टाइटानियम बोराइड: Difference between revisions

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टाइटेनियम डाइबोराइड (TiB2) एक अत्यंत कठोर सिरेमिक है जिसमें उच्च ऊष्मा चालकता, ऑक्सीकरण स्थिरता और घर्षणरोध हैं। टाइटेनियम डाइबोराइड एक उचित विद्युत चालक भी है,<ref name="tib1">J. Schmidt et al. "Preparation of titanium diboride TiB2 by spark plasma sintering at slow heating rate" Sci. Technol. Adv. Mater. 8 (2007) 376 [https://dx.doi.org/10.1016/j.stam.2007.06.009 free download]</ref>अतः इसे [[एल्यूमीनियम गलाने|एल्यूमीनियम प्रगलन]] में कैथोड सामग्री के रूप में उपयोग किया जा सकता है और विद्युत निर्वहन मशीनिंग द्वारा आकार दिया जा सकता है।
टाइटेनियम बोराइड (TiB2) एक अत्यंत कठोर सिरेमिक है जिसमें उच्च ऊष्मा चालकता, ऑक्सीकरण स्थिरता और घर्षणरोध हैं। टाइटेनियम बोराइड एक उचित विद्युत चालक भी है,<ref name="tib1">J. Schmidt et al. "Preparation of titanium diboride TiB2 by spark plasma sintering at slow heating rate" Sci. Technol. Adv. Mater. 8 (2007) 376 [https://dx.doi.org/10.1016/j.stam.2007.06.009 free download]</ref>अतः इसे [[एल्यूमीनियम गलाने|एल्यूमीनियम प्रगलन]] में कैथोड सामग्री के रूप में उपयोग किया जा सकता है और विद्युत निर्वहन मशीनिंग द्वारा आकार दिया जा सकता है।


== भौतिक गुण ==
== भौतिक गुण ==
टाइटेनियम डाइबोराइड [[बोरान कार्बाइड]] और [[टाइटेनियम कार्बाइड]] के साथ कुछ गुण साझा करता है, लेकिन इसके अनेक गुण B<sub>4</sub>C और TiC से बेहतर हैं:<ref name="basu">{{Cite journal|last1=Basu|first1=B.|last2=Raju|first2=G. B.|last3=Suri|first3=A. K.|date=2006-12-01|title=Processing and properties of monolithic TiB<sub>2</sub> based materials|journal=International Materials Reviews|volume=51|issue=6|pages=352–374|doi=10.1179/174328006X102529|s2cid=137562554|issn=0950-6608}}</ref>
टाइटेनियम बोराइड [[बोरान कार्बाइड]] और [[टाइटेनियम कार्बाइड]] के साथ कुछ गुण साझा करता है, लेकिन इसके अनेक गुण बोरान कार्बाइड और टाइटेनियम कार्बाइड से बेहतर हैं:<ref name="basu">{{Cite journal|last1=Basu|first1=B.|last2=Raju|first2=G. B.|last3=Suri|first3=A. K.|date=2006-12-01|title=Processing and properties of monolithic TiB<sub>2</sub> based materials|journal=International Materials Reviews|volume=51|issue=6|pages=352–374|doi=10.1179/174328006X102529|s2cid=137562554|issn=0950-6608}}</ref>




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== रासायनिक गुण ==
== रासायनिक गुण ==
रासायनिक स्थिरता के संबंध में [[टंगस्टन कार्बाइड|टाइटेनियम डाइबोराइड]] या [[सिलिकॉन नाइट्राइड]] की तुलना में शुद्ध लोहे के संपर्क में अधिक स्थिर है।<ref name="basu"/>
रासायनिक स्थिरता के संबंध में [[टंगस्टन कार्बाइड|टाइटेनियम बोराइड]] या [[सिलिकॉन नाइट्राइड]] की तुलना में शुद्ध लोहे के संपर्क में अधिक स्थिर है।<ref name="basu"/>


टाइटेनियम डाइबोराइड 1100 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर [[हाइड्रोक्लोरिक एसिड]] और [[ हाइड्रोफ्लुओरिक अम्ल |हाइड्रोफ्लुओरिक अम्ल]] के लिए हवा में ऑक्सीकरण के लिए प्रतिरोधी है,<ref name="basu" />किन्तु [[क्षार]], [[नाइट्रिक एसिड]] और [[सल्फ्यूरिक एसिड]] के साथ प्रतिक्रिया करता है।
टाइटेनियम बोराइड 1100 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर [[हाइड्रोक्लोरिक एसिड]] और [[ हाइड्रोफ्लुओरिक अम्ल |हाइड्रोफ्लुओरिक अम्ल]] के लिए हवा में ऑक्सीकरण के लिए प्रतिरोधी है,<ref name="basu" />किन्तु [[क्षार]], [[नाइट्रिक एसिड]] और [[सल्फ्यूरिक एसिड]] के साथ प्रतिक्रिया करता है।


== उत्पादन ==
== उत्पादन ==


टाइटेनियम डाइबोराइड प्राकृतिक रूप से पृथ्वी में नहीं होता है। '''[[टाइटेनियम]] डाइबोराइड पाउडर विभिन्न प्रकार के उच्च तापमान विधियों द्वारा तैयार किया जा सकता है, जैसे कि टाइटेनियम या इसके ऑक्साइड/हाइड्राइड्स की प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया, 1000 डिग्री सेल्सियस से अधिक मौलिक बोरॉन के साथ, [[टाइटेनियम ऑक्साइड]] और [[बोरान]] ऑक्साइड, या हाइड्रोजन की [[थर्माइट प्रतिक्रिया]] द्वारा [[कार्बोथर्मल कमी]] धातु या उसके हलाइड्स की उपस्थिति में बोरॉन हलाइड्स की कमी।''' विभिन्न संश्लेषण मार्गों के मध्य प्रचुरता में सूक्ष्मतर टाइटेनियम डाइबोराइड तैयार करने के लिए विद्युत रासायनिक संश्लेषण और ठोस अवस्था प्रतिक्रियाएँ विकसित की गई हैं। ठोस अवस्था अभिक्रिया का एक उदाहरण बोरोथर्मिक अपचयन है जिसे निम्नलिखित अभिक्रियाओं द्वारा स्पष्ट किया जा सकता है:
टाइटेनियम बोराइड प्राकृतिक रूप से पृथ्वी में नहीं होता है। टाइटेनियम डाइबोराइड पाउडर विभिन्न प्रकार के उच्च तापमान विधियों जैसे टाइटेनियम या इसके ऑक्साइड / हाइड्राइड्स की 1000 डिग्री सेल्सियस से अधिक तात्त्विक बोरॉन के साथ प्रत्यक्ष अभिक्रिया  [[टाइटेनियम ऑक्साइड]] और [[बोरान]] ऑक्साइड या हाइड्रोजन की [[थर्माइट प्रतिक्रिया]] द्वारा कार्बन उष्मीय अपचयन या धातु या उसके हलाइड्स की उपस्थिति में बोरॉन हलाइड्स की हाइड्रोजन अपचयन के द्वारा उत्पन्न किया जा सकता है। विभिन्न संश्लेषण मार्गों के मध्य प्रचुरता में सूक्ष्मतर टाइटेनियम बोराइड तैयार करने के लिए विद्युत रासायनिक संश्लेषण और ठोस अवस्था प्रतिक्रियाएँ विकसित की गई हैं। ठोस अवस्था अभिक्रिया का एक उदाहरण बोरोथर्मिक अपचयन है जिसे निम्नलिखित अभिक्रियाओं द्वारा स्पष्ट किया जा सकता है:


(1) 2 TiO<sub>2</sub> + B<sub>4</sub>C + 3C → 2 TiB<sub>2</sub> + 4 CO
(1) 2 TiO<sub>2</sub> + B<sub>4</sub>C + 3C → 2 TiB<sub>2</sub> + 4 CO
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(2) TiO<sub>2</sub> + 3NaBH<sub>4</sub> → TiB<sub>2</sub> + 2Na<sub>(g,l)</sub> + NaBO<sub>2</sub> + 6H<sub>2(g)</sub><ref>{{cite journal|last1=Zoli|first1=Luca|last2=Galizia|first2=Pietro|last3=Silvestroni|first3=Laura|last4=Sciti|first4=Diletta|title=सोडियम बोरोहाइड्राइड के साथ बोथर्मल कमी के माध्यम से समूह IV और V धातु डाइबोराइड नैनोक्रिस्टल का संश्लेषण|journal=Journal of the American Ceramic Society|volume=101|issue=6|pages=2627–2637|date=23 January 2018|doi=10.1111/jace.15401|url=https://zenodo.org/record/1292491|doi-access=free}}</ref>
(2) TiO<sub>2</sub> + 3NaBH<sub>4</sub> → TiB<sub>2</sub> + 2Na<sub>(g,l)</sub> + NaBO<sub>2</sub> + 6H<sub>2(g)</sub><ref>{{cite journal|last1=Zoli|first1=Luca|last2=Galizia|first2=Pietro|last3=Silvestroni|first3=Laura|last4=Sciti|first4=Diletta|title=सोडियम बोरोहाइड्राइड के साथ बोथर्मल कमी के माध्यम से समूह IV और V धातु डाइबोराइड नैनोक्रिस्टल का संश्लेषण|journal=Journal of the American Ceramic Society|volume=101|issue=6|pages=2627–2637|date=23 January 2018|doi=10.1111/jace.15401|url=https://zenodo.org/record/1292491|doi-access=free}}</ref>


हालांकि पहला संश्लेषण मार्ग (1), नैनो आकार के पाउडर का उत्पादन नहीं कर सकता। नैनोक्रिस्टलाइन (5–100 एनएम) टाइटेनियम डाइबोराइड प्रतिक्रिया (2) या निम्नलिखित तकनीकों का उपयोग करके संश्लेषित किया गया था:
हालांकि पहला संश्लेषण मार्ग (1), नैनो आकार के पाउडर का उत्पादन नहीं कर सकता। नैनोक्रिस्टलाइन (5–100 एनएम) टाइटेनियम बोराइड प्रतिक्रिया (2) या निम्नलिखित तकनीकों का उपयोग करके संश्लेषित किया गया था:
* NaBH की समाधान चरण प्रतिक्रिया<sub>4</sub> और TiCl<sub>4</sub>, इसके बाद 900–1100 डिग्री सेल्सियस पर प्राप्त अनाकार अग्रदूत की घोषणा की जाती है।<ref>S. E. Bates et al. "Synthesis of titanium boride (TiB)2 nanocrystallites by solution-phase processing" [https://dx.doi.org/10.1557/JMR.1995.2599 J. Mater. Res. 10 (1995) 2599]</ref>
* सोडियम टेट्राहाइड्रिडोबोरेट और टाइटेनियम टेट्राक्लोराइड की विलयन चरण प्रतिक्रिया के पश्चात 900-1100 डिग्री सेल्सियस तापानुशीतन करके अनाकार प्रणेता की घोषणा की जाती है।<ref>S. E. Bates et al. "Synthesis of titanium boride (TiB)2 nanocrystallites by solution-phase processing" [https://dx.doi.org/10.1557/JMR.1995.2599 J. Mater. Res. 10 (1995) 2599]</ref>
*तात्विक Ti और B पाउडर के मिश्रण की यांत्रिक मिश्रधातु।<ref>A. Y. Hwang and J. K. Lee "Preparation of TiB2 powders by mechanical alloying " [https://dx.doi.org/10.1016/S0167-577X(01)00526-2 Mater. Lett. 54 (2002) 1]</ref>
*तात्विक टाइटेनियम और बोरॉन पाउडर के मिश्रण की यांत्रिक मिश्रधातु।<ref>A. Y. Hwang and J. K. Lee "Preparation of TiB2 powders by mechanical alloying " [https://dx.doi.org/10.1016/S0167-577X(01)00526-2 Mater. Lett. 54 (2002) 1]</ref>
* [[स्व-प्रसार उच्च तापमान संश्लेषण]] प्रक्रिया जिसमें NaCl की अलग-अलग मात्रा शामिल है।<ref>A. K. Khanra et al. "Effect of NaCl on the synthesis of TiB2 powder by a self-propagating high-temperature synthesis technique" [https://dx.doi.org/10.1016/j.matlet.2003.06.003 Mater. Lett. 58 (2004) 733]</ref>
* [[स्व-प्रसार उच्च तापमान संश्लेषण|स्वसंचारी उच्च तापमान संश्लेषण]] प्रक्रिया जिसमें सोडियम क्लोराइड की भिन्न-भिन्न मात्रा सम्मिलित है।<ref>A. K. Khanra et al. "Effect of NaCl on the synthesis of TiB2 powder by a self-propagating high-temperature synthesis technique" [https://dx.doi.org/10.1016/j.matlet.2003.06.003 Mater. Lett. 58 (2004) 733]</ref>
* मिलिंग असिस्टेड सेल्फ-प्रॉपेगेटिंग हाई-टेम्परेचर सिंथेसिस (MA-SHS)।<ref>{{Cite journal|last=Amin Nozari|date=2012|title=Synthesis and characterization of nano-structured TiB2 processed by milling assisted SHS route|journal=Materials Characterization|volume=73|pages=96–103|doi=10.1016/j.matchar.2012.08.003|display-authors=etal}}</ref>
* पेषण ने स्वसंचारी उच्च तापमान संश्लेषण (एमए-एसएचएस) की सहायता की।<ref>{{Cite journal|last=Amin Nozari|date=2012|title=Synthesis and characterization of nano-structured TiB2 processed by milling assisted SHS route|journal=Materials Characterization|volume=73|pages=96–103|doi=10.1016/j.matchar.2012.08.003|display-authors=etal}}</ref>
* अनाकार बोरोन पाउडर और TiCl के साथ धातु सोडियम के बेंजीन में सॉल्वोथर्मल प्रतिक्रिया<sub>4</sub> 400 डिग्री सेल्सियस पर:<ref>Y. Gu et al. "A mild solvothermal route to nanocrystalline titanium diboride" [https://dx.doi.org/10.1016/S0925-8388(02)01173-8 J. Alloy. Compd. 352 (2003) 325]</ref>
* 400 डिग्री सेल्सियस पर अनाकार बोरॉन पाउडर और टाइटेनियम टेट्राक्लोराइड के साथ धातु सोडियम के बेंजीन में सॉल्वोथर्मल प्रतिक्रिया::<ref>Y. Gu et al. "A mild solvothermal route to nanocrystalline titanium diboride" [https://dx.doi.org/10.1016/S0925-8388(02)01173-8 J. Alloy. Compd. 352 (2003) 325]</ref>
:: TiCl<sub>4</sub> + 2 बी + 4 ना → टीआईबी<sub>2</sub> + 4 NaCl
:: TiCl<sub>4</sub> + 2 B + 4 Na → TiB<sub>2</sub> + 4 NaCl


कई टी.आई.बी<sub>2</sub> अनुप्रयोगों को आर्थिक कारकों द्वारा बाधित किया जाता है, विशेष रूप से एक उच्च गलनांक सामग्री को सघन करने की लागत - गलनांक लगभग 2970 डिग्री सेल्सियस है, और टाइटेनियम डाइऑक्साइड की एक परत के लिए धन्यवाद जो एक पाउडर के कणों की सतह पर बनता है, यह है [[सिंटरिंग]] के लिए बहुत प्रतिरोधी। लगभग 10% सिलिकॉन नाइट्राइड का मिश्रण सिंटरिंग की सुविधा देता है,<ref>[http://www.patentgenius.com/patent/6420294.html Titanium diboride sintered body with silicon nitride as a sintering aid and a method for manufacture thereof]</ref> हालांकि सिलिकॉन नाइट्राइड के बिना सिंटरिंग का भी प्रदर्शन किया गया है।<ref name="tib1"/>
अनेक टाइटेनियम बोराइड अनुप्रयोगों को आर्थिक कारकों द्वारा अवरोधित किया जाता है, विशेष रूप से उच्च गलनांक सामग्री को सघन करने की लागत - गलनांक प्रायः 2970 डिग्री सेल्सियस है और टाइटेनियम डाइऑक्साइड की एक परत जो पाउडर के कणों की सतह पर बनता है, यह [[सिंटरिंग|सिंटरण]] के लिए अधिक प्रतिरोधी है। लगभग 10% सिलिकॉन नाइट्राइड का मिश्रण तापपुंजन की सुविधा प्रदान करता है,<ref>[http://www.patentgenius.com/patent/6420294.html Titanium diboride sintered body with silicon nitride as a sintering aid and a method for manufacture thereof]</ref>हालांकि सिलिकॉन नाइट्राइड के बिना तापपुंजन का भी प्रदर्शन किया गया है।<ref name="tib1"/>


टीआईबी की पतली फिल्में<sub>2</sub> कई तकनीकों द्वारा उत्पादित किया जा सकता है। TiB का विद्युत लेपन<sub>2</sub> भौतिक वाष्प जमाव या रासायनिक वाष्प जमाव की तुलना में परतों के दो मुख्य लाभ हैं: परत की बढ़ती दर 200 गुना अधिक है (5 μm/s तक) और जटिल आकार के उत्पादों को ढंकने की असुविधा नाटकीय रूप से कम हो जाती है।
टाइटेनियम बोराइड की पतली फिल्मों का निर्माण कई तकनीकों द्वारा किया जा सकता है। टाइटेनियम बोराइड के विद्युत आवरण में भौतिक या रासायनिक वाष्प जमाव की तुलना में परतों के दो मुख्य लाभ हैं: परत की वृद्धि दर 200 गुना अधिक (5 μm/s तक) होती है और जटिल आकार के उत्पादों को आच्छादन करने की असुविधा प्रभावशाली तरीके से कम हो जाती है।


== संभावित अनुप्रयोग ==
== संभावित अनुप्रयोग ==
टीआईबी का वर्तमान उपयोग<sub>2</sub> प्रभाव प्रतिरोधी [[कवच]], काटने के उपकरण, [[क्रूसिबल]], न्यूट्रॉन अवशोषक और पहनने वाले प्रतिरोधी कोटिंग्स जैसे क्षेत्रों में विशेष अनुप्रयोगों तक सीमित प्रतीत होता है।
टाइटेनियम बोराइड का वर्तमान प्रभावी उपयोग प्रतिरोधी [[कवच]], काटने के उपकरण, [[क्रूसिबल]], न्यूट्रॉन अवशोषक और टूट फुट प्रतिरोधी विलेपन जैसे क्षेत्रों में विशेष अनुप्रयोगों तक सीमित प्रतीत होता है।


टीआईबी<sub>2</sub> [[ अल्युमीनियम ]] के वाष्प कोटिंग के लिए वाष्पीकरण नावों के लिए बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है। यह एल्युमीनियम उद्योग के लिए एक आकर्षक सामग्री है, क्योंकि [[ ढलाई (धातु कार्य) ]] [[एल्यूमिनियम मिश्र धातु]] में [[स्फटिक]] को परिष्कृत करने के लिए, पिघले हुए एल्युमीनियम में इसकी घुलनशीलता और कम घुलनशीलता और अच्छी विद्युत चालकता के कारण।
टाइटेनियम बोराइड [[ अल्युमीनियम |अल्युमीनियम]] के वाष्प कोटिंग के लिए वाष्पीकरण नावों के लिए बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है। यह एल्यूमीनियम उद्योग के लिए संरोप्य के रूप में एक आकर्षक सामग्री है, जिसके क्लेदनीयता और गलित एल्यूमीनियम में निम्न विलेयता और उत्तम विद्युत चालकता के कारण ऐलुमिनियम मिश्रातु संचकित करते समय कण आमाप को परिष्कृत किया जाता है।


टीआईबी की [[पतली फिल्म]]ें<sub>2</sub> सस्ते और/या सख्त सबस्ट्रेट को टूट-फूट और संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।
टाइटेनियम बोराइड की [[पतली फिल्म|पतली फिल्मों]] का उपयोग सस्ते और/या सख्त सब्सट्रेट को घिसाव और संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करने के लिए किया जा सकता है।


==संदर्भ==
==संदर्भ==
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== तुलना करें ==
== तुलना करें ==
* [[ मैग्नीशियम लीक ]]
* [[ मैग्नीशियम लीक |मैग्नीशियम डाइबोराइड]]


== यह भी देखें ==
== यह भी देखें ==
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*[[बोराइड]]
*[[बोराइड]]
* टाइटेनियम कार्बाइड
* टाइटेनियम कार्बाइड
*[[तरीके से सर्मेट cermet]]
*[सर्मेट]
* सिंटरिंग
* तापपुंजन
* [[गर्म दबाना]]
* [[होटप्रेसींग]]
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श्रेणी:सुपरहार्ड सामग्री
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Latest revision as of 16:25, 16 May 2023

टाइटानियम बोराइड
Magnesium-diboride-3D-balls.png
Identifiers
3D model (JSmol)
ChemSpider
EC Number
  • 234-961-4
  • InChI=1S/B2.Ti/c1-2;
    Key: TXVDUUNOLJOZCR-UHFFFAOYSA-N
  • [B].[Ti].[B]
Properties
TiB2
Molar mass 69.489 g/mol
Appearance non lustrous metallic grey
Density 4.52 g/cm3
Melting point 3,230 °C (5,850 °F; 3,500 K)
Structure
Hexagonal, hP1
P6/mmm
a = 302.36 pm, c = 322.04 pm
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).
checkY verify (what is checkY☒N ?)

टाइटेनियम बोराइड (TiB2) एक अत्यंत कठोर सिरेमिक है जिसमें उच्च ऊष्मा चालकता, ऑक्सीकरण स्थिरता और घर्षणरोध हैं। टाइटेनियम बोराइड एक उचित विद्युत चालक भी है,[1]अतः इसे एल्यूमीनियम प्रगलन में कैथोड सामग्री के रूप में उपयोग किया जा सकता है और विद्युत निर्वहन मशीनिंग द्वारा आकार दिया जा सकता है।

भौतिक गुण

टाइटेनियम बोराइड बोरान कार्बाइड और टाइटेनियम कार्बाइड के साथ कुछ गुण साझा करता है, लेकिन इसके अनेक गुण बोरान कार्बाइड और टाइटेनियम कार्बाइड से बेहतर हैं:[2]


अत्यधिक तापमान पर असाधारण कठोरता

  • 3000 डिग्री सेल्सियस पर दूसरा सबसे कठोर पदार्थ (# हीरा)
  • 2800 डिग्री सेल्सियस पर तीसरा सबसे कठोर पदार्थ (# घन बोरान नाइट्राइड)
  • 2100 डिग्री सेल्सियस पर चौथा सबसे कठिन पदार्थ (# बोरान कार्बाइड (B4C))
  • 1000°C पर पांचवां सबसे कठोर पदार्थ (# बोरोन सबऑक्साइड)

अन्य बोराइड्स पर लाभ

अन्य लाभ

  • उच्च ऊष्मीय चालकता (60-120 डब्ल्यू/(एम · के)),
  • उच्च विद्युत चालकता (~105 एस/सेंमी)

कमियां

  • उच्च गलन के तापमान के कारण संचकन (मोल्डिंग प्रक्रिया) में कठिन होता है।
  • उच्च सहसंयोजी आबंधन के कारण तापपुंजन करना कठिन होता है।
  • स्पार्क प्लाज्मा सिंटरिंग का उपयोग करके छोटे मोनोलिथिक टुकड़ों को दबाने तक सीमित है।

रासायनिक गुण

रासायनिक स्थिरता के संबंध में टाइटेनियम बोराइड या सिलिकॉन नाइट्राइड की तुलना में शुद्ध लोहे के संपर्क में अधिक स्थिर है।[2]

टाइटेनियम बोराइड 1100 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर हाइड्रोक्लोरिक एसिड और हाइड्रोफ्लुओरिक अम्ल के लिए हवा में ऑक्सीकरण के लिए प्रतिरोधी है,[2]किन्तु क्षार, नाइट्रिक एसिड और सल्फ्यूरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है।

उत्पादन

टाइटेनियम बोराइड प्राकृतिक रूप से पृथ्वी में नहीं होता है। टाइटेनियम डाइबोराइड पाउडर विभिन्न प्रकार के उच्च तापमान विधियों जैसे टाइटेनियम या इसके ऑक्साइड / हाइड्राइड्स की 1000 डिग्री सेल्सियस से अधिक तात्त्विक बोरॉन के साथ प्रत्यक्ष अभिक्रिया टाइटेनियम ऑक्साइड और बोरान ऑक्साइड या हाइड्रोजन की थर्माइट प्रतिक्रिया द्वारा कार्बन उष्मीय अपचयन या धातु या उसके हलाइड्स की उपस्थिति में बोरॉन हलाइड्स की हाइड्रोजन अपचयन के द्वारा उत्पन्न किया जा सकता है। विभिन्न संश्लेषण मार्गों के मध्य प्रचुरता में सूक्ष्मतर टाइटेनियम बोराइड तैयार करने के लिए विद्युत रासायनिक संश्लेषण और ठोस अवस्था प्रतिक्रियाएँ विकसित की गई हैं। ठोस अवस्था अभिक्रिया का एक उदाहरण बोरोथर्मिक अपचयन है जिसे निम्नलिखित अभिक्रियाओं द्वारा स्पष्ट किया जा सकता है:

(1) 2 TiO2 + B4C + 3C → 2 TiB2 + 4 CO

(2) TiO2 + 3NaBH4 → TiB2 + 2Na(g,l) + NaBO2 + 6H2(g)[3]

हालांकि पहला संश्लेषण मार्ग (1), नैनो आकार के पाउडर का उत्पादन नहीं कर सकता। नैनोक्रिस्टलाइन (5–100 एनएम) टाइटेनियम बोराइड प्रतिक्रिया (2) या निम्नलिखित तकनीकों का उपयोग करके संश्लेषित किया गया था:

  • सोडियम टेट्राहाइड्रिडोबोरेट और टाइटेनियम टेट्राक्लोराइड की विलयन चरण प्रतिक्रिया के पश्चात 900-1100 डिग्री सेल्सियस तापानुशीतन करके अनाकार प्रणेता की घोषणा की जाती है।[4]
  • तात्विक टाइटेनियम और बोरॉन पाउडर के मिश्रण की यांत्रिक मिश्रधातु।[5]
  • स्वसंचारी उच्च तापमान संश्लेषण प्रक्रिया जिसमें सोडियम क्लोराइड की भिन्न-भिन्न मात्रा सम्मिलित है।[6]
  • पेषण ने स्वसंचारी उच्च तापमान संश्लेषण (एमए-एसएचएस) की सहायता की।[7]
  • 400 डिग्री सेल्सियस पर अनाकार बोरॉन पाउडर और टाइटेनियम टेट्राक्लोराइड के साथ धातु सोडियम के बेंजीन में सॉल्वोथर्मल प्रतिक्रिया::[8]
TiCl4 + 2 B + 4 Na → TiB2 + 4 NaCl

अनेक टाइटेनियम बोराइड अनुप्रयोगों को आर्थिक कारकों द्वारा अवरोधित किया जाता है, विशेष रूप से उच्च गलनांक सामग्री को सघन करने की लागत - गलनांक प्रायः 2970 डिग्री सेल्सियस है और टाइटेनियम डाइऑक्साइड की एक परत जो पाउडर के कणों की सतह पर बनता है, यह सिंटरण के लिए अधिक प्रतिरोधी है। लगभग 10% सिलिकॉन नाइट्राइड का मिश्रण तापपुंजन की सुविधा प्रदान करता है,[9]हालांकि सिलिकॉन नाइट्राइड के बिना तापपुंजन का भी प्रदर्शन किया गया है।[1]

टाइटेनियम बोराइड की पतली फिल्मों का निर्माण कई तकनीकों द्वारा किया जा सकता है। टाइटेनियम बोराइड के विद्युत आवरण में भौतिक या रासायनिक वाष्प जमाव की तुलना में परतों के दो मुख्य लाभ हैं: परत की वृद्धि दर 200 गुना अधिक (5 μm/s तक) होती है और जटिल आकार के उत्पादों को आच्छादन करने की असुविधा प्रभावशाली तरीके से कम हो जाती है।

संभावित अनुप्रयोग

टाइटेनियम बोराइड का वर्तमान प्रभावी उपयोग प्रतिरोधी कवच, काटने के उपकरण, क्रूसिबल, न्यूट्रॉन अवशोषक और टूट फुट प्रतिरोधी विलेपन जैसे क्षेत्रों में विशेष अनुप्रयोगों तक सीमित प्रतीत होता है।

टाइटेनियम बोराइड अल्युमीनियम के वाष्प कोटिंग के लिए वाष्पीकरण नावों के लिए बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है। यह एल्यूमीनियम उद्योग के लिए संरोप्य के रूप में एक आकर्षक सामग्री है, जिसके क्लेदनीयता और गलित एल्यूमीनियम में निम्न विलेयता और उत्तम विद्युत चालकता के कारण ऐलुमिनियम मिश्रातु संचकित करते समय कण आमाप को परिष्कृत किया जाता है।

टाइटेनियम बोराइड की पतली फिल्मों का उपयोग सस्ते और/या सख्त सब्सट्रेट को घिसाव और संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करने के लिए किया जा सकता है।

संदर्भ

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  3. ↑ Zoli, Luca; Galizia, Pietro; Silvestroni, Laura; Sciti, Diletta (23 January 2018). "सोडियम बोरोहाइड्राइड के साथ बोथर्मल कमी के माध्यम से समूह IV और V धातु डाइबोराइड नैनोक्रिस्टल का संश्लेषण". Journal of the American Ceramic Society. 101 (6): 2627–2637. doi:10.1111/jace.15401.
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  9. ↑ Titanium diboride sintered body with silicon nitride as a sintering aid and a method for manufacture thereof


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यह भी देखें

श्रेणी:बोराइड्स श्रेणी:टाइटेनियम (IV) यौगिक श्रेणी:सुपरहार्ड सामग्री

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