埃尔派知识课堂：碳氮化钛粉体制备方法有哪些

碳氮化钛材料耐磨、耐腐蚀、抗氧化、熔点高、强度高，兼具碳化钛和氮化钛的优点，氮的引入使碳化钛的脆性得到明显改善，非常适合高端精密加工和近净成型加工。由于综合性能优良，碳氮化钛基陶瓷在量具、钟表外观、切削领域、耐高温材料、石油和化工等领域得到了广泛应用。

氨解法

氨解法是在常温下将四氯化钛溶入适当的溶剂中并加入添加剂，混合均匀后与氨气反应，生成钛的胺基化合物与添加剂的均匀混合中间体。中间体与氯化铵溶液混合沉淀去除胺，在真空或氩气氛下热解获得碳氮化钛粉末。

氨解法的制备温度比传统制备方法低，得到的碳氮化钛粉末粒度小、纯度高、比表面积高、粒度分布集中，但工艺过程复杂且成本较高。

高温固溶法

高温固溶法是将一定量的氮化钛和碳化钛粉末均匀混合置于高温下热压固溶，或置于氮气或氩气氛中在更高的温度下固溶，从而获得碳氮化钛粉末。为抑制晶粒长大，提高粉末活性和烧结性能，可适当降低固溶温度。

高温固溶法能耗大，碳氮比不易准确控制，且反应温度过高，难以获得高纯粉末。

高温氮化法

高温氮化法以氮化钛粉末和碳粉为原料，混合后在高温和氮气或氩气氛下进行长时间的碳氮化处理，从而获得碳氮化钛粉体。

高温氮化法能耗大、成本高，反应温度过高，且生产效率低。

溶胶-凝胶法

溶胶-凝胶法以钛酸溶胶为钛源，在液相中将炭黑混合并分散，将经过系列反应得到的凝胶置于氮气下高温热处理，从而得到碳氮化钛粉末。

高温自蔓延反应法

高温自蔓延反应法是将钛粉、碳粉均匀混合并预压成型得到压坯，在含有氮气的装置中高温“点燃”反应，从而得到块体产物，通过破碎细化得到碳氮化钛粉末。

二氧化钛碳热还原氮化法

碳热还原氮化法以二氧化钛和碳粉为原料，在氮气中高温还原合成碳氮化钛粉末。

碳热还原法产物的大小和形貌可通过工艺参数控制，因此广泛应用于工业大规模生产。

等离子体化学气相沉积法

碳氮化钛等离子体化学气相沉积法是用等离子体激活四氯化钛反应气体，促使其在基体表面或近表面空间进行化学反应，生成碳氮化钛固态膜。为避免四氯化钛腐蚀反应容器、造成环境污染，常采用无氯含钛有机物来取代四氯化钛，这类含钛有机物主要有氨基钛、钛酸四甲脂、钛酸四乙脂、四异丙基钛、钛酸四丁脂等。

高能球磨诱导自蔓延合成法

高能球磨不仅可以均匀混合并活化粉末，降低烧结反应温度并促进合金化，还可在室温下诱导自蔓延反应合成纳米碳氮化钛粉体。

高能球磨诱导自蔓延合成碳氮化钛技术克服了传统制备方法的高温条件，集粉末混合和反应于一体，可直接得到碳氮化钛粉末。

碳氮化钛作为新型世纪材料，当前的相关研究只是开始，今后必将有更加深入广泛的应用。