FBCVD制备正化学计量比的TiN粉体文献综述

文献综述

1.正化学计量比TiN研究背景氮化钛（TiN）是一种典型的非化学计量比、具有面心立方密排结构的化合物（TiNx，0.53＜x＜1.20），同时含有共价键、离子键和金属键，使之不仅具有金属特性而且具有陶瓷特性，不仅熔点高、硬度大、热稳定性好、耐磨损，而且具有优异的导电性能。

在催化、电极材料、航空航天、信息等领域中具有重要的应用价值[1][2][3]。

但是TiNx的力学和导电性能等物化特性取决于化学计量比x，例如，当x=0.53时，熔点仅为2600℃，电阻率为70mu;Omega;/cm；而当x=1时，熔点则高达3300℃[6]，电阻率仅为15mu;Omega;/cm。

理论上当x=1时，即正化学计量比时，TiN综合性能最优异[7]。

因此，追求正化学计量比是发展高性能陶瓷材料TiN的首要目标，是当前国内外的重点研究内容。

2.制备TiN粉体的方法目前有很多种制备TiN粉体的方法，例如固相氮化法、液相法和化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition，CVD)等等。

但这些方法都无法高效率合成正化学计量比的TiN粉体。

固相氮化法是将氮源(N2或NH3)与固态的钛源(Ti或TiO2)相接触反应生成TiN[10]，但是在此过程中，钛源(Ti或TiO2)表面上优先形成了一层TiN外壳，TiN具有面心立方结构，其空隙半径小于N原子的半径，所以外部氮源与内部钛源的进一步反应被阻碍[11]。

通过强化氮源的内扩散传质，例如提高反应温度，加大N2压力等措施等[12]，最优计量比也只能达到约0.9，远低于正化学计量比的要求。