二硼化钛(TiB2)靶材基本信息

分子式：TiB₂

纯度：99.5%

CAS号：12045-63-5

摩尔质量：69.52 g/mol

密度：4.52 g/cm³

熔点：~2970–2980℃

沸点：升华/分解：>2600–2800℃;~4500–5000℃(估算)

溶解性(水)：难溶难熔陶瓷，常温下对水、酸、碱基本惰性：

二硼化钛(TiB2)靶材产品概况

二硼化钛(TiB₂)基本性能

① 基本标识

项目 内容

化学式 TiB₂(二硼化钛)

CAS No. 12045-63-5

分子量 69.52 g/mol

晶体结构 六方晶系，AlB₂型(空间群 P6/mmm)，a≈3.028 Å，c≈3.228 Å

理论密度 4.52 g/cm³

② 热学性能

项目 数值

熔点 2970～2980℃(难熔陶瓷，略低于 ZrB₂/TaB₂)

导热系数 60～110 W/(m·K)(室温，纯度依赖)

热膨胀系数(CTE) (4.5～5.5)×10⁻⁶ /K(25～1000℃)

比热容 ~46 J/(mol·K)(室温)

空气中抗氧化上限 ~1000～1100℃(>此温生成 TiO₂ + 液态 B₂O₃)

真空/Ar 使用上限 长期 ≤1600～1800℃;短时 ~2200℃(B 选择性挥发)

③ 力学/物理性能

项目 数值

维氏硬度(HV) 33～35 GPa(三者二硼化物中最硬)

弹性模ulus(E) 530～565 GPa

断裂韧性(K_IC) 3.5～5.0 MPa·m¹ᐟ²(取决于致密度/晶界)

泊松比 ~0.13～0.18

④ 电学/电磁性能

项目 数值

电阻率(室温块体) 7～15 µΩ·cm(金属性导电，UHTC 中最优)

Seebeck 系数 小负值(n‑型金属行为)

超导转变温度(Tc) ~1.6 K 以下(极弱超导性，非常规研究用)

⑤ 化学性能

项目 说明

水/稀酸(HCl/HNO₃) 不溶，室温耐蚀

HF 可溶(Ti⁴⁺ 形成 [TiF₆]²⁻ 配位)

热浓 H₂SO₄/HNO₃ 缓慢氧化分解

熔融碱(NaOH/KOH) 分解(碱熔分析用)

粉吸湿性 中等，表面易生 TiO₂ 薄壳 → 影响烧结，需 Ar 保存

二硼化钛(TiB2)靶材产品应用

二硼化钛(TiB₂)薄膜是高硬度、低电阻、耐熔耐蚀的导电陶瓷膜，工业应用比 ZrB₂/TaB₂ 更广一些，核心用途如下：

① 硬质/耐磨/低摩擦保护膜(最主要)

显微硬度 HV 33–35 GPa，摩擦系数低(μ≈0.15–0.3 vs 钢)

用于切削刀具(硬质合金刀片)、冲压模、微型机械零件表面 TiB₂ 单层或 TiB₂/TiN/TiAlN 多层膜

优于 TiN 的抗氧化温度区间及硬度，但膜内残余应力大，通常 ≤2–3 µm

② 铝电解阴极导电层(工业最大宗应用延伸)

TiB₂ 对液态 Al 润湿性好、导电、耐熔盐腐蚀

铝电解槽炭阴极上TiB₂ 基涂层或复合内衬减极化、降能耗(属大面积涂层，非微电子薄膜)

③ 扩散阻挡层 / 势垒层研究

热稳至 ~800–900℃(真空中)，可作 Cu/Al–Si/SiO₂ 间阻挡层备选(研究阶段，量产仍多 TaN)

B 可捕获微量 O，对轻微氧化有容忍

④ 高温/腐蚀环境电极膜

电阻率 10–20 µΩ·cm(膜，依致密度)⇒ 可作真空/惰气高温加热器电极、熔盐环境电极

MEMS 中有少量研究用例

⑤ MMC 表面梯度层 / 复合材料增强相

TiB₂ 膜或原位 TiB₂ 颗粒层用于 Ti 基 / Al 基复合材料表面强化