產(chǎn)品名稱：氮化鈦（TiN）
規(guī)格：0.8-10um（D50）
形貌：不規(guī)則
顏色：黃褐色或黑色
特點(diǎn)：高硬度、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐磨損、耐熱抗氧化、耐腐蝕、良好的電導(dǎo)和電阻性能
用途：刀具和磨具涂層、陶瓷材料、金屬制備、電子材料、實(shí)驗(yàn)室材料、耐磨涂層、光學(xué)材料、醫(yī)療材料、航空航天、軍事、醫(yī)療器械、微電子領(lǐng)域、電池領(lǐng)域、生物電子電極等
名稱：氮化鈦
外觀：粉末一般呈黃褐色，超細(xì)氮化鈦粉末呈黑色，而氮化鈦晶體呈黃色，具有金屬光澤。
熔點(diǎn)：2930℃
密度：5.43～5.44g/cm3
顯微硬度：2160kg/mm2
莫氏硬度：8～9
熱膨脹系數(shù)：6.81*10-6/℃（室溫）
熱導(dǎo)率：29.31W/(m*K)(室溫)
電阻率：22*10-6Ω*cm（室溫）
分子量：61.89
化學(xué)性質(zhì)：氮化鈦具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性。一般情況下，它與水、水蒸氣、鹽酸、硫酸等均不作用，但在氫氟酸中有一定的溶解度。若氫氟酸與氧化劑共存如HF+HNO3,HF+KMnO4等則可以把氮化鈦完全溶解。在強(qiáng)堿溶液中，氮化鈦分解放出氨氣。
TiN具有典型的NaCl型結(jié)構(gòu)，屬面心立方點(diǎn)陣，面心立方的頂部是氮原子，鈦原子位于面心立方的(1/2,0,0)空間位置。TiN是非化學(xué)計(jì)量化合物，其穩(wěn)定的組成范圍為TiN0.6~TiN1.16，氮的含量可以在一定的范圍內(nèi)變化而不引起TiN結(jié)構(gòu)的變化。TiN粉末一般呈黃褐色，超細(xì)TiN粉末呈黑色，而TiN晶體呈金黃色。TiN的晶格常數(shù)為a=4.23 nm，TiC的晶格常數(shù)為a=4.238 nm，TiO的晶格常數(shù)為a=4.15 nm，這三種物質(zhì)的晶格參數(shù)非常接近，所以TiN分子中的氮原子可以被氧、碳原子以任意比取代形成固溶體，氮化鈦的理化性質(zhì)由氮元素的含量來(lái)決定，當(dāng)?shù)睾繙p少時(shí)，氮化鈦的晶格參數(shù)反而增大，硬度也會(huì)有顯微的增大，但氮化鈦的抗震性隨之降低。
合成方法：
（1） 金屬鈦粉或TiH2直接氮化法
用鈦粉在氮?dú)饣驓錃鈿夥障?，?273~1673K下氮化1~4h，產(chǎn)物粉碎后重復(fù)操作幾次，可以得到化學(xué)計(jì)量的氮化鈦粉，其方程式為：
2Ti+N2=2TiN
也可以用金屬氫化物TiH2進(jìn)行氮化，可在1273K以下反應(yīng)，其方程式為：
2TiH2+N2=2TiN+2H2
這種方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，可以得到高質(zhì)量的氮化鈦粉末，但缺點(diǎn)是原料價(jià)格太高，不能批量生產(chǎn)，而且這種工藝容易產(chǎn)生粉末燒結(jié)現(xiàn)象，以致造成損失。
（2） TiO2碳熱還原氮化法
TiO2的碳熱還原氮化法是以TiO2為原料，以碳質(zhì)石墨為還原劑，與N2反應(yīng)生成TiN，合成溫度為1380~1800℃，反應(yīng)時(shí)間為15h左右。在此反應(yīng)環(huán)境下碳不僅與氧發(fā)生反應(yīng)，還可與鈦反應(yīng)生成TiC，因?yàn)樘蓟?、氮化鈦和氧化鈦的晶格都非常接近，三者容易生成一種固溶體。
這種方法所得的TiN一般純度不高，O、C含量偏高，為了得到O、C含量偏低的TiN，需要更高的反應(yīng)溫度和更長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間。
另外，有專家還采用另一種方法，即用鎂粉與氧化鈦在溫度較低的條件下按一定比例混合反應(yīng)制得氮化鈦。
（3） 微波碳熱還原法
微波碳熱還原法是在較高溫度下，以無(wú)機(jī)碳為還原劑進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。國(guó)內(nèi)劉冰海等人就是采用這種方法制備了氮化鈦粉體。具體操作如下：以氧化鈦為原料，以微波加熱碳直至溫度達(dá)到1200℃，在此溫度下保持還原反應(yīng)1h，便得到氮化鈦粉體。
這種方法制得的氮化鈦粉體與常規(guī)方法比較純度較高，并具有合成溫度低（比原來(lái)降低100～200℃），周期短（是常規(guī)法的1/15）等優(yōu)點(diǎn)。
（4）化學(xué)氣相沉積法
化學(xué)氣相沉積法以氣態(tài)的TiCl4為原料，H2為還原劑與N2作用生成TiN，合成溫度為1100~1500℃。金屬、陶瓷表面的涂層多用此工藝，以增強(qiáng)陶瓷和金屬的硬度、耐磨性。
這種合成的TiN純度高，但生產(chǎn)效率低，成本高，該工藝是金屬、陶瓷等物品表面涂覆TiN薄膜，使其美觀的常用方法
（5） 自蔓延高溫合成法
自蔓延高溫合成法又叫燃燒合成法。這種方法是將鈦粉（坯狀）直接在氮?dú)猓ㄏ拗埔欢▔毫Γ┲悬c(diǎn)燃，鈦粉在氮?dú)庵腥紵蟮玫絋iN產(chǎn)品。這種工藝在俄羅斯、美國(guó)、日本已經(jīng)得到廣泛的研究并商品化。
國(guó)內(nèi)在這方面的研究報(bào)道，王為民等采用了此工藝制備了TiN陶瓷粉末，并研究了壓坯密度、稀釋劑、氮?dú)夥謮旱裙に噮?shù)對(duì)合成的影響。對(duì)此工藝進(jìn)行研究的還有劉素英等人。
（6） 機(jī)械合金化法
機(jī)械合金化法是將鈦粉置于氨氣或氮?dú)獾捏w系中，利用高能球磨機(jī)使它們?cè)谀肽デ驈?qiáng)烈碰撞和攪動(dòng)下相互作用得到納米氮化鈦，這是一種全新的合成方法。在國(guó)內(nèi)，劉志堅(jiān)等人用TiH1.924粉代替Ti粉與氮?dú)夥磻?yīng)，采用這種高能球磨工藝，在流動(dòng)的氨氣中高能球磨100h后，幾乎所有的TiH1.924全部轉(zhuǎn)化為TiN，轉(zhuǎn)化率得到了很大的提高。并且周麗等人后來(lái)用同樣的方法制備納米氮化鈦粉體，反應(yīng)時(shí)間僅為9h。
（7）熔鹽合成法
熔鹽合成法在氮化鈦制備中還沒(méi)有相關(guān)的報(bào)道，但對(duì)這種方法進(jìn)行氮化鈦制備的研究卻是一種很好的研究方向。這種方法是用低熔點(diǎn)的熔鹽作為反應(yīng)介質(zhì)，反應(yīng)物能夠溶解在熔鹽中，整個(gè)反應(yīng)是在原子級(jí)環(huán)境下完成的，反應(yīng)完成后，用合適的溶劑將鹽類溶解、過(guò)濾即可得到產(chǎn)物。
這種方法得到的產(chǎn)物純度較高，而且操作簡(jiǎn)單,反應(yīng)時(shí)間短，對(duì)反應(yīng)溫度也沒(méi)有苛刻的要求，產(chǎn)品的形貌和顆粒尺寸容易控制，無(wú)團(tuán)聚現(xiàn)象。
（8） 溶膠-凝膠法
溶膠-凝膠法是將反應(yīng)物在液相條件下混合均勻，然后進(jìn)行水解、縮合過(guò)程，反應(yīng)物便在溶液中形成透明的溶膠，此溶膠經(jīng)過(guò)陳化和緩慢聚合過(guò)程便形成凝膠，凝膠再經(jīng)過(guò)干燥、固化就得到我們所需的材料。
應(yīng)用領(lǐng)域：
（1）氮化鈦生物兼容性高，可以應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)和口腔醫(yī)學(xué)方面。該材料無(wú)毒的，符合FDA規(guī)范，因此也常用于醫(yī)療器械，如保持手術(shù)刀刀片和骨科骨鋸刀邊緣的銳度，或直接作為植入假體（尤其是髖關(guān)節(jié)置換植入物）和其他醫(yī)學(xué)植入物。
（2）氮化鈦摩擦系數(shù)較低，可作為高溫潤(rùn)滑劑。該涂層也用在航空航天和軍事方面，以及保護(hù)的自行車和摩托車的懸掛裝置滑動(dòng)面，甚至遙控玩具車的減震軸。
（3）氮化鈦具有金屬光澤，可作為仿真的金色裝飾材料，在代金裝飾行業(yè)中具有良好的應(yīng)用前景；氮化鈦還可以作為金色涂料應(yīng)用于首飾行業(yè)；可以作為替代WC的潛在材料，使材料的應(yīng)用成本大幅度降低。
（4）有超強(qiáng)的硬度和耐磨性，可用于開(kāi)發(fā)新型刀具，這種新型的刀具比普通硬質(zhì)合金刀具的耐用度和使用壽命都顯著提高。氮化鈦涂層廣泛用于金屬邊緣以保持機(jī)械模具的耐腐蝕性，如鉆頭和銑刀，常常由提高三個(gè)或更多的因素改善其壽命。
（5）氮化鈦是一種新型的多功能陶瓷材料。在TiC-Mo-Ni系列的金屬陶瓷中加入一定量的氮化鈦，會(huì)使硬質(zhì)相晶粒顯著細(xì)化，從而使陶瓷的理學(xué)性能不管是在室溫還是在高溫條件下都有了很大程度的改善，繼而使金屬陶瓷的高溫耐腐蝕性和抗氧化性得到很大提高；將TiN粉末按一定比例添加到陶瓷中，可增強(qiáng)陶瓷的強(qiáng)度、韌性和硬度；將納米氮化鈦添加到TiN/Al2O3復(fù)相納米陶瓷中，通過(guò)各種方法（如機(jī)械混合法）等將其混合均勻，得到的這種含有納米氮化鈦顆粒的陶瓷材料內(nèi)部便形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。這種材料可作為電子元件應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)中。
（6）在鎂碳磚中添加一定量的TiN，能夠使鎂碳磚的抗渣侵蝕性得到很大程度的提高。
（7）氮化鈦是一種優(yōu)良的結(jié)構(gòu)材料，可用于噴汽推進(jìn)器以及火箭等。在軸承和密封環(huán)領(lǐng)域也多用氮化鈦合金，凸顯了氮化鈦優(yōu)異的應(yīng)用效果。
（8）基于氮化鈦優(yōu)良的導(dǎo)電性能，可做成各種電極以及點(diǎn)觸頭等材料。
（9）氮化鈦的超導(dǎo)臨界溫度較高，可作為優(yōu)良的超導(dǎo)材料。
（10）氮化鈦的熔點(diǎn)高于大多數(shù)過(guò)渡金屬氮化物，密度低于大多數(shù)金屬氮化物，從而成為一種獨(dú)特的耐火材料。
（11）鍍有氮化鈦膜的玻璃還是一種新的“熱鏡材料”，當(dāng)薄膜的厚度大于90nm時(shí)，紅外線的反射率大于75％，提高了玻璃的保溫性能。氮化鈦薄膜的顏色還可以隨意調(diào)整，隨氮含量的降低，薄膜將呈現(xiàn)金黃、古銅、粉紅等顏色，非常美觀。目前，由于含氮金屬陶瓷工具的開(kāi)發(fā)而使氮化鈦粉末的需要急劇增加起來(lái)；而且國(guó)際上代金裝飾技術(shù)發(fā)展相當(dāng)快，氮化鈦在這方面的應(yīng)用具有十分廣闊的前景。氮化鈦可以作為一種膜鍍?cè)诓Ａ希诩t外線反射率大于75%的情況下，當(dāng)?shù)伇∧ず穸却笥?0nm時(shí)，能有效提高玻璃的保溫性能。另外，調(diào)整氮化鈦中氮元素的百分含量，可以改變氮化鈦薄膜的顏色，從而達(dá)到理想的美觀效果。氮化鈦（TiN）是相當(dāng)穩(wěn)定的化合物，在高溫下不與鐵、鉻、鈣和鎂等金屬反應(yīng)，TiN坩堝在CO與N2氣氛下也不與酸性渣和堿性渣起作用，因此TiN坩堝是研究鋼液與一些元素相互作用的優(yōu)良容器。TiN在真空中加熱失去氮，生成氮含量較低的氮化鈦。
（12）氮化鈦薄膜可用于微電子領(lǐng)域，作為有源器件和金屬接點(diǎn)之間的導(dǎo)電阻擋層。而將薄膜擴(kuò)散到金屬硅中，它的導(dǎo)電率（30-70μΩ·cm）足以形成良好的導(dǎo)電連接。
TiN有著誘人的金黃色、熔點(diǎn)高、硬度大、化學(xué)穩(wěn)定性好、與金屬的潤(rùn)濕小的結(jié)構(gòu)材料、并具有較高的導(dǎo)電性和超導(dǎo)性，
可應(yīng)用于高溫結(jié)構(gòu)材料和超導(dǎo)材料。氮化鈦是一種新型的多功能金屬陶瓷材料它的熔點(diǎn)高，硬度大、摩擦系數(shù)小是熱和電的良導(dǎo)體。首先氮化鈦是用于高強(qiáng)度的金屬陶瓷工具、噴汽推進(jìn)器、以及火箭等優(yōu)良的結(jié)構(gòu)材料。另外氮化鈦有較低的摩擦系數(shù)可作為高溫潤(rùn)滑劑。氮化鈦合金用作軸承和密封環(huán)可顯示出優(yōu)異的效果。氮化鈦有較高的導(dǎo)電性可用作熔鹽電解的電極以及點(diǎn)觸頭、薄膜電阻等材料。氮化鈦有較高的超導(dǎo)臨界溫度是優(yōu)良的超導(dǎo)材料。尤其引人注目的是氮化鈦涂層及其燒結(jié)體具有令人滿意的金黃色可作為代金裝飾材料具有很好的仿金效果、裝飾價(jià)值并具有防腐、延長(zhǎng)工藝品的壽命。目前由于含氮金屬陶瓷工具的開(kāi)發(fā)而使氮化鈦粉末的需要急劇增加起來(lái)而且國(guó)際上代金裝飾技術(shù)發(fā)展相當(dāng)快氮化鈦在這方面的應(yīng)用具有十分廣闊的前景。不僅因?yàn)榈佂繉觾r(jià)格低廉而且還由于它在耐腐蝕、耐摩擦等性能方面都勝過(guò)真空涂層。
儲(chǔ)存方法主要包括保持貯藏器密封，放入緊密的貯藏器內(nèi)，并儲(chǔ)存在陰涼、干燥的地方。具體來(lái)說(shuō)，氮化鈦應(yīng)保持貯藏器密封，并放入緊密的貯藏器內(nèi)，儲(chǔ)存在陰涼、干燥的地方。
