碳化鈦的化學(xué)式TiC,分子量為59.89。金屬陶瓷粉末灰色金屬光澤的結(jié)晶固體。熔點(diǎn)3140℃,沸點(diǎn)4820℃,相對(duì)密度4.93。硬度9-10。不溶于水,能溶于硝酸和王水。在低于800℃時(shí)對(duì)空氣穩(wěn)定,高于2000℃時(shí)受空氣侵蝕,1150℃時(shí)能與純氧反應(yīng)。由氫氣還原TiO2得到的鈦粉與碳的混合物在高溫下作用,或由TiO2與碳粉混合壓結(jié)成塊,然后在電爐中加熱至2300~2700℃并在氫氣或CO氣氛中碳化而得。廣東金屬陶瓷粉末用于制硬質(zhì)合金,也用作弧光燈的電極和研磨劑。
碳化鉭硬度大、熔點(diǎn)高、高溫性能好,主要用作硬質(zhì)合金添加劑。金屬陶瓷粉末添加碳化鉭能細(xì)化硬質(zhì)合金的晶粒,是其熱硬度、抗熱沖擊和抗熱氧化等性能得到顯著提高。長(zhǎng)期依賴多以單一的碳化鉭添加到碳化鎢(或碳化鎢與碳化鈦)中,與黏結(jié)劑金屬鈷混合、成型、燒結(jié)生產(chǎn)硬質(zhì)合金。哪有金屬陶瓷粉末生產(chǎn)廠家為了降低硬質(zhì)合金成本,往往使用鉭鈮復(fù)合碳化物,目前主要使用的鉭鈮復(fù)合物有:TaC:NbC為80:20及60:40兩種,碳化鈮在復(fù)合物中的最高量達(dá)到40%(一般認(rèn)為不超過(guò)20%為好)。
在碳化物中,耐熔性極好的是碳化鉭(TaC)(熔點(diǎn)3890℃)和碳化鉿(HfC)(熔點(diǎn)3880℃),其次是碳化鋯(ZrC)(熔點(diǎn)3500℃)。金屬陶瓷粉末在高溫下,這幾種材料機(jī)械性能極好,大大超過(guò)極好的多晶石墨,尤其碳化鉭,是在2900℃-3200℃溫度范圍內(nèi)能保持一定機(jī)械性能的材料,但其缺點(diǎn)是對(duì)熱震極為敏感,碳化物的低導(dǎo)熱系數(shù)和高熱膨脹系數(shù),成為宇航材料中應(yīng)用的最大障礙。廣東金屬陶瓷粉末而將碳化鉭加入到炭/炭復(fù)合材料中,將擁有更高的導(dǎo)熱性和更低的熱膨脹條件,發(fā)揮難熔金屬的抗氧化性和耐燒蝕性。
制備生長(zhǎng)氮化鋁單晶所用碳化鉭坩堝,包括:高純碳化鉭粉、粘結(jié)劑、包套模具、液體壓力介質(zhì)、密閉高壓容器、坩堝、車床及高溫加熱爐。金屬陶瓷粉末將高純碳化鉭粉與粘結(jié)劑混合均勻后烘干,裝入包套模具材料中;再裝入倒?jié)M液體壓力介質(zhì)的密閉高壓容器中進(jìn)行高壓壓制成碳化鉭坩堝模型;放入坩堝內(nèi),再放在高溫加熱爐里進(jìn)行高溫?zé)Y(jié);利用車床對(duì)其進(jìn)行車削加工,得到合適大小的碳化鉭坩堝;再經(jīng)過(guò)高溫加熱爐高溫定型,得到生長(zhǎng)氮化鋁單晶所用的碳化鉭坩堝。哪有金屬陶瓷粉末本發(fā)明能夠延長(zhǎng)碳化鉭坩堝使用壽命,提升其生長(zhǎng)氮化鋁單晶的晶體質(zhì)量,增加單晶可用面積;且方法簡(jiǎn)單,可實(shí)現(xiàn)低成本氮化鋁單晶的制備。