Карбід титану -статті

Загальні відомості

Дана речовина являє собою з'єднання вуглецю і металевого титану (хім .формула TiC). Титана карбід - це порошок, який має світло-сірий відтінок і відрізняється особливими характеристиками міцності, жароміцних і стійкістю до дії деяких кислот (сірчаної і соляної). Однак карбід титану розчинний в «царській горілці», а також в сумішах плавиковою (HF) і азотної (HNO3) кислот і розплавах лугів.

Вперше ця речовина було отримано ще в 1887году шляхом обробки тітаністого чавуну в соляній кислоті. Як з'ясувалося, що утворився матеріал був дуже крихким і твердим, з хорошою електропровідністю і жароміцних. Причому за останнім параметром карбід титану перевершує всі відомі тугоплавкі карбіди, оскільки плавиться при температурі понад 3000 ° С. В даний час ця речовина отримують при прожаренні титану діоксиду з сажею в особливих індукційних печах.

Застосовують титану карбід як складовий елемент твердих металокерамічних сплавів. при виробництві ріжучих інструментів, як електродного матеріалу і для виготовлення абразивних паст.

Технічні характеристики

Дана речовина - одне з найбільш хімічно стійких, здатне витримувати різкі температурні скачки. Плавиться титану карбід без розкладання, а при нагріванні в вакуумному середовищі понад 3000 ° С виділяє пари, що містять підвищену кількість титану. Зниження ж електропровідності зі збільшенням температури вказує на явний металевий характер цього з'єднання.

Можна виділити такі основні техніко-експлуатаційні параметри титану карбіду, як:

  • висока міцність;
  • хороша електропровідність;
  • особлива жаростійкість;
  • мала швидкість випаровування;
  • стійкість до температурних перепадів;
  • стійкість до абразивного зносу;
  • стійкість до агресивних експлуатаційним середах.

Основні фізико-хімічні показники титану карбіду:

  • температура плавлення - 3140 ° C;
  • щільність - 4,92 г / с м³ при 20 ° C;
  • температура кипіння - 4300 ° C;
  • середня теплопровідність - 0,068Вт / (см · К);
  • середній питомий опір - 2 · 10-6 (Ом · м);
  • не розчинний у воді;
  • не розчинний в сірчаної та соляної кислоти;
  • реагує з розплавами лугів і сумішшю азотної (HNO3) і плавиковою (HF) кислот.

Виробничі характеристики цього з'єднання, як і інших сплавів титану, регламентуються ГОСТом 19807-74 і ТУ6-09-492-75.

Сфера застосування

Особливі твердість і жароміцність дозволяють успішно використовувати титану карбід при отриманні сплавів, з яких виготовляються лопаті газових турбін, деталі авіаційних двигунів, особливі захисні покриття реактивних сопел і інших частин ракет. Додавання цієї речовини значно збільшує міцність і довговічність нержавіючих і жароміцних сталевих сплавів, істотно підвищує їх зварюваність. А зі сплаву титану карбіду і вольфраму роблять різного роду деталі обладнання для перекачки розплавів натрію, що витримують підвищені значення тиску (більш 8атм.) І температури.

Крім того, цей матеріал широко застосовується у виробництві абразивних паст для обробки напівпровідників, металів і діелектриків, в шліфуванні і при розробці ріжучих інструментів для вузьких з'єднань. Виготовлене з титану карбіду обладнання дозволяє в кілька разів прискорити обробку різного роду сталей і збільшити продуктивність праці гірської, металообробної та рудної промисловості. Крім цього, таким інструментом можна без праці виконувати обробку в'язких матеріалів, з якими не справляються «класичні» різці.

Використовують титану карбід і в інструментальній промисловості для виробництва захисних екранів, тиглів, електродів термопар і дугових ламп, а також в обладнанні для електрокіслородной підводного різання металів, зокрема - стали, і в якості наповнювача для алмазних інструментів. Однак застосування карбід-титанових нагрівальних елементів при напиленні, наприклад, на різного роду пластмаси алюмінієвих покриттів кілька утруднено в силу особливостей різання трубчастих електродів тугоплавких сполук.

Титана карбід як електродний матеріал

Особливе значення має використання цієї речовини в електродної галузі. Електроди на основі даного матеріалу застосовують при електролізі всіляких водних розчинів, при випаровуванні у вакуумі і в підводного різання. Титана карбід часто є спеціалізованою добавкою до графіту або його повноцінною заміною і комбінується з ртутними електродами. Він служить каталізатором розкладання амальгами натрію, а при Електрокіслородная різанні під товщею води дозволяє в кілька разів знизити питому витрату речовини електродів.

Карбід-титанові електроди і тиглі в основному застосовують для випаровування в вакуумному середовищі різних легкоплавких з'єднань без додавання інших матеріалів.