二硼化鈦為C32型結(jié)構(gòu)，以其價(jià)鍵形式結(jié)合，屬六方晶系的準(zhǔn)金屬化合物。晶體結(jié)構(gòu)中的硼原子面和鈦原子面交替出現(xiàn)構(gòu)成二維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其中的B與另外3個(gè)B以共價(jià)鍵相結(jié)合，多余的一個(gè)電子形成大π鍵。這種類似于石墨的硼原子層狀結(jié)構(gòu)和Ti外層電子決定了TiB2具有良好的導(dǎo)電性和金屬光澤，而硼原子面和鈦原子面之間Ti-B鍵決定了這種材料的高硬度和脆性的特點(diǎn)。

二硼化鈦粉末呈灰色（或灰黑色），在目前已知的世界十大熔點(diǎn)最高材料排名第六位。在空氣中抗氧化溫度可達(dá)1100℃，作為一種新型的陶瓷材料，具有十分優(yōu)異的理化性能，除熔點(diǎn)極高之外硬度也大，化學(xué)穩(wěn)定性、導(dǎo)電導(dǎo)熱性、高溫下的機(jī)械力學(xué)性能都極為優(yōu)異。

二硼化鈦的制備工藝

1.直接合成法

反應(yīng)式：Ti+2B=TiB2

將T粉和B粉放在高溫反應(yīng)器中直接化合生成二硼化鈦。此法的反應(yīng)溫度2000℃以上，原料價(jià)格高，工藝不易控制，反應(yīng)不完全，所生成的TiB2純度低，易生成TiB、Ti2B等其它化合物。

2.硼熱法

反應(yīng)式：TiO2+4B=TiB2+B2O2

實(shí)驗(yàn)用TiO2（純度高于99%，銳鈦礦結(jié)構(gòu)，顆粒尺寸為0.2-0.3μm）和非品（92%，顆粒尺寸為0.2-0.3μm）作原料。在球磨機(jī)中的摻入比為Ti：B=1：4，球與粉末的重量比為40：1，球磨過程是在真空下完成。反應(yīng)溫度不超過1100℃。

3.熔融電解法

鈦的氧化物與堿（或堿土）金屬硼酸鹽和氟酸鹽在熔融電解的條件下生成二硼化鈦。

4.輔助浸沒金屬法

反應(yīng)式：Ti+2B+Al=TiB2+AI（或Cu、Sn等）

5.碳熱法

(1)碳熱還原法

反應(yīng)式：2TiO2+5C+B2O3=2TiB2+5CO↑

(2)碳化硼法

反應(yīng)式：2TiO2+3C+B4C=2TiB2+4CO↑或2TiO2+C+B4C=2TiB2+2CO2↑

6.自蔓燃法

反應(yīng)式：TiO2+5Mg+B2O3=TiB2+5MgO

TiB2+MgO+2HNO3=TiB2+Mg(NO3)2+H2O

7.氣相沉積法

反應(yīng)式：TiCl4+2BCI3+5H2=TiB2+10HCI↑

8.溶膠-凝膠法

以Ti和B的無機(jī)鹽為原料，采用溶膠-凝膠法也可以制備二硼化鈦。

二硼化鈦的應(yīng)用

1.二硼化鈦因其優(yōu)異的導(dǎo)電性能及極佳的抗熔化金屬的侵蝕能力，成為制作蒸發(fā)器皿，熔化金屬坩堝，鋁電解槽陰極，火花塞及其它電極和觸頭開頭材料。

2.二硼化鈦的硬度（僅次于金剛石及立方氮化硼）及所表現(xiàn)的優(yōu)良高溫特性，使它適合于制作高溫苛刻環(huán)境下工作的耐磨部件、切割刀具、模具、噴咀及密封件等，另外將二硼化鈦鍍?cè)谶@些器件的表面，可以增加它們的耐磨程度及使用壽命。

3.二硼化鈦本身的低密度，加之其它的優(yōu)良特性，使其成為良好的軍備材料。

4.二硼化鈦可以作為晶粒細(xì)化及顆粒強(qiáng)化添加劑，加入鋁基，銅基鈦鋁合金及鐵基材料中，可以極大地改善材質(zhì)的機(jī)械力學(xué)及理化特性。

5.二硼化鈦可以與SiC，AIN，BN，TiC等非氧化陶瓷復(fù)合，也可以與Al2O3等氧化物陶瓷材料復(fù)合。大量實(shí)際結(jié)果表明，新的復(fù)合材料具有更加的機(jī)械強(qiáng)度及抗破裂韌性。

6.二硼化鈦顆粒摻入高性能樹脂可制成PTC發(fā)熱陶瓷和柔性PTC材料，其具有安全省電，易加工成型等特點(diǎn)，是家用電器（電熨斗、電熱毯、電烤箱、食具和被服干燥機(jī)，空調(diào)器熱風(fēng)暖房等）的一種更新?lián)Q代的關(guān)鍵性高新技術(shù)材料。