Titanboridpulver
Innehållsförteckning
titanium boride powder är ett avancerat keramiskt material som uppskattas för sina extremt hårda och slitstarka egenskaper. Detta boridpulver har blivit ett viktigt råmaterial inom flera industrisektorer som söker överlägsen prestanda under krävande förhållanden.
Översikt över titanboridpulver
Titanborid är ett mycket eldfast keramiskt material med den empiriska kemiska formeln TiB2. Här följer en kort översikt över dess egenskaper och kännetecken:
Fastighet | Egenskaper |
---|---|
Kemisk sammansättning | 66% Titan, 34% Bor i viktprocent |
Utseende | Grått eller svart pulver |
Kristallstruktur | Hexagonal gitterstruktur |
Täthet | 4,5 g/cc |
Hårdhet | Cirka 30 GPa Vickers |
Stabilitet vid hög temperatur | Smältpunkt 1800°C (3273°F) |
Oxideringsbeständighet | Motståndskraftig upp till 1100°C i luft |
Termisk ledningsförmåga | 60-105 W/mK |
Elektrisk ledningsförmåga | Ledande som en metall |
Friktionskoefficient | 0,3 Dynamik mot stål |
Dessa inneboende egenskaper gör titanborid lämplig för specialiserade applikationer som kräver hårdhet, slitstyrka, termisk stabilitet och andra extrema prestandaegenskaper som inte kan överträffas av metaller eller alternativa keramer.
Den extrema hårdheten hos TiB2, som konkurrerar med diamant och kubisk bornitrid, är särskilt användbar för abrasiva applikationer där hög erosionsbeständighet krävs. Kombinationen av hårdhet, kemisk stabilitet och hög smältpunkt gör också att materialet kan användas i aggressiva miljöer.
Samtidigt gör den metalliska elektriska ledningsförmågan att titanborid kan avleda elektrostatiska laddningar i gnistbildande processer. Den låga densiteten i förhållande till metaller som volframkarbid breddar dess potentiella tillämpningar ytterligare.
![Titanboridpulver 1 titanium boride powder](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/in718-powder.jpg)
Produktionsmetoder för Titanboridpulver
Kommersiell produktion av titanboridpulver är beroende av avancerade processer som utförs vid mycket höga temperaturer som kan underlätta reaktionen mellan titan- och borföreningar.
Här är de viktigaste tillverkningsvägarna:
Metod | Beskrivning | Egenskaper |
---|---|---|
Självspridande högtemperatursyntes (SHS) | Exotermiska reaktioner mellan pulver som titanoxid, boroxid eller borsyra antändes för att upprätthålla TiB2-bildningen | - Pulver med hög renhet - Utbud av partikelstorlekar - Agglomererade produkter som kräver malning |
Arc-smältningsprocess | Elektrisk båge används för att smälta och kombinera titan- och borråvaror | - Lägre materialrenhet -Större kornstorlekar - Kan ha hexagonala kristalldefekter |
Varmpressning | TiB2-pulver konsoliderat under värme och tryck | - Produkter med nästan full densitet - Kontrollerad mikrostruktur - Högre kostnad |
Den självförökande högtemperatursyntesen (SHS) är en populär metod för pulverproduktion på grund av dess tekniska enkelhet, produktrenhet och kostnadseffektivitet. De resulterande materialen har dock en bred partikelstorleksfördelning och innehåller agglomerat.
Ytterligare steg med mekanisk malning och klassificering används ofta för att kontrollera partikelstorleksfördelningen hos titanboridpulver som härrör från SHS för optimal packningstäthet och konsistens i slutanvändningsapplikationer.
Samtidigt ger varmpressning helt täta titanboridprodukter som stavar, plattor eller komplexa former. Men processen har högre kostnader och är opraktisk för att producera pulver i bulk.
Användningsområden för titanboridkeramik
Titanboridens extrema hårdhet, slitageegenskaper och termiska förmåga gör den mycket lämplig för följande tillämpningar:
Tillämpning | Användningsområden | Fördelar |
---|---|---|
Slitdelar | - Skärande verktyg - Strängsprutningsverktyg - Ritningsverktyg - Granulatorblad | - Hårdhet nära diamant för nötningsbeständighet - Bibehåller styrkan vid höga temperaturer - Motstår korrosion och oxidation |
Metallbearbetning | - Skärande verktyg - Ritningsverktyg - Strängsprutningsverktyg - Maskinkomponenter | - Extrem styvhet och varm hårdhet - Låg termisk expansion - Tål temperaturer vid svetsning/formning av metall |
Elektronik | - Katodvärmare - Katodhållare - Element för vakuumugnar - Komponenter för tillverkning av wafers | - Hållfasthet vid höga temperaturer - Motståndskraft mot termisk chock - Elektrisk ledningsförmåga |
Kärnkraft | - Pansar med fusionsreaktor - Kontrollstavar för fissionsreaktorer | - Bibehåller styrkan vid neutronbestrålning - Extrem termisk stabilitet |
Dessa krävande applikationer drar nytta av titanboridkeramikens exceptionella hårdhet, slitstyrka och högtemperaturförmåga.
TiB2:s eldfasta egenskaper gör att det tål extrema miljöer med smälta metaller, slipande flöden och korrosiva processförhållanden. Dess hårdhet överträffar vanliga nötningsbeständiga material som volframkarbid för längre livslängd under erosiva förhållanden.
När materialet tillverkas till färdiga komponenter som matriser och skärinsatser klarar det höga påfrestningar vid höga temperaturer under strängpressning, dragning och bearbetning av metaller. Verktyg av titanborid kan användas vid metallbearbetningstemperaturer på över 1000°C där andra material snabbt skulle förlora sin styrka.
För elektronikapplikationer erbjuder titanborid hög styvhet och motståndskraft mot termiska chocker under upprepade värme- och kylcykler. Dess elektriska ledningsförmåga förhindrar också att statiska laddningar byggs upp.
Titanborid förblir dimensionellt och kemiskt stabilt även när det utsätts för intensiv neutronstrålning i kärnreaktorer. Dessa egenskaper gör boridkeramiken lämplig för både fissions- och fusionsreaktorkonstruktioner.
Betyg och specifikationer
Pulver av titanborid som är lämpliga för tekniska tillämpningar produceras enligt exakta specifikationer för kemi, renhet och partikelstorlek.
Här är vanliga kvaliteter och parametrar:
Parameter | Betyg A | Betyg B | Betyg C |
---|---|---|---|
Innehåll av titanborid | > 94% | > 92% | > 90% |
Titandiborid | > 98% | > 95% | > 93% |
Summa föroreningar | < 3% | < 5% | < 7% |
Partikelstorlek | 600 mesh (25 mikrometer) | 400 mesh (38 mikrometer) | 325 mesh (44 mikrometer) |
Skenbar densitet | 1,2-1,6 g/cc | 1,4-1,8 g/cc | 1,5-2,0 g/cc |
Sann densitet | > 4,3 g/cc | > 4,2 g/cc | > 4,1 g/cc |
Kvalitetsbeteckningarna återspeglar produktens renhet och pulverfinhet som lämpar sig för olika applikationer. Grad A representerar TiB2-pulver av högsta kvalitet med lägsta föroreningsnivåer och fin partikelstorleksfördelning. Grad C erbjuder kostnadsfördelar men har något fler föroreningar och grövre partiklar.
Viktiga kvalitetskontroller av kommersiellt titanboridpulver involveras:
- Kemisk analys - Att kvantifiera TiB2, titandiborid och andra elementära föroreningar med hjälp av röntgendiffraktion och induktivt kopplad plasmaspektroskopi.
- Analys av partikelstorlek - För att bestämma storleksfördelningsprofilen genom laserdiffraktionsmätningar.
- Skenbar densitet - Indikator för pulvrets flödeskapacitet baserad på tap density-metoden. Högre densitet underlättar hantering och jämn formfyllnad.
- Kristallstruktur - Med hjälp av SEM och XRD för att kontrollera fassammansättning och gitterstruktur som matchas med referens TiB2.
Leverantörer och prissättning
Pulver av titanborid säljs direkt av ledande tillverkare av specialkemikalier och avancerade keramiska produkter. Priserna beror på renhetsgrad, partikelstorleksfördelning, ordervolymer och grad av kundanpassning.
Leverantör | Betyg | Priser |
---|---|---|
Stanford-material | Klass A, B, C | $340 - $1000/kg |
Edgetech Industrier | Anpassade betyg | Kontakta oss för offert |
Atlantic Equipment Engineers | Teknisk, reagens etc. | $250 - $650/kg |
Treibacher | Industriell kraft | Kontakta oss för offert |
Japan Nya Metaller | Höggradigt rena kvaliteter | $800 - $4000/kg |
Priserna är högst för titanboridkvaliteter med hög renhet som lämpar sig för krävande applikationer som elektronik och kärnkraft. Lägre renhetsgrader med högre orenheter och partikelstorlekar har lägre kostnad.
Många leverantörer erbjuder också skräddarsydda tjänster för partikelstorlek, ytbehandling och kvalitetsdokumentation som är anpassade efter kundernas individuella behov, vilket ytterligare påverkar prissättningen. Stora inköpsvolymer får i allmänhet rabatterade priser.
Jämförelse mellan titanborid, borkarbid och kiselkarbid
Titanborid har en exceptionell hårdhet som endast överträffas av diamant och kubisk bornitrid bland nötningsbeständiga material. Men hur står sig TiB2 jämfört med mer vanliga borid- och karbidkeramer som borkarbid (B4C) och kiselkarbid (SiC)?
Fastighet | Titanborid | Boronkarbid | Kiselkarbid |
---|---|---|---|
Hårdhet | 30 GPa | 28 GPa | 24 GPa |
Täthet | 4,5 g/cc | 2,5 g/cc | 3,2 g/cc |
Tryckhållfasthet | 2200 MPa | 3900 MPa | 3000 MPa |
Böjhållfasthet | 350 MPa | 400 MPa | 550 MPa |
Maximal användningstemperatur. | 2500°C | 2300°C | 1650°C |
Termisk kond. | 60 W/mK | 30 W/mK | 120 W/mK |
Elektrisk kond. | Metallisk | Isolerande | Halvledande |
Slitagehastighet | 0,2 x 10^-6 mm3/Nm | 1,4 x 10^-6 mm3/Nm | 7,0 x 10^-6 mm3/Nm |
Pris | Hög $$$ | Låg $ | Medium $$ |
Ovanstående jämförelser med pulver av borkarbid och kiselkarbid visar titanborids exceptionella hårdhet samtidigt som den metalliska elektriska ledningsförmågan bibehålls, vilket är ovanligt bland keramer.
- Titandiborid är mycket eldfast som borkarbid, med stabil högtemperaturhållfasthet över 2500°C som överträffar SiC.
- Slitagehastigheten för TiB2 är extremt låg även i förhållande till andra hårda keramer, vilket gör den mer motståndskraftig mot erosiva förhållanden.
- Men titanborid har relativt låg böjhållfasthet och brottseghet, vilket begränsar användningsområdet för strukturella applikationer med mycket hög belastning.
En viktig nackdel är det höga priset på titanboridpulver, vilket har begränsat användningen jämfört med mer ekonomiska slipmedel av SiC och B4C. Den längre livslängden för TiB2-komponenter kan dock motivera högre materialinvesteringar i början genom lägre totala livscykelkostnader för produkten vid krävande användningsområden.
Fördelar och begränsningar med Titanboridpulver
Här följer en kortfattad sammanfattning av de viktigaste fördelarna och bristerna med detta avancerade keramiska material:
Fördelar | Nackdelar |
---|---|
- Exceptionell hårdhet som endast överträffas av diamant/CBN när det gäller slitstyrka | - Relativt spröd med låg brottseghet |
- Förmåga att klara extremt höga temperaturer över 2500°C | - Högre materialkostnader jämfört med volframkarbid eller kiselnitrid |
- Bibehåller tryckhållfastheten vid förhöjda temperaturer | - Svårt att få till en fullständig förtätning, vilket kräver varmpressning |
- Motstår oxidation/korrosion även vid höga temperaturer | - Begränsad tillgång till kommersiella produkter |
- Hög värmeledningsförmåga | - Svårbearbetad och kräver diamantverktyg |
- Elektriskt ledande för att undvika laddningsuppbyggnad | - Känslig för hydrolys som kräver noggrann hantering |
- Relativt låg densitet jämfört med andra hårda keramer |
Titanborid utmärker sig genom att uppnå metallliknande elektrisk ledningsförmåga samtidigt som det har en exceptionell hårdhet, termisk förmåga och kemisk beständighet som inte överträffas av konkurrerande material. Detta möjliggör dramatiska förbättringar av komponenternas hållbarhet, produktivitet och livscykelkostnader för lämpliga applikationer.
![Titanboridpulver 11 titanium boride powder](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/High-temperature-alloy.jpg)
VANLIGA FRÅGOR
Vad är titanboridpulver (TiB2)?
Titanborid (TiB2) är en förening som består av titan- och boratomer. Det är ett keramiskt material med exceptionella egenskaper, bland annat hög hårdhet, elektrisk ledningsförmåga och kemisk resistens.
Vilka är de vanligaste användningsområdena för TiB2-pulver?
TiB2-pulver används i olika applikationer, inklusive skärverktyg, slitstarka beläggningar, flyg- och rymdkomponenter och elektriska kontakter. Det används också vid tillverkning av keramiska kompositer.
Vad är färgen och utseendet på TiB2-pulver?
Pulver av titanborid är vanligtvis grå eller svart i färgen och har en fin, pulverformig konsistens.
Vad är hårdheten hos TiB2-pulver?
TiB2 är känt för sin exceptionella hårdhet och rankas bland de hårdaste kända keramiska materialen. Dess hårdhet ligger normalt i intervallet 22-28 GPa på Vickers hårdhetsskala.
Är TiB2 elektriskt ledande?
Ja, TiB2 har god elektrisk ledningsförmåga, vilket gör det lämpligt för applikationer där både hög hårdhet och elektrisk ledningsförmåga krävs, t.ex. elektriska kontakter.
Dela på
Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
E-post
MET3DP Technology Co, LTD är en ledande leverantör av lösningar för additiv tillverkning med huvudkontor i Qingdao, Kina. Vårt företag är specialiserat på 3D-utskriftsutrustning och högpresterande metallpulver för industriella tillämpningar.
Förfrågan för att få bästa pris och anpassad lösning för ditt företag!
Relaterade artiklar
Om Met3DP
Spela videoklipp
Senaste uppdateringen
Vår produkt
KONTAKTA OSS
Har du några frågor? Skicka oss meddelande nu! Vi kommer att betjäna din begäran med ett helt team efter att ha fått ditt meddelande.
![metall 3dp logotyp liten](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/metal-3dp-logo-small.png)
Metallpulver för 3D-printing och additiv tillverkning
FÖRETAG
PRODUKT
cONTACT INFO
- Qingdao City, Shandong, Kina
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731