碳氮化鈦材料耐磨、耐腐蝕、抗氧化、熔點高、強度高，兼具碳化鈦和氮化鈦的優(yōu)點，氮的引入使碳化鈦的脆性得到明顯改善，非常適合高端精密加工和近凈成型加工。由于綜合性能優(yōu)良，碳氮化鈦基陶瓷在量具、鐘表外觀、切削領(lǐng)域、耐高溫材料、石油和化工等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

氨解法

氨解法是在常溫下將四氯化鈦溶入適當(dāng)?shù)娜軇┲胁⒓尤胩砑觿旌暇鶆蚝笈c氨氣反應(yīng)，生成鈦的胺基化合物與添加劑的均勻混合中間體。中間體與氯化銨溶液混合沉淀去除胺，在真空或氬氣氛下熱解獲得碳氮化鈦粉末。

氨解法的制備溫度比傳統(tǒng)制備方法低，得到的碳氮化鈦粉末粒度小、純度高、比表面積高、粒度分布集中，但工藝過程復(fù)雜且成本較高。

高溫固溶法

高溫固溶法是將一定量的氮化鈦和碳化鈦粉末均勻混合置于高溫下熱壓固溶，或置于氮氣或氬氣氛中在更高的溫度下固溶，從而獲得碳氮化鈦粉末。為抑制晶粒長大，提高粉末活性和燒結(jié)性能，可適當(dāng)降低固溶溫度。

高溫固溶法能耗大，碳氮比不易準確控制，且反應(yīng)溫度過高，難以獲得高純粉末。

高溫氮化法

高溫氮化法以氮化鈦粉末和碳粉為原料，混合后在高溫和氮氣或氬氣氛下進行長時間的碳氮化處理，從而獲得碳氮化鈦粉體。

高溫氮化法能耗大、成本高，反應(yīng)溫度過高，且生產(chǎn)效率低。

溶膠-凝膠法

溶膠-凝膠法以鈦酸溶膠為鈦源，在液相中將炭黑混合并分散，將經(jīng)過系列反應(yīng)得到的凝膠置于氮氣下高溫?zé)崽幚恚瑥亩玫教嫉伔勰?/p>

高溫自蔓延反應(yīng)法

高溫自蔓延反應(yīng)法是將鈦粉、碳粉均勻混合并預(yù)壓成型得到壓坯，在含有氮氣的裝置中高溫“點燃”反應(yīng)，從而得到塊體產(chǎn)物，通過破碎細化得到碳氮化鈦粉末。

二氧化鈦碳熱還原氮化法

碳熱還原氮化法以二氧化鈦和碳粉為原料，在氮氣中高溫還原合成碳氮化鈦粉末。

碳熱還原法產(chǎn)物的大小和形貌可通過工藝參數(shù)控制，因此廣泛應(yīng)用于工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)。

等離子體化學(xué)氣相沉積法

碳氮化鈦等離子體化學(xué)氣相沉積法是用等離子體激活四氯化鈦反應(yīng)氣體，促使其在基體表面或近表面空間進行化學(xué)反應(yīng)，生成碳氮化鈦固態(tài)膜。為避免四氯化鈦腐蝕反應(yīng)容器、造成環(huán)境污染，常采用無氯含鈦有機物來取代四氯化鈦，這類含鈦有機物主要有氨基鈦、鈦酸四甲脂、鈦酸四乙脂、四異丙基鈦、鈦酸四丁脂等。

高能球磨誘導(dǎo)自蔓延合成法

高能球磨不僅可以均勻混合并活化粉末，降低燒結(jié)反應(yīng)溫度并促進合金化，還可在室溫下誘導(dǎo)自蔓延反應(yīng)合成納米碳氮化鈦粉體。

高能球磨誘導(dǎo)自蔓延合成碳氮化鈦技術(shù)克服了傳統(tǒng)制備方法的高溫條件，集粉末混合和反應(yīng)于一體，可直接得到碳氮化鈦粉末。

碳氮化鈦作為新型世紀材料，當(dāng)前的相關(guān)研究只是開始，今后必將有更加深入廣泛的應(yīng)用。