TiC的合成方法研究-有色金属科学与工程.DOC

非传统TiC合成研究进展 白鑫涛a，王锦霞b，谢宏伟a，崔富辉a，翟玉春a （东北大学,a.材料与冶金学院; b.理学院， 沈阳 110819） 摘 要：传统上，TiC碳热还原法。不足和TiC产品特殊一些非传统的TiC合成方法根据反应机理非传统的TiC合成方法活泼金属热还原法、化学气相沉积法(CVD)、直接碳化法和电化学还原法等分类电化学还原法合成TiC。TiC；非传统合成方法；TiC BAI Xin-taoa, WANG Jin-xiab, XIE Hong-weia, CUI Fu-huia, ZHAI Yu-chuna (Northeastern University, a. School of material and metallurgy; b. School of Science, Shenyang 110819) Abstract: Traditionally, TiC has always been produced by the carbon - thermal reduction method, which exist some drawbacks, such as high temperature, serious requirement to device, impurity, and so on. According to the carbon - thermal reduction deficiencies and the market demands to TiC, some non-traditional ways have been developed. In order to deeply understand, this paper overview these non-traditional methods for TiC and their devepolments, and accoding to the mechanism to classify, they include the metal-thermal reduction、chemical vapor deposition、direct carbonation、electrochemical reduction, and so on. The results indicate that the electrochemical reduction for TiC, low raw materials cost, low temperature, simple and friendly to enviroment, should attract the academia and enterprises’s interest. Key words: TiC; Non-Traditional methods; Electrochemical method, Molten salts. 0 引 言 (TiC具有熔点高 (3067℃)、硬度大（维氏硬度29~34GPa）410~450GPa）、耐磨性和耐腐蚀性好、高抗热震性、高抗氧化性和良好的导电性等特性，被广泛应用于日常生活中的刀具材料、宇航领域、涂层材料领域、泡沫陶瓷制备以及红外辐射陶瓷制备等领域。 传统的TiC生产主要是采用以二氧化钛和碳为原料的碳热还原法。然而该方法需要高的反应温度，对设备耐高温要求不但非常严格，而且给安全生产也带来了隐患。同时，产品也存在粒度不均匀，纯度低等诸问题。尽管，经过科研人员不断努力，该方法产品质量有所改善，但高的反应温度仍然无法克服。基于上述原因和对TiC产品需求的不断发展，非传统的TiC合成方法研究也不断开发和发展。本文对非传统TiC合成方法研究进展进行综述。 1 非传统TiC合成方法 目前国内外TiC合成方法(CVD)、直接碳化法、电化学还原法等。 1.1 活泼金属热还原法 活泼金属热还原法主要包括镁热和钙热还原两种方法。 1.1.1 镁热还原法 镁热还原法是用液态镁还原出金属Ti和C原子,同时通过放热反应形成TiC。 Lee等[1]采用TiCl4(OTT-O,99.995)和CCl4（TVS,99.96%）℃以上制得了晶粒尺寸约50nm[2]、结晶度好的TiC粉末。反应方程式为： TiCl4(l)+CCl4(g)+4Mg(l)=TiC(s)+4MgCl2(l) (1-1) 并对其微观结构进行了测定[3]。研究表明C2Cl4为原料的反应活化能为69kJ/mol，是CCl4为原料时的一半[4]。 Jianhua Ma等[5]在流动N2环境的干燥箱中将TiO2mol碱式碳酸镁、Mg进行充分研磨，在不锈钢高压釜中，氩气环境中55