TiO2晶型對微波加熱制備TiB2粉體的影響

陳 濱 王興國 李 欣 吳紀清 唐 健 楊建紅

1）江蘇大學材料科學與工程學院 江蘇鎮江 212013

2）江蘇美科太陽能科技股份有限公司 江蘇鎮江 212200

硼化鈦（TiB2）是Ti-B二元體系中唯一穩定的化合物，是一種重要的無機非金屬材料［1］，具有高熔點、低密度、高硬度、良好的導熱性能及優良的導電性能等性能［2］，被廣泛用作工程陶瓷材料、軍工裝甲材料、加熱元件、耐火材料和熱電偶護套等［3］。同時，由于TiB2具有不與金屬Al液及冰晶石電解質反應的特點，可被用于制備新型的鋁電解槽的陰極材料而備受關注［4］。

目前TiB2的制備方法主要有碳熱還原法、鎂熱還原法、溶膠-凝膠法、機械合金化法等［5］。其中TiO2、B4C和碳源為原料的硼熱／碳熱還原法具有原料價格低廉、工藝簡單等優點，是當前生產TiB2的主流方法。但該方法反應溫度較高，制備時間長，不利于高品質（純度高、粒度細）粉體的制備且會降低后期燒結性能［6］。因此，為提高硼熱／碳熱還原法制備TiB2的品質，其他學者的研究主要集中在硼源和碳源的種類優化［7］，但對不同晶型的TiO2作為鈦源的研究較少。TiO2在自然界有3種晶型，分別為板鈦礦型、銳鈦礦型和金紅石型，其穩定性逐漸增加［8］。板鈦礦型TiO2因穩定性較差，在自然界中存在較少，因此該晶型不具有實際應用價值。目前，實際應用的TiO2主要集中在銳鈦礦型和金紅石型2種晶型［9］。熱力學分析認為銳鈦礦型TiO2是低溫穩定相，而金紅石型TiO2則是高溫穩定相，在一定條件下，銳鈦礦TiO2會轉變成金紅石型TiO2，此過程在熱力學上是不可逆的［10］。……