Что такое нитрид титана
Нитрид титана
| Нитрид титана | |
 | |
 | |
| Общие | |
|---|---|
| Систематическое наименование | мононитрид титана |
| Традиционные названия | нитрид титана |
| Химическая формула | TiN |
| Физические свойства | |
| Состояние (ст. усл.) | твёрдое |
| Молярная масса | 61,874 г/моль |
| Плотность | 5,44 г/см³ |
| Термические свойства | |
| Температура плавления | 2930 °C |
| Молярная теплоёмкость (ст. усл.) | 37,12 Дж/(моль·К) |
| Теплопроводность (ст. усл.) | 41,8 Вт/(м·K) |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 25583-20-4 |
| Регистрационный номер EC | 247-117-5 |
Содержание
Физические свойства
Нитрид титана представляет собой порошок желто-коричневого цвета, а в компактном состоянии приобретает золотистую окраску. Имеет кубическую гранецентрированную решётку типа NaCl, пространственная группа Fm3m, с периодом а = 0,4235 нм.
Получение
Химические свойства
Нитрид титана устойчив к окислению на воздухе до 700—800 °C, при этих же температурах сгорает в токе кислорода:
При нагреве до 1200 °C в среде водорода или в смеси азота и водорода нитрид титана является инертным веществом.
Нитрид титана стехиометрического состава проявляет стойкость к CO, но медленно реагирует с CO2 по реакции:
Реагирует на холоде с фтором:
Хлор не взаимодействует с нитридом титана до 270 °C, но реагирует с ним при температурах от 300 °C до 400 °C:
При температуре 1300 °C хлороводород взаимодействует с TiN с образованием газообразных хлоридов титана и азота с водородом.
Взаимодействует с дицианом образуя карбонитрид титана [3] :
При комнатной температуре, по отношению к серной, соляной, фосфорной, хлорной кислотам, а также к смесям хлорной и соляной, щавелевой и серной кислот, нитрид титана является стойким соединением. Кипящие кислоты (соляная, серная и хлорная) слабо взаимодействуют с TiN. На холоде малоустойчив против растворов гидроксида натрия. Взаимодействует с азотной кислотой, а в присутствии сильных окислителей растворяется плавиковой кислотой.
Применение
Применяется как жаропрочный материал, в частности из него делают тигли для бескислородной плавки металлов. В металлургии это соединение встречается в виде относительно крупных (единицы и десятки микрон) неметаллических включений в сталях, легированных титаном. Такие включения имеют, как правило, форму квадратов и прямоугольников, их легко идентифицировать методом металлографического анализа. Такие крупные частицы нитрида титана, образующиеся из расплава, приводят к ухудшению качества литого металла. Нитрид титана используется для создания износостойких покрытий (в частности, для зубных протезов жёлтого «под золото» цвета), используется в микроэлектронике в качестве диффузионного барьера совместно с медной металлизацией и др.
Нитрид титана применяется ещё и как износостойкое и декоративное покрытие. Изделия, покрытые им, по внешнему виду не отличаются от золота и могут иметь различные оттенки, в зависимости от соотношения металла и азота в соединении. Нанесение нитрида титана производится в специальных камерах термодиффузионным методом. При высокой температуре титан и азот реагируют вблизи поверхности покрываемого изделия и диффундируют в саму структуру металла.
Нитрид титана
Было это достаточно давно. Я устроился на завод и через месяц практики и инструктажа уже работал оператором в цеху в установка КИБа (конденсация с ионым бомбардированием). У нас на участке стояли 4 печи для нанесения нитрида титана на фрезы, лопатки, и др. элементы работающие под большой нагрузкой. На участке нас было двое. Два оператора. Так получилось, что когда я пришел, мой наперник собирался в отпуск. Он дал мне подробный инструктаж по работе и для действий в нештатных ситуациях.
Коротко о принципе работы вакуумной печи: в камеру помещается детали (фрезы, сверла, лопатки и т.д), устанавливаются титановые чушки и создается вакуум. Суть способа заключается в химической реакции титана с азотом, которая происходит с выделением тепла. Процесс ведут в герметическом реакторе, в котором процесс самопроизвольного горения инициируют нагревом контейнера заполненного азотом и порошком титана.
Механизмы обильно обливаются маслом, а охлаждается вся эта адская печка водой.
На тот момент мне было 19 лет.
Давно, препод по механобработке в институте уверял, что купола ХХС покрыты нитридом титана.
Сему мораль: нехер смотреть налево!
Сверток
В молодости пришлось мне работать на заводе, так сказать набираться опыта работы и общения в коллективе. Все то, что было в моих мечтах совсем не было похоже на неприветливых и обозленных собственным выбором жизни коллег по работе. А если без пафоса, то коллектив был пьющим и желающим обогатится, чтобы потом богатство свое пропить.
Андрей Иванович мой бригадир с красным носом и небритостью, вечно дышал на меня перегаром, указывая чем мне заниматься.
Я молча выполнял свою работу и старался меньше с ним общаться.
Через несколько недель, в преддверии первой зарплаты.
-Первую зарплату нужно пропить! Так что гульнем на все твои честно заработанные!
-Я вообще- то не согласен!- возразил я
-Кто тебя спрашивать будет!- засмеялся бригадир
Я если честно тогда все это воспринял всерьёз, и ходил задумчивый от ожиданий.
Отработав смену, я шел к проходным, меня догнал бригадир, в руках он нес какой- то свёрток и был очень взволнован чем то.
-Ну что как тебе у нас нравится?!- почему то спросил Иваныч, как будто мы с ним друзья.
-Нормально, — сухо ответил я.
И у самых проходных, Иваныч протянул мне свёрток.
Я без задней мысли, взял тяжёлый свёрток, стою жду пока он завяжет шнурок и не спеша подошёл к проходным.
-Ключи забыл в мастерской! Ты иди, а я сейчас!- прокричал Иваныч и помчался к мастерской
Я спокойно вышел, равнодушные охранники не обратили на меня внимания. Стою жду бригадира. Вернулся он быстро
-Ну, что нашёл?- спрашиваю
-Что?!- делая глупое лицо спросил бригадир
-Какие?- не понимая вопроса спросил Иваныч
— Ты же за ключами возвращался?!
И тут меня прорвало
-Ты же меня мог подставить! Меня могли наказать за воровство!
Я схватил его свёрток и что есть силы закинул его за забор нашего завода
-Ты чего сделал?!- заорал Иваныч
На следующий день новость о моем поступке дошла до нашего мастера, и он тогда сказал, что я поступил правильно и перевел меня в другую бригаду,но и с Иванычем мне все же приходилось видеться…
На работу пришел мужик…
Случилась эта история после этих вот новогодних праздников.
Андрей рассчитался с завода перед новым годом и практически все это время просто пил, ожидая звонка от приятеля который обещал забрать его на заработки.
И в один из дней когда было выпито очень много он вышел на улицу и чего то вдруг ему в его пьяной голове почудилось или вспомнилось, что он должен идти на работу на завод.
Андрей сел в автобус подъехал к заводу и пошел через проходные.
Конечно доблестная охрана его не пропустила, и попросила предъявить пропуск.
Так как пропуск Андрей сдал и забыл об этом, он ответил, невозмутимо
-Механический, — с чувством пьяного достоинства ответил Андрей
-Пройдите в караульное помещение, пожалуйста!-попросил охранник
Андрей согласился и шатаясь от выпитого, прошел и стал чего — то ждать в караулке.
В помещении было тепло и разморило Андрея еще больше…
Пришел мастер и увидел Андрея сидящего у окошка.
-О, привет Юрий Михалыч!-радостно прокричал Андрей, обнимая мастера,- Спасай родной!Я пропуск потерял!
-Андрей, ты чего приперся?- спрашивает мастер
-Работать,- сопя и делая серьезное лицо ответил Андрей
-Ты что все мозги пропил?! Ты же рассчитался еще в декабре!
-Чо в натуре?!-ухмыляясь спросил Андрей
-В натуре!-повторил мастер
Андрей задумался и все таки на пьяную голову так и не смог понять, что действительно рассчитался.
-И чо теперь куда мне?-спросил Андрей вообще ничего не понимая
-Иди домой Андрей!-попросил мастер
Охрана все таки составила акт задержания и попросила написать объяснительную мастера. потому как Андрей уже не смог держать ручку…
И пошел Андрей счастливый домой продолжая отмечать свою все еще свободу.
Ну, а потом весь цех еще долго вспоминал с улыбкой Андрея и его желание выйти на работу после новогодних праздников…
Расскажу историю, которую мы рассказываем, как гордость нашей семьи
У меня бабушка работала инженером на заводе «ЛУЧ».
Тут ее отправляют в Швейцарию, чтобы посмотреть, какой там механизм у часов.
Бабушка приехала, но никто, ничего, ей не показывал.
А бабушка у всех спрашивала, но от нее только отмахивались..
Потом директор предприятия, сказал, покажи все, женщина ничего не запомнит.
Еще его фраза: бегает, как клоп.
Да, моя бабушка была маленькая, всего 1.45.
Не восприняли всерьез, и показали все.
Но записать не дали, а бабушке это и не нужно было.
Она вернулась и четко расчертила механизм.
Директор разрешил
Работа
Забыла о слепой зоне и родилась во второй раз.
Плохо, зато 100% знаешь, что ожидать
Живу в частном доме. На первом этаже живёт мама, на втором с отдельным входом я. Три года подряд она заказывает уголь и дрова у одного и того же человека. И каждый год он нас обманывает, после чего маман приходит и жалуется, что это в очередной раз произошло.
В этом году она сказала, что мне не стоит беспокоиться об угле, вопрос она решила. Я думала, что в этот раз она сделала выводы и загадочность обусловлена тем, что купила уголь с дровами у нормального человека.
Привезли уголь. Вместо того, чтобы в мешках приехал просто уголь, вместо 40 мешков после фасовки с натяжкой получилось 25 мешков, не то, чтобы уголь, а пыль какая-то и камни булыжники (не уголь). Дрова сырые, будто молодую березу вымачивали в болоте пару лет перед тем, как привезти. И стоило это «удовольствие» 10к.
Мамуся снова начала причитать и жаловаться. После чего резюмировала: «Да, он нас каждый год обманывает, да, плохо, но зато я знаю чего ждать».
Говоришь в офисе устал?
Регулятор температуры с обратной связью. Суровая пневмоника по-заводскому.
Так вот. Это была только призказка.
Все руководство неустанно при этом находилось рядом, и надо было выпустить годный сплав!
Покрытие нитрид титана.
Покрытие нитрид титана (покрытие «под золото») широко востребовано во многих сферах жизнедеятельности. Популярным направлением дизайна является использование декоративных покрытий. Идеальный вариант, если такое оформление сочетает высокие эстетические и защитные качества. Уникальное покрытие нитридом титана украсит любой объект и улучшит его потребительские характеристики. Доказанный факт: покрытие становится крепче на открытом воздухе, а его цвет получает большую отчётливость.
Нитрид титана – это популярный современный материал желтоватого цвета, применяемый для декоративного нанесения на различные изделия из нержавейки марки AISI 304, устойчивый к воздействию сильных кислот – серной и соляной. Также возможно нанесения покрытия на ABS пластик и другие материалы. Предварительно их покрывают специальным материалом (например, никелевым или хромовым подслоем).
Цвет и оттенки покрытия зависят от материалов катодов, состава воздушно-газовой смеси, степени разрежения (состояния вакуума) в камере, разности потенциалов между заготовкой и испарителем, частоты и силы ионных токов, применяемых для очистки и подготовки поверхностей.
Лучшим материалом для нанесения покрытия нитрид титана является — нержавеющая сталь AISI 304. Немаловажным фактором удобства работы с нержавейкой этой марки является простота полировки.
Перед вакуумным напылением мы проводим плазменную полировку нержавеющей стали.
На своём производстве мы используем катодно-дуговое осаждение (метод КИБ) – на сегодняшний день, это самый передовой и качественный метод нанесения покрытия нитрид титана.
Выбирая компанию по покрытию нитридом титана, обратите внимание на технологию его нанесения. Цены на покрытие нитридом титана у разных компаний варьируются. Здесь экономия может дорого обойтись. Мы предлагаем вам по-настоящему высокое качество по доступной цене.
Область применения покрытия Нитрид Титана.
Церковная тематика — покрытие куполов храмов, кресты, шары, церковная утварь.
Реклама, промоушн. Для привлечения внимания используют «золотые» металлические объемные буквы, передвижные конструкции, вывески, таблички.
Дизайн интерьеров. Нитридно-титановую обработку применяют для украшения кабин лифтов и дверей в холлах, элементов декора, ниш, арок, скульптурных групп, изделий из декоративного камня, стекла и металла.
Мебельное производство. Нанесение покрытия TiN используют для оформления золотых и медных диванных конструкций, оснований кроватей, тумб, столов и подстолий, опор и ножек, шкафов-купе, фурнитуры.
Строительство. Ионно плазменное покрытие наносится на лестничные конструкции, перила, поручни.
Производство сантехники, аксессуаров для ванной. Напыление «под золото» нитрид титана – популярный вариант покрытия смесителей, вешалок и полочек, полотенцесушителей.
Промышленность. Нитридная оболочка обладает хорошими защитными свойствами, обеспечивает стойкость к коррозионным воздействиям, влиянию неблагоприятных факторов окружающей среды, укрепляет кристаллическую решетку металла. Незаменимое покрытие нитрид титана многократно упрочняет режущий инструмент.
Медицина. Титановое напыление используется в производстве зубных протезов, вставок, накладок и коронок. Такие изделия долговечнее и дешевле золотых изделий для протезирования.
Свойства покрытия нитрид титана.
Высокие эстетические качества. Если подобраны правильные параметры напыления, вещи с титановым напылением по цвету и блеску покрытия очень похожи на изделия из натурального золота.
Конкурентная цена. Стоимость прочной оболочки на порядок дешевле такого же по толщине золотого напыления, при том, что срок службы нитрида титана в несколько раз дольше.
Длительный срок службы. Покрытие TiN не тускнеет и не отслаивается со временем.
Экологичность. Материал абсолютно безвреден для людей.
Устойчивость к воздействию кислотных и щелочных сред. Нитрид титана невосприимчив к атмосферным явлениям, серной, соляной кислотам, фосфатам и хлору.
Прочность, хорошая сопротивляемость механическим повреждениям. Материал обладает высокой прочностью, его применяют даже при обработке режущего инструмента.
Широкий температурный диапазон использования. Соединение устойчиво до 700-800 °C.
Методы и технология нанесения покрытия нитрид титана.
Нанесение нитрида титана при помощи вакуума основывается на формировании направленного потока частиц этого элемента на поверхность и их последующей конденсации с образованием плёнки.
Поведение любой частицы напыляемого материала в момент контакта с поверхностью находится в прямой зависимости от её энергии, химических свойств детали и температуры поверхности. Чтобы покрыть нитридом титана заготовку, необходимо создать оптимальные условия для максимальной конденсации частиц на поверхности.
Существует несколько видов напыления:
Самым качественным считается катодно-дуговое осаждение (метод КИБ). Он обеспечивает прочную адгезию (схватываемость с основанием) защитного покрытия благодаря внедрению атомов титана в кристаллические структуры материалов нижнего слоя. Толщина напыления около 3―5 мкм.
Нитрид титана
| Нитрид титана | |
|---|---|
 | |
| Систематическое наименование | мононитрид титана |
| Традиционные названия | нитрид титана |
| Хим. формула | TiN |
| Состояние | твёрдое |
| Молярная масса | 61,874 г/моль |
| Плотность | 5,44 г/см³ |
| Температура | |
| • плавления | 2930 °C |
| Мол. теплоёмк. | 37,12 Дж/(моль·К) |
| Теплопроводность | 41,8 Вт/(м·K) |
| Рег. номер CAS | 25583-20-4 |
| PubChem | 93091 |
| Рег. номер EINECS | 247-117-5 |
| SMILES | |
| ChemSpider | 84040 |
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
Нитрид титана — бинарное химическое соединение титана с азотом.
Представляет собой фазу внедрения с широкой областью гомогенности, которая составляет от 14,8 до 22,6 % азота (по массе), что можно обозначить брутто-формулами от Ti10N6 до TiN соответственно.
Содержание
Физические свойства
Нитрид титана представляет собой порошок жёлто-коричневого цвета, а в компактном состоянии приобретает золотистую окраску.
Имеет кубическую гранецентрированную решётку типа NaCl, пространственная группа Fm3m, с периодом а = 0,4235 нм.
Получение
Нитрид титана можно получить одним из следующих способов.
Химические свойства
Нитрид титана устойчив к окислению на воздухе до 700—800 °C, при этих же температурах сгорает в токе кислорода:
При нагреве до 1200 °C в среде водорода или в смеси азота и водорода нитрид титана инертен.
Нитрид титана стехиометрического состава проявляет стойкость к CO, но медленно реагирует с CO2 по реакции:
Реагирует на холоде с фтором:
Хлор не взаимодействует с нитридом титана до 270 °C, но реагирует с ним при температурах свыше 300—400 °C:
При температуре 1300 °C хлороводород взаимодействует с TiN с образованием газообразных хлоридов титана и азота с водородом.
Взаимодействует с дицианом образуя карбонитрид титана:
При комнатной температуре, по отношению к серной, соляной, фосфорной, хлорной кислотам, а также к смесям хлорной и соляной, щавелевой и серной кислот, нитрид титана является стойким соединением. Кипящие кислоты (соляная, серная и хлорная) слабо взаимодействуют с TiN. На холоде малоустойчив против растворов гидроксида натрия. Взаимодействует с азотной кислотой, а в присутствии сильных окислителей растворяется плавиковой кислотой.
Нитрид титана является стойким к действию расплавов олова, висмута, свинца, кадмия и цинка. При высокой температуре разрушается оксидами железа (Fe2O3), марганца (MnO), кремния (SiO2) и стеклом.
Применение
Применяется как жаропрочный материал, в частности из него делают тигли для плавки металлов в бескислородной атмосфере.
В металлургии это соединение встречается в виде относительно крупных (единицы и десятки микрон) неметаллических включений в сталях, легированных титаном. Такие включения имеют на шлифах, как правило, форму квадратов и прямоугольников, их легко идентифицировать методом металлографического анализа. Такие крупные частицы нитрида титана, образующиеся из расплава, приводят к ухудшению качества литого металла.
Нитрид титана используется для создания износостойких покрытий металлорежущего инструмента, также для зубных протезов жёлтого «под золото» цвета.
Используется в микроэлектронике в качестве диффузионного барьера совместно с медной металлизацией и др.
Также нитрид титана применяется в качестве износостойкого и декоративного покрытия. Изделия, покрытые им, по внешнему виду похожи на золото и могут иметь различные оттенки, в зависимости от соотношения металла и азота в соединении. Нанесение покрытия из нитрида титана производится в специальных камерах термодиффузионным методом. При высокой температуре титан и азот реагируют вблизи поверхности покрываемого изделия и диффундируют в саму структуру металла.
Соединение не используется для покрытия электрических контактов.