鈦硅合金材料生產(chǎn)不在使用純金屬鈦和硅為原料生產(chǎn)方式

鈦硅合金材料是一種高熔點(diǎn)的金屬間化合物，具有低的密度、良好的抗氧化性，因而受到廣泛的重視。TiSi2是一種重要的硅化物，具有較好的高溫穩(wěn)定性、較高的高溫強(qiáng)度和良好的抗氧化能力，有希望成為1200℃以上使用的結(jié)構(gòu)材料。由于其電阻和熱阻均較低，TiSi2也有希望應(yīng)用于電氣連接和擴(kuò)散阻擋層，目前已被作為歐姆接觸和金屬互聯(lián)材料廣泛用于超大規(guī)模集成電路制造技術(shù)中；

另外TiSi2薄膜在高溫下對(duì)壓力很敏感，有望成為高溫時(shí)的壓力感應(yīng)器材料。Ti5Si3具有六方D88型晶體結(jié)構(gòu)，具有高溫強(qiáng)度大，抗高溫氧化性能好等優(yōu)點(diǎn)。TiSi具有低電阻率、較高的熱穩(wěn)定性以及化學(xué)穩(wěn)定性等諸多優(yōu)異的性能。

傳統(tǒng)的鈦硅合金的制備是采用純金屬鈦和硅為原料制備的，由于金屬鈦制備成本高，工藝流程長(zhǎng)，導(dǎo)致制備的鈦硅合金成本較高。工業(yè)用硅粉、碳粉和碳化鈦為原料，利用放電等離子燒結(jié)技術(shù)原位反應(yīng)制備了TiSi2/SiC兩相復(fù)合材料。弱放熱反應(yīng)TiSi2燃燒合成的粉末冶金技術(shù)，用自蔓延高溫燃燒法合成了TiSi2單相化合物，其合成過(guò)程需要?dú)鍤獗Ｗo(hù)。

FFC法制備鈦硅合金采用FFC法直接用TiO2和SiO2為原料熔鹽電解直接制備鈦硅合金，主要包括陰極制備和電解兩個(gè)部分。陰極制備流程包括如下步驟：均勻混合TiO2、SiO2粉末；添加1％(質(zhì)量比)的聚乙烯醇作為粘結(jié)劑；20MPa壓力下壓成形；1200℃下燒結(jié)4h；燒結(jié)后的片體和鉬絲、鎳硅絲組裝成復(fù)合陰極。適宜的電解條件為：以燒結(jié)的TiO2-SiO2片體為陰極,石墨坩堝為陽(yáng)極,電解溫度900℃、電解電壓3.0V。其原料的處理較繁瑣。目前還沒(méi)有見(jiàn)到電硅熱還原鈦白粉一步合成制備鈦硅合金。

鈦合金的種類及各鈦合金中的化學(xué)成分，其硅含量較低，鈦含量較高，硅的含量低于0.6％，鈦硅合金Ti-6Al-0.6Cr-0.4Fe-0.4Si-0.01B，其Al含量50～6.5％，Gr含量0.4～0.9％，F(xiàn)e 0.25～0.60％，Si含量0.25～0.60％，B含量0.01％，其它元素含量0.40，余量為Ti，合金的密度較高。目前這種鈦硅合金材料，它的鈦硅合金鈦含量低，硅含量高，合金密度低，用于航空，航海等領(lǐng)域可節(jié)約能耗。而且很多合金公司都在采用這種方式進(jìn)行生產(chǎn)鈦硅合金材料，這種新方法比過(guò)去的鈦硅合金材料生產(chǎn)具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。