Inhoud
Titaniumcarbide is in veel opzichten vergelijkbaar met wolfraamcarbide en wordt zowel in zijn zuivere vorm als gedeeltelijk samenstellingen gebruikt bij de bereiding van cermet, om de sterkte van gereedschappen voor machines te vergroten. Vanwege de vuurvaste eigenschappen en het vermogen om als smeermiddel te dienen, wordt titaniumcarbide gebruikt bij machinale bewerkingen en andere toepassingen die hoge hitte en wrijving genereren
Uiterlijk en oorsprong
Titaniumcarbide heeft een kleur tussen zwart en licht tot donkerbruin en een stoffige consistentie. In zijn pure vorm, wanneer het niet wordt gemengd met andere stoffen, voelt het dun en glad aan. Het kan worden gesynthetiseerd door deeltjes van titanium, titaniumdioxide of een titaniumzout op de koolstof te plaatsen en deze tot verhoogde temperaturen te verwarmen, en de deeltjes zullen door hun pyrolyse met koolstof worden bedekt. Deze deeltjes worden vervolgens verwarmd in een inerte atmosfeer om titaniumcarbide te produceren. Onderzoek naar titaniumcarbide dat in meteorieten wordt aangetroffen, heeft ook geconcludeerd dat het zich kan vormen tijdens de catastrofale fase van massaverlies van een afnemende ster, die ongeveer 100 jaar duurt.
Smerende eigenschappen
Het potentieel van titaniumcarbide als smeermiddel werd getest (op microscopische schaal, met behulp van atoomkrachtmicroscopie) om de wrijvingseigenschappen te vergelijken met die van titaniumnitride en vinylchloride. Het titaniumcarbide vertoonde de minste wrijving van de drie. De smerende eigenschappen waren superieur aan die van andere stoffen, ongeacht de vorm en samenstelling van de monsters die voor de test werden gebruikt. De andere stoffen vertoonden ook een sterke afhankelijkheid van de samenstelling van het tegenvlak, die het titaniumcarbide niet had.
Slijtvastheid
Titaniumcarbide is zeer goed bestand tegen slijtage en corrosie veroorzaakt door blootstelling aan tijd. Hoewel het met veel andere stoffen kan worden gebruikt om de duurzaamheid te vergroten, reageren sommige stoffen slecht. De oxidatie van een materiaal van wolfraam en kobaltcarbide wordt bijvoorbeeld verhoogd door een mengsel van 6 tot 30% titaancarbide toe te voegen, en dit kwetsbaardere mengsel breekt eerder, indien geforceerd, dan het origineel materiaal.
Taaiheid
Titaniumcarbide is een harde substantie die, in combinatie met zijn smerende eigenschappen, een aantrekkelijke substantie maakt voor het coaten van boren. Als een stuk van het gereedschap geen wolfraam bevat, kan het worden gemaakt met titaniumcarbide in een cermet met een nikkel- en kobaltmatrix. Dit verhoogt de snijsnelheid, evenals de precisie van het gereedschap en de gladheid van het werkstuk.
Hittebestendig
Titaniumcarbide is zeer hittebestendig. Het smeltpunt is 3880 ºC en het kookpunt is 5500 ºC. In laboratoriumvergelijkingen met zeven andere vergelijkbare samenstellingen bleek het de hoogste warmtetolerantie te hebben. Het wordt vaak gebruikt in hightech keramiek en als hitteschild in ruimteschepen om het te beschermen tegen de anders vernietigende hitte die wordt gegenereerd door opnieuw de atmosfeer van de planeet binnen te dringen.
