碳化鉭在硬質(zhì)合金中發(fā)揮了重要作用,它通過(guò)改善纖維組織和相變動(dòng)力學(xué)而提高合金性能,使合金具有更高的強(qiáng)度,相穩(wěn)定性和加工變形能力。碳化鈦碳化鉭的熔點(diǎn)非常高(4000℃),熱力學(xué)穩(wěn)定性好(熔點(diǎn)時(shí)△Gf=-154kj/mol)。專業(yè)碳化鈦鉭能夠特別有效地促進(jìn)成核作用,防止凝固后期形成的核晶脆性薄膜中析出碳[i]。其作用主要為:(1)阻止硬質(zhì)合金晶粒的長(zhǎng)大;(2)與TiC一起形成WC和Co之外的第三彌散相,從而顯著增加硬質(zhì)合金抗熱沖擊、抗月牙洼磨損及抗氧化的能力,并提高其紅硬性。
粉末粒度及其分布的測(cè)定方法很多,一般用篩分析法(>44μm)、沉降分析法(0.5~100μm)、氣體透過(guò)法、顯微鏡法等。超細(xì)粉末(<0.5μm)用電子顯微鏡和 X射線小角度散射法測(cè)定。碳化鈦金屬粉末習(xí)慣上分為粗粉、中等粉、細(xì)粉、微細(xì)粉和超細(xì)粉五個(gè)等級(jí)。通常按轉(zhuǎn)變的作用原理分為機(jī)械法和物理化學(xué)法兩類,既可從固、液、氣態(tài)金屬直接細(xì)化獲得,又可從其不同狀態(tài)下的金屬化合物經(jīng)還原、熱解、電解而轉(zhuǎn)變制取。難熔金屬的碳化物、氮化物、硼化物、硅化物一般可直接用化合或還原-化合方法制取。碳化鈦廠家因制取方法不同,同一種粉末的形狀、結(jié)構(gòu)和粒度等特性常常差別很大。
碳化鈦的化學(xué)式TiC,分子量為59.89。碳化鈦灰色金屬光澤的結(jié)晶固體。熔點(diǎn)3140℃,沸點(diǎn)4820℃,相對(duì)密度4.93。硬度9-10。不溶于水,能溶于硝酸和王水。在低于800℃時(shí)對(duì)空氣穩(wěn)定,高于2000℃時(shí)受空氣侵蝕,1150℃時(shí)能與純氧反應(yīng)。由氫氣還原TiO2得到的鈦粉與碳的混合物在高溫下作用,或由TiO2與碳粉混合壓結(jié)成塊,然后在電爐中加熱至2300~2700℃并在氫氣或CO氣氛中碳化而得。武漢碳化鈦用于制硬質(zhì)合金,也用作弧光燈的電極和研磨劑。
碳化鉭屬于黑色或暗棕色金屬狀粉末,立方晶系,質(zhì)堅(jiān)硬。相對(duì)密度13.9,熔點(diǎn)3880℃,沸點(diǎn)5500℃。含有75%碳化鉭與25%碳化鉿的混和物,具有4200℃以上的熔點(diǎn)?;瘜W(xué)性質(zhì)極為穩(wěn)定。碳化鈦不溶于水,微溶于硫酸和氫氟酸,溶于氫氟酸和硝酸的混合溶液。由五氯化鉭與甲烷為反應(yīng)氣,用氬作載體,用碳化硅電阻從外部輻射加熱、碳化或五氧化鉭與炭黑混和,加壓粉末成型,在氫氣或真空中加熱而制得。武漢碳化鈦用于制造切削工具。