Нитрид титана — бинарное химическое соединение титана с азотом.
NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N
Представляет собой фазу внедрения с широкой областью гомогенности, которая составляет от 14,8 до 22,6 % азота (по массе), что можно обозначить брутто-формулами от Ti10N6 до TiN соответственно.
Физические свойства
Нитрид титана представляет собой порошок жёлто-коричневого цвета, а в компактном состоянии приобретает золотистую окраску.
Имеет кубическую гранецентрированную решётку типа NaCl, пространственная группа Fm3m, с периодом а = 0,4235 нм.
- Удельное электрическое сопротивление 40 мкОм∙см.
- Коэффициент линейного теплового расширения 9,35∙10 −6 1/K (25-1100 °C)
- Микротвердость 2050 кгc/мм 2 .
- Модуль упругости 25600 кг/мм 2 .
Получение
Нитрид титана можно получить одним из следующих способов.
- Непосредственным насыщением титана азотом:
- Взаимодействием тетрахлорида титана со смесью азота и водорода:
- Разложением аминохлоридов титана:
- Восстановлением оксида титана углеродом в среде азота:
- Синтезом в плазме:
- Самораспространяющимся высокотемпературным синтезом:
Химические свойства
Нитрид титана устойчив к окислению на воздухе до 700—800 °C, при этих же температурах сгорает в токе кислорода:
Нитрид титана атомарное нано покрытие нитридом титана. Применение нитрид титана TiN и TiO2.
При нагреве до 1200 °C в среде водорода или в смеси азота и водорода нитрид титана инертен.
Нитрид титана стехиометрического состава проявляет стойкость к CO, но медленно реагирует с CO2 по реакции:
Реагирует на холоде с фтором:
Хлор не взаимодействует с нитридом титана до 270 °C, но реагирует с ним при температурах свыше 300—400 °C:
При температуре 1300 °C хлороводород взаимодействует с TiN с образованием газообразных хлоридов титана и азота с водородом.
Взаимодействует с дицианом образуя карбонитрид титана:
При комнатной температуре, по отношению к серной, соляной, фосфорной, хлорной кислотам, а также к смесям хлорной и соляной, щавелевой и серной кислот, нитрид титана является стойким соединением. Кипящие кислоты (соляная, серная и хлорная) слабо взаимодействуют с TiN. На холоде малоустойчив против растворов гидроксида натрия. Взаимодействует с азотной кислотой, а в присутствии сильных окислителей растворяется плавиковой кислотой.
Нитрид титана является стойким к действию расплавов олова, висмута, свинца, кадмия и цинка. При высокой температуре разрушается оксидами железа (Fe2O3), марганца (MnO), кремния (SiO2) и стеклом.
Применение
Применяется как жаропрочный материал, в частности из него делают тигли для плавки металлов в бескислородной атмосфере.
В металлургии это соединение встречается в виде относительно крупных (единицы и десятки микрон) неметаллических включений в сталях, легированных титаном. Такие включения имеют на шлифах, как правило, форму квадратов и прямоугольников, их легко идентифицировать методом металлографического анализа. Такие крупные частицы нитрида титана, образующиеся из расплава, приводят к ухудшению качества литого металла.
Покрытие нитридом титана, как имитация золочения. Какие детали можно покрывать?
Нитрид титана используется для создания износостойких покрытий металлорежущего инструмента, также для зубных протезов жёлтого «под золото» цвета.
Используется в микроэлектронике в качестве диффузионного барьера совместно с медной металлизацией и др.
Также нитрид титана применяется в качестве износостойкого и декоративного покрытия. Изделия, покрытые им, по внешнему виду похожи на золото и могут иметь различные оттенки, в зависимости от соотношения металла и азота в соединении. Нанесение покрытия из нитрида титана производится в специальных камерах термодиффузионным методом. При высокой температуре титан и азот реагируют вблизи поверхности покрываемого изделия и диффундируют в саму структуру металла.
Соединение не используется для покрытия электрических контактов.
Источник: chemicalportal.ru
Покрытие металла нитридом титана
Нитрид титана — востребованное химическое соединение, состоящее из атомов азота и титана. Нитрид титана находит применение в микроэлектронике, востребован как жаропрочный материал, используется для изготовления металлорежущего инструмента и зубных протезов жёлтого «под золото» цвета. Также нитрид титана применяется в качестве износостойкого декоративного покрытия.