Fejlődés a titán-nitrid-karbid kompozitok elkészítésében és tulajdonságaiban

A titán-karbid-nitrid (TiCN) kompozitok jó átfogó teljesítményt nyújtó anyagok, és széleskörű alkalmazási körrel rendelkeznek. Az anyagtudomány és a mérnöki tudomány fejlődésével a kutatók mélyreható tanulmányokat végeztek a titán-karbid-nitrid kompozitok előállítási módszereiről és tulajdonságairól. Jelen cikk célja, hogy áttekintse a titán-nitrid-karbid kompozitok előállítási módszereivel és tulajdonságaival kapcsolatos kutatási eredményeket.

A titán-nitrogén-karbid kompozitokat általában három nyersanyagból szintetizálják: szénforrásból, nitrogénforrásból és titánforrásból. Az általánosan használt előállítási módszerek közé tartoznak a szilárd fázisú, a gőzfázisú és a folyadékfázisú módszerek. A szilárd fázisú módszer szerint a kompozitokat úgy állítják elő, hogy a szén-, nitrogén- és titánforrásokat összekeverik, és magas hőmérsékletű környezetben reagáltatják. A gázfázisú módszer nitrogén- és szénforrás-gázok bevezetését foglalja magában a titánforrásba gázfázisú reakcióban, titán-nitrid-karbonát kompozitok előállítására. A folyadékfázisú módszer magában foglalja a kompozitok folyékony fázisú oldatban történő szintetizálását. Mindegyik elkészítési módnak megvannak a maga előnyei és hátrányai, a kutatók kutatási igényeiknek megfelelően választhatják ki a megfelelő módszert.

A titán-karbid-nitrid kompozitok tulajdonságai elsősorban a mechanikai, termikus, optikai és elektromos tulajdonságokat foglalják magukban. A mechanikai tulajdonságok fontos mutatók az anyagok szilárdságának és keménységének értékeléséhez. A titán-nitrid-karbid kompozitok különböző mechanikai tulajdonságait megfelelő előállítási módszerekkel és a reakciókörülmények szabályozásával lehet elérni. A termikus tulajdonságok az anyagok magas hőmérséklettel szembeni ellenállásának értékelésére szolgálnak, a titán-nitrid-karbid kompozitok pedig nagy hőállósággal rendelkeznek, és magas hőmérsékletű környezetben is alkalmazhatók. Az optikai tulajdonságok az anyag elektromágneses sugárzás abszorpciójára, átvitelére és visszaverésére utalnak, a titán-karbonitrid kompozit anyagok jó optikai tulajdonságokkal rendelkeznek, és felhasználhatók optoelektronikai eszközök készítésére. Az elektromos tulajdonságok az anyag vezetőképességére utalnak, a titán-nitrid-karbid kompozit anyagok magas vezetőképességűek, felhasználhatók elektronikus eszközök készítésére.
A fenti tulajdonságokon túlmenően a titán-nitrid-karbid kompozitok tulajdonságai megfelelő előállítási módszerekkel és megfelelő mennyiségű egyéb elem hozzáadásával szabályozhatók. Például az anyag keménysége és elektromos vezetőképessége szabályozható a szén- és nitrogéntartalom szabályozásával. Az anyag mechanikai tulajdonságai és kopásállósága átmeneti fém elemek hozzáadásával is javítható. Ezenkívül az alkalmazási követelményeknek megfelelően a titán-nitrid kompozitok is módosíthatók, mint például a titán-nitrid/szilícium-nitrid kompozitok, a titán-nitrid/alumínium-nitrid kompozitok és így tovább.

Összefoglalva, a titán-nitrid-karbonitrid kompozitok jó átfogó teljesítménnyel rendelkező anyagok, és széles körű alkalmazási körrel rendelkeznek az anyagtudomány és a mérnöki területen. A titán-nitrid-karbonitrid kompozitok különböző tulajdonságait megfelelő előállítási módszerekkel és a reakciókörülmények szabályozásával érhetjük el. Az anyagtulajdonságok mélyreható tanulmányozásával a kutatók továbbra is új előállítási és módosítási módszereket kutatnak, hogy tovább javítsák a titán-nitrid kompozitok teljesítményét és bővítsék alkalmazási területeiket.