碳化钽在硬质合金中发挥了重要作用,它通过改善纤维组织和相变动力学而提高合金性能,使合金具有更高的强度,相稳定性和加工变形能力。碳化钛碳化钽的熔点非常高(4000℃),热力学稳定性好(熔点时△Gf=-154kj/mol)。专业碳化钛钽能够特别有效地促进成核作用,防止凝固后期形成的核晶脆性薄膜中析出碳[i]。其作用主要为:(1)阻止硬质合金晶粒的长大;(2)与TiC一起形成WC和Co之外的第三弥散相,从而显著增加硬质合金抗热冲击、抗月牙洼磨损及抗氧化的能力,并提高其红硬性。
粉末粒度及其分布的测定方法很多,一般用筛分析法(>44μm)、沉降分析法(0.5~100μm)、气体透过法、显微镜法等。超细粉末(<0.5μm)用电子显微镜和 X射线小角度散射法测定。碳化钛金属粉末习惯上分为粗粉、中等粉、细粉、微细粉和超细粉五个等级。通常按转变的作用原理分为机械法和物理化学法两类,既可从固、液、气态金属直接细化获得,又可从其不同状态下的金属化合物经还原、热解、电解而转变制取。难熔金属的碳化物、氮化物、硼化物、硅化物一般可直接用化合或还原-化合方法制取。碳化钛厂家因制取方法不同,同一种粉末的形状、结构和粒度等特性常常差别很大。
碳化钛的化学式TiC,分子量为59.89。碳化钛灰色金属光泽的结晶固体。熔点3140℃,沸点4820℃,相对密度4.93。硬度9-10。不溶于水,能溶于硝酸和王水。在低于800℃时对空气稳定,高于2000℃时受空气侵蚀,1150℃时能与纯氧反应。由氢气还原TiO2得到的钛粉与碳的混合物在高温下作用,或由TiO2与碳粉混合压结成块,然后在电炉中加热至2300~2700℃并在氢气或CO气氛中碳化而得。武汉碳化钛用于制硬质合金,也用作弧光灯的电极和研磨剂。
碳化钽属于黑色或暗棕色金属状粉末,立方晶系,质坚硬。相对密度13.9,熔点3880℃,沸点5500℃。含有75%碳化钽与25%碳化铪的混和物,具有4200℃以上的熔点。化学性质极为稳定。碳化钛不溶于水,微溶于硫酸和氢氟酸,溶于氢氟酸和硝酸的混合溶液。由五氯化钽与甲烷为反应气,用氩作载体,用碳化硅电阻从外部辐射加热、碳化或五氧化钽与炭黑混和,加压粉末成型,在氢气或真空中加热而制得。武汉碳化钛用于制造切削工具。