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| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.031.771 |
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パブケム CID
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |
| ティビ2 | |
| モル質量 | 69.489グラム/モル |
| 外観 | 光沢のないメタリックグレー |
| 密度 | 4.52グラム/ cm3 |
| 融点 | 3,230 °C (5,850 °F; 3,500 K) |
| 構造 | |
| 六角形、hP1 | |
| P6/mmm | |
a = 302.36 pm、c = 322.04 pm
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特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
 確認する （何ですか ？）
 インフォボックス参照
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二ホウ化チタン（TiB 2）は、優れた熱伝導性、酸化安定性、耐摩耗性を備えた非常に硬いセラミックです。 TiB 2は適度な電気伝導体でもあるため、[1]アルミニウム製錬の陰極材料として使用でき、放電加工で成形することもできます。
物理的特性
TiB 2は炭化ホウ素や炭化チタンといくつかの特性を共有していますが、その特性の多くはB 4 CやTiCよりも優れています。 [2]
極度の温度でも優れた硬度
他のホウ化物に対する利点
その他の利点
欠点
- 融点が高いため成形が難しい
- 共有結合性が高いため焼結が困難
- 放電プラズマ焼結法を用いた小型モノリシック部品のプレスに限定
化学的性質
化学的安定性に関しては、TiB 2は炭化タングステンや窒化ケイ素よりも純鉄との接触において安定している。[2]
TiB 2は空気中で1100℃までの温度での酸化には耐性があり、[2]塩酸やフッ化水素酸にも耐性がありますが、アルカリ、硝酸、硫酸とは反応します。
生産
TiB 2 は地球上に自然発生しません。二ホウ化チタンの粉末は、1000 °C を超える高温でのチタンまたはその酸化物/水素化物と元素ホウ素との直接反応、酸化チタンと酸化ホウ素のテルミット反応による炭素熱還元、金属またはそのハロゲン化物の存在下でのハロゲン化ホウ素の水素還元など、さまざまな高温方法で製造できます。さまざまな合成経路の中で、電気化学合成と固相反応が開発され、より微細な二ホウ化チタンを大量に製造しています。固相反応の例はホウ素熱還元であり、次の反応で説明できます。
(1) 2 TiO 2 + B 4 C + 3C → 2 TiB 2 + 4 CO
(2) TiO 2 + 3NaBH 4 → TiB 2 + 2Na (g,l) + NaBO 2 + 6H 2(g) [3]
しかし、最初の合成経路（1）ではナノサイズの粉末を製造することができない。ナノ結晶（5～100 nm）TiB 2は、反応（2）または以下の技術を使用して合成された。
- NaBH 4とTiCl 4の溶液相反応、続いて得られた非晶質前駆体を900～1100℃でアニールする。[4]
- 元素TiとB粉末の混合物の機械的合金化。[5]
- 様々な量のNaClを添加して自己増殖する高温合成プロセス。 [6]
- ミリング支援自己増殖高温合成（MA-SHS）。[7]
- ベンゼン中における金属ナトリウムと非晶質ホウ素粉末およびTiCl4の400℃での溶媒熱反応: [ 8]
- TiCl 4 + 2 B + 4 Na → TiB 2 + 4 NaCl
TiB 2 の用途の多くは、経済的な要因、特に高融点材料の緻密化にかかるコストによって妨げられています。融点は約 2970 °C で、粉末粒子の表面に形成される二酸化チタン層のおかげで、焼結に対して非常に耐性があります。約 10% の窒化ケイ素を混ぜると焼結が容易になりますが、[9]窒化ケイ素なしでの焼結も実証されています。[1]
TiB 2の薄膜は、 いくつかの技術で製造できます。TiB 2層の電気めっきには、物理蒸着法や化学蒸着法と比較して、層の成長速度が 200 倍速く (最大 5 μm/s)、複雑な形状の製品を覆う際の不便さが大幅に軽減されるという 2 つの主な利点があります。
潜在的な用途
TiB 2の現在の使用は、耐衝撃装甲、切削工具、るつぼ、中性子吸収体、耐摩耗コーティングなどの分野の特殊な用途に限定されているようです。
TiB 2は、アルミニウムの蒸着コーティング用の蒸発ボートに広く使用されています。溶融アルミニウムに対する濡れ性と溶解度が低く、電気伝導性が優れているため、アルミニウム合金を鋳造する際に結晶粒度を微細化するための接種剤としてアルミニウム業界にとって魅力的な材料です。
TiB 2の薄膜は、安価で強靭な基板に 耐摩耗性と耐腐食性を付与するために使用できます。
参考文献
- ^ ab J. Schmidt 他「低速加熱での放電プラズマ焼結による二ホウ化チタン TiB2 の調製」Sci. Technol. Adv. Mater. 8 (2007) 376 無料ダウンロード
- ^ abc Basu, B.; Raju, GB; Suri, AK (2006-12-01). 「モノリシック TiB 2ベース材料の処理と特性」. International Materials Reviews . 51 (6): 352–374. Bibcode :2006IMRv...51..352B. doi :10.1179/174328006X102529. ISSN 0950-6608. S2CID 137562554.
- ^ Zoli, Luca; Galizia, Pietro; Silvestroni, Laura; Sciti, Diletta (2018年1月23日). 「ホウ素化ナトリウムを用いたホウ素熱還元法によるIV族およびV族金属二ホウ化物ナノ結晶の合成」。アメリカセラミックス協会誌。101 (6): 2627–2637. doi : 10.1111/jace.15401。
- ^ SE Bates 他「溶液相処理によるホウ化チタン (TiB)2 ナノ結晶の合成」J. Mater. Res. 10 (1995) 2599
- ^ AY Hwang および JK Lee「メカニカルアロイングによる TiB2 粉末の調製」 Mater. Lett. 54 (2002) 1
- ^ AK Khanra 他「自己伝播型高温合成法による TiB2 粉末の合成における NaCl の影響」Mater. Lett. 58 (2004) 733
- ^ Amin Nozari; et al . (2012). 「ミリング支援SHSルートで処理されたナノ構造TiB2の合成と特性評価」。材料特性評価。73 :96–103。doi : 10.1016/j.matchar.2012.08.003。
- ^ Y. Gu 他「ナノ結晶チタン二ホウ化物への穏やかな溶媒熱合成法」J. Alloy. Compd. 352 (2003) 325
- ^ 「焼結助剤として窒化ケイ素を含む二ホウ化チタン焼結体およびその製造方法」。2016年3月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年7月2日閲覧。