لیتیم تیتانات (LTO) — آند شارژ سریع با کرنش صفر
Li4Ti5O12 (اسپینل) در یک پلاتوی مسطح 1.55 V در برابر Li/Li+ با کرنش شبکه تقریباً صفر کار میکند و بیش از 20,000 سیکل کامل را تحمل میکند. SEMITECH LTO را با D50 0.3–1.5 µm، BET 10–30 m²/g، ظرفیت نظری 175 mAh/g تأمین میکند. مواد اولیه اولیه آناتاز TiO₂ (≥99%) و لیتیم کربنات درجه باتری (≤50 ppm Na) هستند که در 750–850°C کلسینه میشوند.
باریم تیتانات (BTO) — سرامیک پیزوالکتریک با گذردهی بالا
BaTiO₃ معیار MLCC، محرکهای پیزوالکتریک و ترمیستورهای PTC است. BTO SEMITECH: D50 0.1–0.5 µm، BET 8–15 m²/g، خلوص ≥99.5%، فاز چهار تتراگونال ≥95%، نقطه کوری 120°C، گذردهی نسبی 8,000–15,000 در 1 kHz. از طریق همرسوبی مرطوب شیمیایی از باریم کلرید و تیتانیوم ایزوپروپوکساید تولید میشود.
▶Show full content (4 sections)
نیترید تیتانیوم (TiN) — پودر پوشش سخت PVD با رنگ طلایی
TiN (خلوص ≥99%، D50 1–3 µm) با نیتریداسیون مستقیم اسفنج تیتانیوم در 1,200°C در زیر N₂ تولید میشود. سختی ویکرز ~2,300 HV، نقطه ذوب 2,930°C، مقاومت الکتریکی 20–25 µΩ·cm، بازتابش طلایی مشخص (~70% در 580 nm). برای اهداف اسپاترینگ، چگالی توده ≥4.8 g/cm³ و اکسیژن ≤0.3 wt% اجباری است.
دیبورید تیتانیوم (TiB₂) — سرامیک الکترود فوقسخت
TiB₂ (~3,400 HV) سختی فوقالعاده را با رسانایی فلزی (9–12 µΩ·cm) ترکیب میکند و برای کاتدهای ذوب آلومینیوم، الکترودهای EDM و کامپوزیتهای مقاوم در برابر سایش مناسب است. D50 2–5 µm، BET 3–8 m²/g، خلوص ≥99%. نقطه ذوب 3,225°C با مقاومت اکسیداسیون تا ~1,000°C از طریق لایه سطحی خودپَسیو.
مقایسه زنجیره تأمین و مشخصات
همه چهار ترکیب TiO₂ را به عنوان پیشماده اولیه مشترک دارند اما از نظر هزینه معرففرعی، دمای سنتز و بازار نهایی متفاوتند.
| ترکیب | فرمول | مواد اولیه اصلی | مسیر سنتز | D50 (µm) | BET (m²/g) | خلوص | سختی (HV) | کاربرد اصلی |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| لیتیم تیتانات (LTO) | Li4Ti5O12 | TiO2 (آناتاز) + Li2CO3 | کلسیناسیون حالت جامد، 800°C/هوا | 0.3–1.5 | 10–30 | ≥99% | ~— | آند باتری شارژ سریع |
| باریم تیتانات (BTO) | BaTiO3 | BaCl2 + Ti(OiPr)4 یا BaCO3 + TiO2 | همرسوبی یا حالت جامد، 900–1,100°C | 0.1–0.5 | 8–15 | ≥99.5% | ~— | MLCC، محرک پیزوالکتریک، PTC |
| نیترید تیتانیوم (TiN) | TiN | اسفنج Ti + گاز N2 | نیتریداسیون مستقیم، 1,200°C | 1–3 | 2–6 | ≥99% | ~2,300 | پوشش سخت PVD، هدف اسپاترینگ |
| دیبورید تیتانیوم (TiB2) | TiB2 | TiO2 + B2O3 + C | احیای کربوترمال، 1,550°C | 2–5 | 3–8 | ≥99% | ~3,400 | کاتد، الکترود EDM، کامپوزیت |
سوالات متداول
چه چیزی ترکیبات تیتانیوم معدنی را از تیتاناتهای آلی متمایز میکند؟
ترکیبات تیتانیوم معدنی جامدات سرامیکی کریستالی یا نیترید/بورید با پایداری دمای بالا بیش از 1,000°C هستند. تیتاناتهای آلی (آلکوکسیدها، کلاتها) عوامل کوپلینگ مایع برای sol-gel و اصلاح سطح هستند. LTO، BTO، TiN و TiB₂ مواد ساختاری/عملکردی هستند که در شرایط محیطی هیدرولیز نمیشوند.
چگونه نوسان قیمت مواد اولیه TiO₂ بر هزینه ترکیبات تمامشده تأثیر میگذارد؟
نوسان 10% TiO₂ معمولاً 3–8% به هزینه LTO یا BTO اضافه میکند؛ TiN و TiB₂ به دلیل هزینههای انرژی و معرففرعی بالاتر که COGS کل را تسلط دارند، کمتر تأثیر میپذیرند.
برای سلولهای شارژ سریع با نرخ بالا چه اندازه ذرهای باید برای LTO مشخص کرد؟
D50 0.3–0.8 µm با BET 15–25 m²/g برای نرخ شارژ ≥4C. ذرات زیر 0.2 µm واکنشپذیری الکترولیت را افزایش میدهند؛ بالای 2 µm قابلیت نرخ را محدود میکند.
آیا باریم تیتانات تابع محدودیتهای RoHS یا REACH SVHC است؟
BaTiO₃ (CAS 12047-27-7) تا اوایل 2026 به عنوان REACH SVHC یا محدود شده RoHS فهرست نشده است. ترکیبات باریم تحت بررسی ECHA باقی میمانند؛ وضعیت را قبل از واجد شرایط بودن نهایی تأیید کنید.
آیا پودر نیترید تیتانیوم میتواند برای پوششهای پاشش حرارتی استفاده شود؟
بله. TiN با D50 15–45 µm و مورفولوژی نزدیک به کروی برای HVOF و پاشش پلاسما (پوششهای 50–300 µm) مناسب است.
زمان تحویل معمول برای دیبورید تیتانیوم چقدر است؟
TiB₂ استاندارد ظرف 2–4 هفته از موجودی ارسال میشود. MOQ 5 kg برای R&D، 25 kg برای تولید انبوه.