一、二硼化钛是什么

在众多化合物中，金属硼化物相较于金属碳化物具有更好的高温性能，例如二硼化物（TiB2）金属陶瓷制品就比碳化钛（TiC）及碳化钨（WC）金属陶瓷制品更适合在高温高侵蚀的工作条件下使用。二硼化钛粉末呈灰色（或灰黑色），在目前已知的世界十大熔点最高材料排名第六位（熔点排名表见表1）。在空气中抗氧化温度可达1100℃，作为一种新型的陶瓷材料，具有十分优异的理化性能，除熔点极高之外硬度也大，化学稳定性、导电导热性、高温下的机械力学性能都极为优异。

表1.世界十大熔点最高的材料

二硼化钛分别作为结构材料和功能材料的特点：

①结构材料方面。硼化钛的高强度和硬度，使其可以制成刀具、拉丝膜、喷砂嘴和硬质的工具材料，同时它也可以成为复合材料的添加剂。

②功能材料方面。硼化钛与纯铁的电阻率很相似，因此其应用在功能材料上很有“作为”。通过硼化钛的电性能的特点，可以制成柔性的PTC材料。

表2.TiB2陶瓷的物理性能

二、二硼化钛原料的制取方法

目前制备二硼化钛原料的方法主要有碳热还原法、自蔓延高温和合成法、机械化学反应法、气相沉积法、球磨法等。

①碳热还原法

以钛和硼的氧化物为原料，以碳黑为还原剂，在碳管炉中进行长时间的高温碳还原处理，所合成的二硼化钛粉末的纯度取决于原材料粉末的纯度。这个方法是工业化生产中应用较多的一项工艺，缺点在于所获得的二硼化钛粉末颗粒体积粗大，杂质含量较高。

②自蔓延高温合成法（SHS）

此法步骤一般是将待反应的原料混合物先压制成块状，然后在块体的一端点火引燃反应，反应放出的巨大热量使得邻近的物料发生反应，最后形成一个以速度v蔓延的燃烧波，最后随着燃烧波的推进，原料混合物就转化为最终产物。由于自蔓延高温合成法过程的自纯化作用，产物纯度高，所以获得的粉状物易于进一步烧结，外部能量消耗少，与其它特殊的技术手段进行结合的话可以直接制备出密实的二硼化钛材料。

③机械化学反应法（MR）

此法是将反应物粉末置于高能球磨机中，粉末在磨球的挤压剪切等作用下，反复发生由变形到破碎的变化过程。球磨介质的剧烈摩擦碰撞，致使机械能转变为化学能，由此合成所需的反应物。与前两种方法来制备二硼化钛相比，采用机械化学反应法具有合成温度低、原料来源广以及成本低等优点。

三、二硼化钛的应用方向

二硼化钛及其复合材料可以同其它的金属、陶瓷基聚合物复合形成一系列具有商业应用价值的新型材料。

①二硼化钛可作为晶粒细化及颗粒强化添加剂，掺入铝基、铜基钛铝合金以及铁基材料中，能极大程度上改善材质的机械力学及理化特性。这种晶粒细化及颗粒强化效应将随着二硼化钛粉末的纯度和细度的增加而提高。

②二硼化钛可以与碳化硅、氮化铝、氮化硼、碳化钛等非氧化物陶瓷复合，也可以与氧化铝等氧化物陶瓷材料复合，经过大量实验研究表明，由此制备出的新的复合材料具有更加优秀的机械强度及抗破裂韧性，可以制作装甲防护材料的优质材料之一。

③二硼化钛颗粒掺入高性能树脂可制成PTC发热陶瓷和头型PTC材料，就具有安全省电、、可靠、易加工成型等特点，是电熨斗、电热毯、电烤箱、空调器热风暖房等家用电器的一种更新换代的关键性高新技术。

④二硼化钛优异的导电性能和极佳的的抗熔化金属的侵蚀能力，可以被用来制作蒸发器皿、熔化金属坩埚、铝电解槽阴极、火花塞以及其它电极和触头开头材料。

⑤由于二硼化钛与金属铝液良好的润湿性，用二硼化钛作为铝电解槽阴极涂层材料，可以使铝电解槽的耗电量降低，电解槽寿命延长。

⑥二硼化钛可被用来制作陶瓷切削刀具及模具。可制造精加工刀具、拉丝模、挤压模、喷砂嘴、密封元件等。