氮化鈦TiN具有典型的NaCl型結(jié)構(gòu),屬面心立方點(diǎn)陣,面心立方的頂部是氮原子,鈦原子位于面心立方的(1/2,0,0)空間位置。TiN是非化學(xué)計(jì)量化合物,其穩(wěn)定的組成范圍為TiN0.6~TiN1.16,氮的含量可以在一定的范圍內(nèi)變化而不引起TiN結(jié)構(gòu)的變化。TiN粉末一般呈黃褐色,超細(xì)TiN粉末呈黑色,而TiN晶體呈金黃色。TiN的晶格常數(shù)為a=4.23 nm,TiC的晶格常數(shù)為a=4.238 nm,TiO的晶格常數(shù)為a=4.15 nm,這三種物質(zhì)的晶格參數(shù)非常接近,所以TiN分子中的氮原子可以被氧、碳原子以任意比取代形成固溶體,氮化鈦的理化性質(zhì)由氮元素的含量來決定,當(dāng)?shù)睾繙p少時(shí),氮化鈦的晶格參數(shù)反而增大,硬度也會有顯微的增大,但氮化鈦的抗震性隨之降低。
氮化鈦的物理性質(zhì):熔點(diǎn)2950.6~3205.8℃,線膨脹系數(shù)為5.712~7.053×106(1/K)(25℃),密度為5.435~5.447g/cm3,熱導(dǎo)率為25.081(W·m-1·K-1)(300~2000℃),莫氏硬度為8~9。一般情況下,氮化鈦粉末的顏色為黃褐色,顏色為黑色的是超細(xì)氮化鈦粉末,顏色為黃色的是氮化鈦晶體,大量聚集的氮化鈦晶體有金黃色金屬光澤。
氮化鈦的化學(xué)性質(zhì):比較穩(wěn)定,與水和酸(鹽酸和硫酸)等均不發(fā)生反應(yīng),但它能融入氫氟酸,若氫氟酸中含有氧化劑,則氮化鈦會完全溶解在氫氟酸中。氮化鈦溶解在強(qiáng)堿溶液中會分解并釋放出氨氣。