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 преимущества и применение
Область применения нитрида титана
Наносить нитрид титана можно на различные металлы: медь, латунь, нейзильбер, сталь, нержавейку, мельхиор и пр. Нитрид титана наиболее часто используется для:
Преимущественно такое вакуумное напыление нитридом титана в наши дни применяется в тех случаях, когда раньше применяли настоящее золото: при протезировании в стоматологии или для декоративных целей: например, для покрытия рам дорогих картин. Такое покрытие существенно снижает стоимость изделия (как если бы его покрывали настоящим золотом), что делает его более доступным для людей.
Преимущества покрытия нитридом титана
Наиболее часто вещество наносится вакуумным способом, когда на поверхности металла образуется образуется очень тонкая защитно-декоративная пленка. Иногда применяется метод термической диффузии, основанный на действии высоких температур.
Напыление нитрид титаном имеет следующие достоинства:
Покрытие нитридом титана по многочисленным физическим характеристикам превосходит натуральное золото: не тускнеет, не окисляется, не поддаётся коррозии. Его разрушение возможно только при использовании абразивных веществ. С помощью метода напыления напыления нитрида титана при изготовлении возможно придать разнообразные оттенки золотого цвета – от очень светлого, едва ли не белого до тёмно-жёлтого.
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.
Что такое нитрид титана
Взаимодействие любого материала с окружающей средой происходит через его поверхность. Именно поэтому в некоторых случаях основные физические свойства материала зависят от свойств его поверхностного слоя, толщиной не более нескольких микрометров.
Что такое нитрид титана?
Нитрид титана – химическое соединение титана с азотом, полученное, как правило, путем азотирования титана при 1200°C. Покрытие из нитрид титана представляет собой тончайшую пленку толщиной 3 микрона с высокой твердостью (≈ 85 HRC).
Преимущества покрытия нитридом титана
Почему к стоматологическим инструментам с нитрид титановым напылением не липнут композитные материалы?
Данное покрытие достаточно твердое и гладкое, благодаря чему коэффициент трения по поверхности меньше в 2-3 раза. При взаимодействии инструмента и композита создается эффект «скольжения», который препятствует прилипанию композитных материалов к поверхности инструментов. Также благодаря данному антиадгезивному свойству значительно легче удалить отвердевшие остатки композита с поверхности инструмента.
Аналогичный эффект имеет антипригарное покрытие.
Почему стоматологические инструменты с напылением из нитрид титана стоят дороже аналогичных без напыления?
Ответ на этот вопрос заключается в сложности и затратности технологического процесса нанесения покрытия.
Вначале инструмент необходимо очистить. Порядок чисток: механическая, полировка, ультразвуковая, химическая, ионная.
Второй этап заключается в формировании основного покрытия. Атомы титана, выбиваемые с поверхности материала ионами титана, вступают в химическую реакцию с азотом и оседают на поверхности материала основы, что придает покрытию золотой цвет и нужные свойства.
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.