50. 氮化鈦(TiN)薄膜以其獨特的性能不僅各類商品的表面裝飾上有著適合的應用,而且在機械工業也展示了巨大的應用前景。本文利用大功率偏壓電源的多弧離子鍍技術,采用工具鍍工藝,在Ti-6Al-4V合金材料表面制備了TiN薄膜。X射線光電子能譜檢測證明了所制備的薄膜確為TiN。機械性能測試表明:具有TiN涂層樣品的顯微硬度較為高于Ti合金基材,同時耐磨性能也明顯得到改善。既可以大幅提高機械產品的表面硬度，提高其耐磨性、降低摩擦系數，進而提高使用壽命。許多日本的刀具公司都能供應含有氮化鈦涂層的產品，其中有些賣給了歐洲部分國家和美國，多數進入日本市場。蘇州加硬氮化鈦聯系人
在鎂碳磚中添加一定量的TiN，可以明顯提高鎂碳磚的抗渣侵蝕性。1)氮化鈦是優良的結構材料，可用于蒸汽噴射推進器和火箭等。在軸承和密封圈領域也大量使用氮化鈦合金，強調了氮化鈦的應用效果。2)基于氮化鈦的優異導電性，可以制作各種電極和點接觸等材料。3)氮化鈦具有高超導臨界溫度，可作為優良的超導材料。4)氮化鈦熔點高于許多過渡金屬氮化物，密度低于許多金屬氮化物，是一種獨特的耐火材料。5)氮化鈦可以作為一種膜鍍在玻璃上，紅外反射率大于75%時，氮化鈦薄膜厚度大于90nm時，可以有效提高玻璃的保溫性能。另外，通過調整氮化鈦中的氮含量，可以改變氮化鈦薄膜的顏色，達到理想的美觀。無錫防銹氮化鈦加工中心氮化鈦相當穩定，高溫下不與鐵、鉻、鈣和鎂等金屬反應，TiN坩堝在CO與N2氣氛下也不與酸性渣堿性渣起作用。
利用常壓化學氣相沉積法(APCVD)以四氯化鈦(TiCl4)和氨氣(NH3)作為反應物在玻璃基板上沉積制備了氮化鈦(TiN)薄膜.分別用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)、四探針電阻儀和分光光度計等對TiN薄膜的結晶性能、微觀結構、表面形貌和光學、電學性能進行了分析.結果表明,制備的TiN薄膜厚度為500nm,具有NaCl型面心立方結構并表現出(200)晶面的擇優取向,薄膜的晶粒大小分布均勻.在可見光區的透射率達到60%,反射率小于10%.在近紅外光區的反射率達到80%。
氮化鈦的制備方法有哪些
1金屬鈦粉或TiH
2直接氮化法2TiO2碳熱還原氮化法
3微波碳熱還原法
4物物理相沉積法
5化學氣相沉積法
6機械合金化法
7熔鹽合成法8溶膠-凝膠法9自蔓延高溫合成法TiN的性質及結構。
TiN屬于間隙相，熔點高達2955℃，原子之間的結合為共價鍵、金屬鍵及離子鍵的混合鍵，其中金屬原子間存在金屬鍵。因此，TiN薄膜具有高硬度（理論硬度21GPa）、優異的耐熱耐磨和耐腐蝕等特性，并且具有較好的金屬特性：金屬光澤、優良的導電性及超導性。TiN具有典型的NaCl型結構，屬于面心立方點陣（F.C.C），其中Ti原子占據面心立方的角頂。并且TiN是非計量化合物，Ti和N組成的化合物TiN1-x可以在很寬的組成范圍內穩定存在，其范圍為TiN0.6—TiN1.16。氮的含量可在一定范圍內變化而不引起TiN的結構變化。 氮化鈦有較高的導電性可用作熔鹽電解的電極以及點觸頭、薄膜電阻等，有較高超導臨界溫度是優良的超導材料。
目前，國內外制備氮化鈦涂層一般采用鍍膜工藝，傳統制備tin涂層方法為物物理相沉積(pvd)和化學氣相沉積(cvd)工藝。這些方法制備氮化鈦涂層純度高、致密性好。但其沉積效率低，涂層厚度過薄(適合幾個μm)，嚴重限制了氮化鈦涂層在磨、蝕服役條件下的應用。為滿足不斷提高的氮化鈦工業需求，高沉積效率的等離子噴涂工藝被用于氮化鈦涂層的制備。采用大氣反應等離子噴涂制備的tin涂層，厚度超過了500μm，但涂層疏松多孔，且含有雜質ti3o，一定程度上降低了tin涂層硬度。隨著等離子噴涂技術不斷發展，采用低壓反應等離子噴涂技術(f4-vb)制備了氮化鈦涂層，涂層呈致密層狀結構，厚度能夠達到70μm左右，但是其涂層物相組成為tin0.3、ti2n和tin相，涂層中存在未被氮化的鈦顆粒，涂層氮化率適合為25％左右，影響tin涂層的硬度及耐磨性。因此，如何提高低壓等離子噴涂制備氮化鈦涂層中的涂層氮化率是亟需解決的問題。氮化鈦是一種優良的結構材料。在軸承和密封環領域也多用氮化鈦合金凸顯了氮化鈦優異的應用效果。無錫防銹氮化鈦加工中心
TiN粉末一般呈黃褐色超細TiN粉末呈黑色，而TiN晶體呈金黃色。蘇州加硬氮化鈦聯系人
TiN薄膜可以減輕切削刃邊材料的附著，提高切削力，改善工件的表面質量，成倍增加切削工具的使用壽命和耐用度。因此，TiN薄膜被適合用于低速切削工具、高速鋼切削、木板切削刀具和鉆頭的涂覆上。另外，TiN也是磨損部件的理想耐磨涂層，特別是由于其低的黏著傾向拓寬了在許多磨損系統中的應用，如汽車發動機的活塞密封環、各種軸承和齒輪等：此外，TiN還廣泛應用于成型技術工具涂層，如汽車工業中薄板成型工具的涂層等TiN薄膜無毒、質輕、強度高且具有優良的生物相容性，因此它是非常理想的醫用金屬材料，可用作植入人體的植入物和手術器械等閻。此外，氮化鈦薄膜還能作為其他優良生物相溶性薄膜的增強薄膜。國外的Nelea等人通過鍍制TiN薄膜中間層大幅度提高了醫用常用材料羥磷灰石薄膜(HA)的機械性能和附著力。蘇州加硬氮化鈦聯系人
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