碳化钛的合成及其应用研究进展

本文综述了碳化钛粉体的合成方法，分析了合成方法各自的特点，并较详细地介绍了碳化钛在许多复相材料领域中的应用研究。     

以碳纳米管为碳源合成碳化钛

采用碳纳米管为碳源,通过自蔓延高温合成法(SHS)与熔盐合成法,与钛粉反应制备了碳化钛材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)结合X射线能谱(EDS),分析和检测了两种方法制备碳化钛的物相组成和微观结构。研究结果表明,两种方法合成的产物均为碳化钛相,同时有少量碳纳米管残余。自蔓延高温合成法得到的碳化钛晶粒较粗,粒径为1~2μm。熔盐合成法得到的碳化钛晶粒较细,粒径为0.15~0.40μm。     

多层多孔金属陶瓷材料 可用于人造骨骼和水净化装置

日本大阪ＯＳＵ公司与大阪产业大学合作 ,开发出一种多层多孔结构的金属陶瓷材料 ,其应用前景极其广泛。据日本《日刊工业新闻》报道 ,这种金属陶瓷材料实际是高温烧结的多层多孔的碳化钛 ,其多孔结构的空隙率为 5 0 % ,由于在高温烧结过程其表面形成了氧化钛膜 ,使其耐高温的熔点温度高达 30 0 0摄氏度 ,因此可作为耐高温材料以及用来制作过滤器和光催化材料。碳化钛是一种导电材料 ,在通电发热时 ,即使温度升高到 1 0 0 0摄氏度以上 ,材料特性也不会发生任何变化。因此 ,研究人员认为 ,新开发的多层多孔碳化钛可以作为高温发热源 ,分解在…     

热压烧结制备碳化钛复合材料及其性能研究

采用热压烧结工艺制备了碳化钛复合材料.选用扫描电镜(SEM)观察试样的表观形貌与断口形貌,分别检测了其力学性能,以X射线衍射仪(XRD)对复合材料的成分进行了表征并对其抗氧化性能进行了分析.结果显示,在碳化钛材料中添加WC改善了其显微结构和力学性能,WC颗粒在TiC基体材料中离散补强增韧以及金属组分的强韧化,有助于Ti...     

微波合成碳化钛粉体的热分析

采用热分析方法对微波合成的纳米级碳化钛粉体、常规合成的微米级碳化钛粉体进行了热分析,研究结果表明,微波合成的纳米级碳化钛粉体的氧化分解温度比微米级碳化钛粉体的氧化分解温度低约100℃.     

微波合成纳米碳化钛粉体的热力学研究

用微波合成了纳米碳化钛粉体，并从理论上探讨了一氧化碳气体压力及合成温度对合成率及晶粒大小的影响。合成的碳化钛粉体用X—射线衍射仪及透射电镜表征。结果表明，用微波合成碳化钛粉体，当一氧化碳气氛压力较低时，可以在较低的温度下合成出合成率高、晶粒细小、团聚较少的碳化钛钠米粉体。     

微波合成纳米碳化钛粉体的机理探讨

以纳米二氧化钛及碳黑为原料,用微波加热合成纳米碳化钛粉体,根据合成产物的X衍射物相分析及其相关反应的热力学分析探讨微波合成碳化钛的反应机理。研究结果表明,在微波合成纳米碳化钛的过程中,纳米二氧化钛和碳黑系统是经过γ-Ti3O5、Ti3O5中间过渡相而生成纳米碳化钛粉体的。     

自蔓延高温合成新型碳化钛磨料

采用自蔓延高温合成技术制备碳化钛磨料。考察了合成过程中钛粉粒度、Ｃ 与Ｔｉ 摩尔比率、稀释剂添加量、初始样品密度对燃烧温度、燃烧速率及产物化学组成的影响,测试和比较了碳化钛和其他磨料的研磨性能,并通过ＳＥＭ 分析了碳化钛、金刚石颗粒及相应被磨工件的表面形貌。结果表明：碳化钛的研磨能力可与人造金刚石相媲美,大大超过氧化铝、碳化硼和碳化硅。而碳化钛的高研磨能力是由颗粒的强切削力所致,人造金刚石则由颗粒的高硬度所致。     

碳化钛烧结复合材料的抗热震性

利用残余强度方法研究了碳化钛烧结金属陶瓷复合材料的抗热震性。发现抗热震性及残余强度变化系数与材料中金属结合的化学成分及碳化物相的体积比之间存在着强烈的依存关系。     

纳米碳化钛悬浮体分散特性研究

本文研究了不同的分散条件对纳米碳化钛在水基础液中的分散行为,并采用沉降稳定性分析、流变特性分析、透射电镜分析来评价其分散效果.结果表明:分散剂及纳米碳化钛质量分数、分散介质类型、纳米碳化钛粒径均会对溶液分散稳定性产生一定的影响;并结合溶液分散稳定性评价分析,提出纳米碳化钛在水基础液中的分散理论.     

碳化钛/聚酰亚胺高介电复合薄膜的制备及性能研究

采用机械共混法将经硅烷偶联剂改性的碳化钛粉体掺杂入聚酰亚胺中,制备了碳化钛/聚酰亚胺复合薄膜。分析了不同碳化钛粒子含量对复合薄膜的显微结构、力学性能及介电性能的影响。实验结果表明,随着纳米TiC含量的不断升高,复合薄膜的拉伸强度呈现先上升后下降的趋势,复合薄膜的耐电击穿场强迅速下降。与此同时,复合材料的介电常数则显著提高。     

电泳沉积法制备碳化钛膜的研究

电泳沉积法(EPD)制备薄膜具有设备简单,成本低,成膜快,被镀件(用于沉积薄膜的基体)形状不受限制,薄膜厚度均匀,并且其厚度在较大范围内可控等优点。碳化钛熔点高、硬度高、化学稳定性好,在复合材料领域具有广阔的应用前景。本文利用电泳沉积法制备出了均匀的碳化钛膜,研究了碳化钛粉末在悬浮介质中的荷电机理;考察了碳化钛粉末在有机悬浮液中的分散性和稳定性;研究了电泳沉积的动力学规律,为今后制备含碳化钛的层状复合材料打下了基础。     

微波合成纳米碳化钛粉体的动力学研究

以纳米二氧化钛和碳黑为原料，用微波加热合成纳米碳化钛粉体。对微波合成纳米碳化钛的反应过程进行动力学研究。用X-射线衍射法表征合成粉体的合成率及颗粒大小。结果表明，微波合成纳米碳化钛粉体的化学反应属零级反应，且确定了反应动力学方程及反应的活化能。     

无压烧结碳化硅复合材料的制备与性能研究

以部分碳化钛为增强相投入到碳化硅基体材料中,并投入微量炭黑和碳化硼为烧结活化剂,利用无压固相烧结技术制造了碳化硅基陶瓷复合材料。评测了其力学性能,凭借扫描电镜(SEM)观测了试样的断口形貌与表观形貌,并探讨了其氧化行为。结果表明:在碳化硅中投加部分碳化钛,对复合材料的力学性能有非常大地益处,于9 wt%时达到顶峰,弯曲强度497 MPa,相对密度98.9%,断裂韧性4.79 MPa·m^1/2。复合材料的显微组织构造紧致密实,TiC颗粒在SiC材料中的离散作用而激发的钉扎效果和裂纹偏移转向为其主要的增韧原理。在设定的氧化条件下(1200℃保温2 h),试样表面形成了一层较为致密并可以弱化氧化进程的氧化膜层。     

钛酸钡/碳化钛/聚酰亚胺三元复合薄膜的制备及性能研究

随着微电子工业的不断发展,高介电常数材料的发展已成为制约电子器件微型化、高速化的关键因素之一。本文以钛酸钡核碳化钛为填料,经硅烷偶联剂改性后按一定比例添加到聚酰亚胺中,制备出钛酸钡/碳化钛/聚酰亚胺(BaTiO3/TiC/PI)三元复合薄膜。对复合薄膜的显微结构及性能进行了分析。实验结果表明,无机填料在复合薄膜中具有较好的分散性,说明硅烷偶联剂改性后无机粉体与聚酰亚胺基体的相容性增加。性能测试表明,随着无机填料含量的增加,三元复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率均下降,而导电性能则逐渐提高。     

纳米碳化钛对镁合金阳极氧化过程的影响研究

以纳米碳化钛(TiC)为添加剂,研究其对镁合金阳极氧化过程的作用机制,通过扫描电子显微镜、X射线衍射试验、塔菲尔腐蚀试验等表征氧化膜的形貌结构与性能.结果表明:添加纳米碳化钛能有效改善镁合金的阳极氧化过程,提升镁合金氧化膜的耐腐蚀性能;当添加3～4g·L-1纳米碳化钛时,获得的氧化膜性能最佳.     

MQDs掺杂NiFe片组成的纳米花用于电催化乙二醇氧化反应

就二维材料而言，有机金属框架纳米片不仅能提供高效的质量传输和电荷转移，而且由于有大量可利用的活性位点，还能提高催化性能，它们独特的固有结构提供了比其他多孔材料(如沸石和活性炭等)获得更高表面积的机会，作为一种功能材料是非常理想的，但由于其介电性能差导致应用受到限制，通过引入量子点，在最小反应物用量的同时实现高性能，降低催化剂的成本。首先采用通用合成方法制备水溶性超小碳化钛量子点，之后利用简单的水热将碳化钛量子点成功掺杂到镍铁纳米片中。利用量子点的高速电子转移特性和优异的反应动力学，结合镍铁纳米片对有机分子的良好吸附性，纳米花催化剂表现出优异的电催化乙二醇氧化反应活性，组成的纳米花因自支撑结构具有良好的稳定性。     

多孔WC-TiC催化剂的戊烷异构化活性

以TiC和MoSi₂为基体,WO₃和仲钨酸铵为WC的前驱体,碳酸氢铵为造孔剂,采用固相合成技术, 1 560 ℃制备碳化钛基复合WC催化材料。分别通过X射线衍射仪、扫描电镜、压汞仪、气相色谱和气质谱表征催化材料的相组成、显微结构、孔径分布和对戊烷的催化性能。结果表明,碳化钛基复合WC材料的相组成为TiC、SiC、MoC、 WC 和 (Ti, Si)C;当WO₃为WC前驱体时,催化材料的孔径呈现单峰分布［（0.3~50 μm）］,350 ℃其对戊烷的转化率为16.21%,异构化选择性为5.68%;当仲钨酸铵为WC前驱体时,催化材料的孔径呈现双峰分布［（100~800） nm和（1 ~5） μm］,WC颗粒在500 nm以下,350 ℃戊烷转化率达到48.44%,异戊烷的选择性为12.91%。     

Ti3C2 MXene柔性应力/应变传感器的制备及应用研究进展

碳化钛迈科烯(Ti3C2 MXene)是一种新型碳化物二维材料,具有手风琴的片层结构,受到拉伸或压缩会产生滑动或堆叠,使其内部导电路径和长度发生改变,直接影响输出电信号的变化.因此,Ti3C2 MXene可以作为传感材料,检测应力/应变.与弹性基底复合,该材料可以制备柔性传感器,检测人体的运动与健康信号.本综述阐述了T...     

钛精矿氮、碳化产品中钛的低价氧化物钛平均价态的确定

钛精矿在氮、碳化后.生成金属铁和氮化钛、碳化钛、黑钛石。在<1200℃条件下不会生成一氧化钛,一氧化钛比氮化钛、碳化钛难于生成(>1300℃).金属