкой прочностью на изгиб и вязкостью разрушения, что ограничивает его применение в конструкциях с очень высокими нагрузками.
Основным недостатком является высокая цена порошка борида титана, которая ограничивает его применение по сравнению с более экономичными абразивными материалами SiC и B4C. Однако более длительный срок службы компонентов из TiB2 может оправдать более высокие первоначальные инвестиции в материал за счет более низкой общей стоимости жизненного цикла продукта в сложных условиях эксплуатации.
Преимущества и ограничения Порошок борида титана
Вот краткое описание основных преимуществ и недостатков этого передового керамического материала:
Преимущества | Недостатки |
---|---|
- Исключительная твердость, уступающая по износостойкости только алмазу/КБН | - Относительно хрупкие с низкой вязкостью разрушения |
- Возможность работы при экстремально высоких температурах, превышающих 2500°C | - Более высокая стоимость материала по сравнению с карбидом вольфрама или нитридом кремния |
- Сохраняет прочность на сжатие при повышенных температурах | - Сложность полного уплотнения, требующего горячего прессования |
- Устойчивость к окислению/коррозии даже при высоких температурах | - Ограниченная доступность коммерческих продуктов |
- Высокая теплопроводность | - Сложная обработка, требующая применения алмазного инструмента |
- Электропроводящие, чтобы избежать накопления заряда | - Восприимчивость к гидролизу, требующая осторожного обращения |
- Относительно низкая плотность по сравнению с другими твердыми керамиками |
Борид титана отличается тем, что обеспечивает электропроводность, подобную металлической, сохраняя при этом исключительную твердость, термостойкость и химическую стойкость, не сравнимую с конкурирующими материалами. Это позволяет значительно повысить долговечность компонентов, производительность и стоимость жизненного цикла для подходящих приложений.
![Порошок борида титана 11 titanium boride powder](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/High-temperature-alloy.jpg)
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
Что такое порошок борида титана (TiB2)?
Борид титана (TiB2) - это соединение, состоящее из атомов титана и бора. Это керамический материал с исключительными свойствами, включая высокую твердость, электропроводность и химическую стойкость.
Каковы общие области применения порошка TiB2?
Порошок TiB2 используется в различных областях, включая режущие инструменты, износостойкие покрытия, аэрокосмические компоненты и электрические контакты. Он также используется в производстве керамических композитов.
Каков цвет и внешний вид порошка TiB2?
Порошок борида титана обычно серого или черного цвета и имеет мелкую, порошкообразную текстуру.
Какова твердость порошка TiB2?
TiB2 славится своей исключительной твердостью и входит в число самых твердых известных керамических материалов. Его твердость обычно находится в диапазоне 22-28 ГПа по шкале твердости Виккерса.
Является ли TiB2 электропроводящим?
Да, TiB2 обладает хорошей электропроводностью, что делает его пригодным для применения в тех областях, где требуется одновременно высокая твердость и электропроводность, например, для изготовления электрических контактов.
Поделиться
Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
Электронная почта
MET3DP Technology Co., LTD - ведущий поставщик решений для аддитивного производства со штаб-квартирой в Циндао, Китай. Наша компания специализируется на производстве оборудования для 3D-печати и высокопроизводительных металлических порошков для промышленного применения.
Сделайте запрос, чтобы получить лучшую цену и индивидуальное решение для вашего бизнеса!
Похожие статьи
О компании Met3DP
Воспроизвести видео
Последние обновления
Наш продукт
CONTACT US
Есть вопросы? Отправьте нам сообщение прямо сейчас! После получения Вашего сообщения мы всей командой выполним Ваш запрос.
Получите информацию о Metal3DP
Брошюра о продукции
Получить последние продукты и прайс-лист
![металлический 3dp логотип малый](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/metal-3dp-logo-small.png)
Металлические порошки для 3D-печати и аддитивного производства
КОМПАНИЯ
ПРОДУКТ
ИНФОРМАЦИЯ О КОНТАКТЕ
- Город Циндао, Шаньдун, Китай
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731