[科普中国]-氮化钛陶瓷

氮化钛（TiN）陶瓷硬度高、化学稳定好，可以用作耐熔、耐磨材料；具有金黄色光泽的特性，可以用于表面装饰以提高耐磨性，特别适用于日用艺术陶瓷的表面装饰。

氮化钛陶瓷的制造1、氮化钛（TiN）粉末的制备：制备氮化钛粉末的方法有氢化钛、钛粉直接氦化法；TiO2碳化还原和化学气相沉积法（CVD法）等，如表3-23所示。

2、氮化钛陶瓷的制造方法与氮化硼陶瓷等的制造方法相似。

3、金色氮化钛涂层：在日用陶瓷和艺术陶瓷上常采用CVD法在陶瓷的表面沉积氮化钛涂层，不仅具有耐磨性，而且还有金色光泽的装饰效果。由此，可以替代和节约昂贵的黄金。

化学气相沉积法化学气相沉积法（CVD法），是以氮气作为氮的来源，其反应式如下：

800℃一850℃

2TiCl4+N2+H2—→2TiN + 8HCl

当以氨气（NH3）作为氮的来源时，其反应式如下：

700℃ ~ 800℃

TiCl4+ NH3+ 1/2H2—→TiN + 4HCl

实践表明，在上述两个反应中，前式的沉积温度比后式的要高，前式为800℃一850℃，因为前式的反应自由焓比后式的要高，但是后式反应所得到的TiN涂层是偏红的金色，而前式反应呈金黄色，这是由于后式得到的TiN中的氮含量比前式要高的缘故。因此，从沉积涂层的色泽效果来看，以后式反应的效果比较好。

沉积TiN的色泽和粘着的牢固程度与TiCl和N2的流量、温度等有密切的关系，但只要将沉积温度控制在800℃一850℃，各气体流量尽可能小些，基体表面处理适宜，可以在陶瓷表面获得金色TiN涂层。

性能氮化钛陶瓷具有金黄色光泽，硬度高（显微硬度为21GPa），熔点高（2950℃）、化学稳定性好，还具有较高的导电性和超导性。

用途利用氮化钛（TiN）陶瓷硬度高、化学稳定好的特点，可以用作耐熔、耐磨材料；利用氮化钛陶瓷具有金黄色光泽的特性，可以用于表面装饰以提高耐磨性，特别适用于日用艺术陶瓷的表面装饰，利用氮化钛陶瓷具有较高的导电性和超导性的特性，可以用作熔盐电解的电极以及电触头等材料。1

本词条内容贡献者为:

杨明 - 副教授 - 西南大学