Titanboridpulver

titanboridpulver 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:

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.

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:

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:

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:

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.

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)?

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:

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.

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.

få veta mer om 3D-utskriftsprocesser