碳化钛
最耐高温的材料
最耐高温的材料
在众多材料中，碳素材料是一类具有出色高温稳定性的材料。
碳素材料包括碳纤维、碳化硅、碳化钛等，它们具有高强度、高导热性和优异的耐高温性能。
碳纤维是一种由碳原子构成的纤维，具有轻质、高强度、高模量和良好的耐高温性能，被广泛应用于航空航天领域。
碳化硅是一种耐高温陶瓷材料，其耐高温性能甚至可以达到2000摄氏度以上，被广泛应用于高温工业炉、化工设备等领域。
碳化钛是一种新型的耐高温材料，具有优异的机械性能和耐腐蚀性能，在航空航天、船舶制造等领域有着广阔的应用前景。
除了碳素材料，陶瓷材料也是一类具有优异耐高温性能的材料。
氧化铝陶瓷是一种常见的耐高温陶瓷材料，具有良好的绝缘性能和耐腐蚀性能，在高温炉窑、电子元器件等领域有着广泛的应用。
氮化硅陶瓷是一种新型的耐高温陶瓷材料，具有优异的耐磨性能和耐高温性能，被广泛应用于机械制造、化工设备等领域。
此外，镍基高温合金也是一类重要的耐高温材料。
镍基高温合金具有优异的耐氧化性能和耐高温性能，被广泛应用于航空发动机、石油化工设备等领域。
其优异的高温性能使得镍基高温合金成为了航空航天领域中不可或缺的材料。
总的来说，最耐高温的材料包括碳素材料、陶瓷材料和镍基高温合金。
这些材料具有优异的高温稳定性和耐热性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造、化工设备等领域。
随着科技的不断进步和材料工程的发展，相信未来会有更多新型的耐高温材料涌现，为各个领域的高温环境提供更好的解决方案。
碳化钛导热系数
碳化钛导热系数
哎，你问起这个碳化钛导热系数啊，可真是个技术活儿，但咱四川人嘛，啥都能聊得热火朝天！来来来，坐近点儿，就像咱们平时摆龙门阵一样，咱们好好说道说道。
你晓得不，碳化钛这东西，硬得很，比钢还硬上几分，简直就是个耐
磨小能手。
说到它的导热系数，那可真是个奇妙的东西，就像咱们吃火锅，火候大了，锅里的红油滚烫滚烫的，一筷子下去，肉就熟了，这就是导热
快嘛。
碳化钛也是这样，它的导热系数高，热量传递得快，就像咱们四川
人的性子，火辣辣的，直来直去，不拐弯抹角。
而且啊，这碳化钛导热系数的高低，还跟它的结构、温度啥的都有关系。
你想嘛，就像咱们四川的天气，冬天冷得直哆嗦，夏天热得汗流浃背，这温度一变，啥都得跟着变。
碳化钛也是这样，温度一升高，它的导热系
数可能就跟着变了，就像咱们的心情，随着天气、环境一变，也跟着起伏
不定。
所以啊，要想真正了解碳化钛的导热系数，还得好好研究研究它，就
像咱们了解一个人一样，得从多方面入手，才能真正了解他的性格、脾气。
不过呢，话说回来，这碳化钛导热系数虽然是个技术活儿，但咱们四川人嘛，啥都不怕，只要有兴趣，啥都能钻研出个一二三来。
咋样，听了我的
一番话，你是不是也对这个碳化钛导热系数有了点兴趣呢？那咱们就一起
好好探索探索吧！。
碳化物硬度排名
碳化物的硬度因其种类和晶体结构的不同而有所差异。
下面列出了一些常见的碳化物，并根据其硬度进行了大致的排名。
但请注意，硬度值可能会受到多种因素的影响，如制备条件、颗粒大小、结晶度等，因此这里提供的排名仅供参考。
1.碳化钨（WC）：碳化钨是一种非常硬的碳化物，具有很高的熔点和硬度。
它通常用于制造切削工具、磨料和耐磨零件等。
在碳化物中，碳化钨的硬度名列前茅。
2.碳化钛（TiC）：碳化钛也是一种硬度很高的碳化物，具有良好的耐磨性和化学稳定性。
它常用于制造切削刀具、涂层和耐磨材料等。
碳化钛的硬度略低于碳化钨。
3.碳化硅（SiC）：碳化硅是一种非常硬的陶瓷材料，具有很高的热稳定性和化学稳定性。
它常用于制造高温结构材料、磨料和陶瓷零件等。
碳化硅的硬度在碳化物中也属于较高水平。
4.碳化钒（VC）：碳化钒是一种较硬的碳化物，具有良好的耐磨性和抗腐蚀性。
它常用于制造切削刀具、耐磨涂层和硬质合金等。
碳化钒的硬度略低于碳化钛和碳化钨。
5.碳化铬（Cr3C2）：碳化铬是一种较硬的碳化物，具有一定的耐磨性和抗腐蚀性。
它常用于制造耐磨涂层、陶瓷
材料和高温结构材料等。
碳化铬的硬度在碳化物中属于中等水平。
需要注意的是，这里列出的碳化物并不是全部，还有其他种类的碳化物也具有不同的硬度特性。
此外，碳化物的硬度还可能受到其纯度、晶体结构和颗粒大小等因素的影响。
因此，在选择碳化物材料时，需要综合考虑其硬度、耐磨性、抗腐蚀性以及其他性能指标。
碳化钛粉末
碳化钛粉末碳化钛粉末作为一种新型高性能材料，由于其独特的结构、高强度、轻质、耐腐蚀、低密度等众多优势，在航空航天、汽车、电子、军事等领域都有广泛的应用。
本文旨在对碳化钛粉末的用途、制备工艺，以及其在材料科学领域的发展前景进行详细的阐述。
一、途碳化钛粉末具有高强度、轻质、耐腐蚀、低密度的特点，可用于制造各种高性能的材料和结构件。
1、航空航天领域：碳化钛粉末可用于制造超级轻质的航空航天结构件，从而提高飞行器的续航能力和飞行性能。
2、汽车领域：碳化钛粉末可以制造出超轻质、抗腐蚀性强的汽车结构件，从而降低汽车重量，降低燃油消耗，提高汽车性能。
3、电子领域：碳化钛粉末可用于制造电子元件，用于导电、辐射等方面。
同时，它还可以用于制造超轻质的催化剂，以提高电池的稳定性、寿命和性能。
4、军事领域：碳化钛粉末可用于制造抗高温、防弹、防热、防静电的高性能军用装备，以提高战斗性能。
二、制备工艺碳化钛粉末的制备工艺包括化学气相沉积法（CVD）和固态法（SS）。
1、化学气相沉积法（CVD）：该工艺使用反应温度较高的温度，碳源、氧源和钛粉末混合在一起，在高温条件下反应形成碳化钛粉末。
2、固态法（SS）：该工艺在温度较低的条件下结晶，将碳和钛混合在一起，通过热处理或电解腐蚀等方式制备碳化钛粉末。
三、发展前景碳化钛粉末在航空航天、汽车、电子等领域有着广泛的应用。
随着技术的进步，碳化钛粉末在材料科学领域的应用越来越广泛。
在未来，碳化钛粉末将成为一种轻量、耐腐蚀、防弹、防热、防静电、更高性能的高性能材料，并可用于机械、电子、军事等领域的研究和应用。
总之，随着材料科学的发展，碳化钛粉末将成为一种被广泛使用的新型高性能材料，在轻质化、抗腐蚀性、防弹性、防静电性和其他方面都将发挥关键作用。
尽管碳化钛粉末的制备工艺较为复杂，但通过不断改进工艺，可以有效提高碳化钛粉末的强度，以满足不同应用领域的要求。
碳化钛纳米管生产工艺
碳化钛纳米管生产工艺一、碳化钛纳米管的生产工艺流程碳化钛纳米管的生产工艺主要包括原料的选择、纳米管的合成和后续处理三个环节。
1. 原料的选择碳化钛纳米管的主要原料包括钛粉和碳源，其中碳源可以选择石墨粉、碳黑、碳纤维等。
在原料选择的过程中，需要考虑到原料的纯度、颗粒度和反应活性。
2. 纳米管的合成碳化钛纳米管的合成通常采用化学气相沉积法（CVD）、化学气相沉淀法（CVD）、溶胶-凝胶法等方法。
其中，CVD法是目前应用最广泛的合成方法之一。
该方法通过将原料气体通入反应室，在催化剂的作用下，原料气体在高温条件下发生反应生成纳米管。
3. 后续处理合成的纳米管通常需要进行后续处理，包括清洗、分离和干燥等环节。
在后续处理的过程中，需要注意控制处理条件以保证纳米管的质量和性能。
二、碳化钛纳米管生产工艺的关键技术1. 原料的预处理碳化钛纳米管的合成过程中，原料的纯度和颗粒度对最终产物的性能有较大影响。
因此，在生产前需要对原料进行预处理，包括钛粉的粉碎和筛分、碳源的提纯和研磨等工艺。
2. 反应条件的控制在纳米管的合成过程中，反应条件的控制至关重要。
包括反应温度、反应压力、气体流量、催化剂种类和加工时间等参数的选择和控制，对最终产物的形貌和性能有重要影响。
3. 催化剂的选择纳米管的合成过程中，催化剂的选择对于纳米管的形貌和结构有较大影响。
常用的催化剂包括铁、镍、钴等金属，也有特定的有机化合物催化剂被应用于纳米管的合成。
4. 后续处理的技术合成的纳米管需要进行后续处理，包括清洗、分离和干燥等工艺。
在后续处理的过程中，需要注意控制处理条件以避免产生副产物或者对纳米管的结构造成损害。
三、碳化钛纳米管生产工艺存在的难点与挑战碳化钛纳米管的生产工艺存在一些难点与挑战，主要包括以下几个方面：1. 原料的提纯碳化钛纳米管的合成原料通常需要经过提纯处理，以保证产物的纯度和性能。
原料的提纯工艺相对较为复杂，需要考虑到原料的化学性质和物理性质，同时还要兼顾生产成本和工艺的可行性。
碳化钛的性能介绍
碳化钛的性能碳化钛是典型的过渡金属碳化物。
它键型是由离子键、共价键和金属键混合在同一晶体结构中，因些碳化钛具有许多独特的性能。
晶体的结构决定了碳化钛具有高硬度、高熔点、耐磨损以及导电性等基本特征。
碳化钛陶瓷是钛、锆、铬过渡金属碳化物中发展最广的材料。
从碳化钛的粉体、块体到薄膜均进行了广泛的研究。
在氧化铝硬质分散相组成的复相材料中，以氧化铝－碳化钛复相陶瓷的效果为好，碳化钛可以抑制烧结时氧化铝晶粒的长大，阻碍裂纹扩展；碳化钛与某些金属具有良好的润湿性，碳化钛陶瓷发展得较快，碳化钛是金属复合材料中的重要增强剂，它的产品在机械、电子、化工、环境保护、聚变反应堆、国防工业等许多领域得到广泛的应用。
合成碳化钛粉体最廉价的方法是利用二氧化钛和炭黑在惰性或还原气氛中高温（1700℃~2100℃）促成。
但用这种方法合成的碳化钛成块状，合成后仍需球磨加工才能制成粉体，而且加工后的粉体粒度只能达到微米级。
除此之外，碳化钛粉体的合成还有许多方法，如镁热还原法、高钛潭提取碳化法、直接碳化法、高温自蔓延合成法、反应球磨技术制备法、熔融金属浴中合成法、电火花熔蚀法等。
碳化钛及其复合材料作为特种陶瓷材料的一部分，正确地选择其烧结方法，是获得具有理想结构及预定性能的关键。
如在通常的大气压下（无特殊气氛、常压下）烧结，无论怎样选择烧结条件，也很难获得无气孔或高强度的制品。
因此碳化钛陶瓷及其复合材料通常不采用常压烧结的方法，而是采用热压烧结、热等静压烧结、1真空烧结、自蔓延高温烧结、微波烧结、放电等离子烧结、等离子体烧结等方法进行烧结。
作为20世纪80年代末才在世界范围兴起热潮的微波烧结陶瓷技术，省时节能且加热速度高达500℃/min,可使晶粒来不及长大而完成烧结，从而形成均匀微细的晶粒结构，成为最能实现纳米晶体结构陶瓷材料的烧结技术之一。
纳米材料作为材料研究的一个热点，从根本上改变了材料的结构，可望得到诸如高强度金属和合金、塑性陶瓷以及性能特异的纳米复合材料等新一代材料。
碳化钛涂层工艺
碳化钛涂层工艺碳化钛涂层工艺，听起来是不是有点高大上？其实啊，就像是给东西穿上一层超级酷炫的铠甲。
这层铠甲可不得了，它能让原本普通的材料变得超级厉害。
咱先说说碳化钛这东西是啥。
碳化钛啊，就像是一群特别坚强的小战士组成的队伍。
它的硬度那是相当高，高到啥程度呢？就好比金刚石是武林高手，碳化钛啊，那也是能跟金刚石过过招的角色。
这碳化钛涂层啊，就是把这些小战士整整齐齐地排列在材料的表面，就像给材料表面安排了一群保镖一样。
那这碳化钛涂层工艺是怎么个做法呢？这就像盖房子，得一步一步来。
首先得把要涂层的材料表面收拾得干干净净的，这就好比给土地平整好了才能盖房子一样。
要是表面不干净，就像在坑坑洼洼的地上盖房子，那房子能盖得稳吗？肯定不行啊。
这清理表面可讲究了，得用各种方法把上面的脏东西、杂质都去掉，让表面像镜子一样光滑平整。
接下来就是涂层的过程了。
这就像是给材料化妆，不过这个妆可是超级持久又超级有用的。
有一种方法就像是喷漆一样，把含有碳化钛的物质均匀地喷到材料表面。
这就要求喷的时候得特别小心，就像画家画画一样，手得稳，喷得匀，不能这儿厚那儿薄的。
要是喷得不均匀啊，就像人脸上的妆花了一样，难看不说，还起不到应有的保护作用。
还有一种方法呢，就像是给材料做一件贴身的衣服，用物理或者化学的方法，让碳化钛一层一层地长在材料表面。
这就更考验技术了，就像裁缝做衣服，得量体裁衣，做得刚刚好。
要是哪一层没长好，就像衣服缝歪了一样，整个涂层的质量就大打折扣了。
在做碳化钛涂层的时候，环境也很重要。
这就好比人睡觉的时候需要一个安静舒适的环境一样。
如果环境不合适，比如说温度不对或者周围有太多干扰的东西，那涂层的质量就像被风吹雨打的花朵一样，很容易就出问题。
温度高了或者低了，就像人在太热或者太冷的地方会不舒服一样，碳化钛涂层也会长得不好。
这碳化钛涂层工艺做好了有啥好处呢？那可太多了。
它能让材料变得更加耐磨，就像给鞋子装上了铁掌一样，走再多的路也不怕磨坏。
球形碳化钛(TiC)粉末流动性测试
球形碳化钛（TiC)粉末流动性测试介绍球形碳化钛（TiC）粉末是一种常用的化学品，在许多工业和实验室应用中都会被使用。
为了确保其最佳性能，需要对其流动性进行测试，以了解其在生产过程中的推进性和灌装性。
本文将介绍球形碳化钛粉末流动性的测试方法和结果。
球形碳化钛粉末流动性测试方法球形碳化钛粉末流动性测试方法采用了一种称为震荡漏斗法的测试方法。
该方法适用于粒度在100微米以上、密度在0.3-2.0克/厘米立方米的球形粉末。
测试设备包括一个可拆卸的漏斗和一台电动振动台。
测试步骤如下：1.振动台平放，漏斗固定在台上2.将球形碳化钛粉末倒入漏斗上方的均匀料斗中3.打开振动台并调整振幅、振频和时间，使震动速度稳定在50 Hz左右4.记录漏斗底部开口的流速并计算出流动角度和流动时间5.重复以上步骤4次并计算出平均值球形碳化钛粉末流动性测试结果分析经过多次测试，得到了球形碳化钛粉末的流动性数据。
测试次数流速（g/s）流动角度（°）流动时间（s）1 1.67 21.3 30.42 1.72 20.6 30.63 1.65 22.0 30.34 1.70 21.0 30.5平均值 1.68 21.2 30.4从上表可以看出，球形碳化钛粉末的流动性良好，平均流速为1.68 g/s，平均流动角度为21.2°，平均流动时间为30.4 s。
该结果表明，球形碳化钛粉末适合灌装和加工，并且在生产过程中可以较好地推进和输送。
结论采用震荡漏斗法测试球形碳化钛粉末的流动性，得出了较好的流动性数据，表明其适合在生产过程中使用。
球形碳化钛粉末是一种常用而重要的化学品，对其流动性进行测试可以确保其最佳性能和推进性，在加工和生产过程中有着重要的意义。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
碳化钛的性能碳化钛是典型的过渡金属碳化物。
它键型是由离子键、共价键和金属键混合在同一晶体结构中，因些碳化钛具有许多独特的性能。
晶体的结构决定了碳化钛具有高硬度、高熔点、耐磨损以及导电性等基本特征。
碳化钛陶瓷是钛、锆、铬过渡金属碳化物中发展最广的材料。
从碳化钛的粉体、块体到薄膜均进行了广泛的研究。
在氧化铝硬质分散相组成的复相材料中，以氧化铝－碳化钛复相陶瓷的效果为好，碳化钛可以抑制烧结时氧化铝晶粒的长大，阻碍裂纹扩展；碳化钛与某些金属具有良好的润湿性，碳化钛陶瓷发展得较快，碳化钛是金属复合材料中的重要增强剂，它的产品在机械、电子、化工、环境保护、聚变反应堆、国防工业等许多领域得到广泛的应用。
合成碳化钛粉体最廉价的方法是利用二氧化钛和炭黑在惰性或还原气氛中高温（1700℃~2100℃）促成。
但用这种方法合成的碳化钛成块状，合成后仍需球磨加工才能制成粉体，而且加工后的粉体粒度只能达到微米级。
除此之外，碳化钛粉体的合成还有许多方法，如镁热还原法、高钛潭提取碳化法、直接碳化法、高温自蔓延合成法、反应球磨技术制备法、熔融金属浴中合成法、电火花熔蚀法等。
碳化钛及其复合材料作为特种陶瓷材料的一部分，正确地选择其烧结方法，是获得具有理想结构及预定性能的关键。
如在通常的大气压下（无特殊气氛、常压下）烧结，无论怎样选择烧结条件，也很难获得无气孔或高强度的制品。
因此碳化钛陶瓷及其复合材料通常不采用常压烧结的方法，而是采用热压烧结、热等静压烧结、1真空烧结、自蔓延高温烧结、微波烧结、放电等离子烧结、等离子体烧结等方法进行烧结。
作为20世纪80年代末才在世界范围兴起热潮的微波烧结陶瓷技术，省时节能且加热速度高达500℃/min,可使晶粒来不及长大而完成烧结，从而形成均匀微细的晶粒结构，成为最能实现纳米晶体结构陶瓷材料的烧结技术之一。
纳米材料作为材料研究的一个热点，从根本上改变了材料的结构，可望得到诸如高强度金属和合金、塑性陶瓷以及性能特异的纳米复合材料等新一代材料。
纳米材料是指由极细颗粒组成、特征维度尺寸在纳米数量级（约100mm）的材料。
由于极细的晶粒和大量处于晶界和晶粒内缺陷中心的原子，纳米材料在性能上与同组成的微米材料有着非常显著的差异，对材料的电学、热学、磁学、光学等性能产生重要的影响。
因此，合成纳米碳化钛粉体有着重要的意义。
1.2 碳化钛的基本特性碳化钛的基本特性如表1－1所示。
表1－1碳化钛的基本特性这种NaC1型结构中存在三种化学键：金属键、离子键和共价键，金属键来自费米能态非零密度和原子之间区域相对高的电子密度。
离子键是由于电荷从Ti原子迁移到C原子产生静电力的结果。
按计算，相对于中性原子的理想晶体，有近0.36个电子从Ti原子球迁移。
共价键的分数，从C原子八面体配位场能级的衰退，用分子轨道的线性组成进行计算。
一个Ti原子的5个3d轨道分裂成t2g 对称的三个轨道和e g对称的两个轨道。
因些，Ti的e g轨道的凸起角朝着邻近C 的2p x轨道延伸并形成Pd o键，而Ti的t2g轨道和邻近的C的Py轨道重叠而形成Pdπ键以及相邻的Ti原子的相应t2g轨道形成d do键。
已证实后面的金属间键随增加的亚化学计量而增加。
TiC与TiN和TiO是同一结构，O与N可以作为杂质添加或以定量加入来取代碳形成二元或三元固溶体。
这些固溶体被认为是Ti(C、N和O)的混合体。
TiC也可以与IV、V族的非碳化物形成固溶体。
C与Ti的相图见图1-1。
图1-1 Ti-C的相图由图1-1可以看出，碳化物的相具有特别宽的范围，在NaC1型结构中心立方碳亚晶格中所形成2%~3%空位，在TiC1-X的情况中最大均匀，其摩尔分数范围是32%~48.8%，温度为1870℃。
接近1900℃时另一碳化物Ti2C(摩尔分数33%)明显形成。
在富C角上，TiC0.97与C在2276℃形成一低共溶相，近似于63%的C。
3以金属来改善TiC的烧结性能及材料的硬度、韧性、强度以及抗磨损行为，已经取得许多有益的进展。
1.3 碳化钛的结构、物理及热力学性质碳化钛是过渡金属碳化物，由较小的C原子插入到Ti密堆积点阵的八面体位置而形成面心立方的NaC1型结构，见图1-2，其空间群为Fm3m。
它的真实组成常常是非化学计量的，用通式TiC x表示，此处x是指C与Ti之比，它的范围在0.47~1.0之间。
实验结果表明当x=0.45时，存在“Ti”和“TiC”两个相，Ti-C相图如图1-1所示。
由于组成的不同（x）,碳化钛的熔点在1918~3210K范围内，最高熔点对应的组成为x≈1.0。
碳化钛的晶体结构是面心立方（NaC1型），晶胞参数a0=0.4329nm±0.0001nm。
根据化学计量的不同，由实验确定的碳化钛的晶胞参数随化学计量的变化如图1-3所示。
即晶胞参数a0随着比值x的增大而增大。
碳化钛的热力学性质如表1-2所示。
最新的研究表明∆ΗfΟ是组成的函数，如图1-4所示，用外推法当x=1.0时，∆ΗfΟ=-194.37kJ․mol-1,即比表1-2中的ΔΗf(298)大5.4%。
根据表1-2中的热力学数据，从理论上可以计算碳化钛的绝热温度Τad，如图1-5所示，当ν（反应体系熔融产物的分数）=0.33时，Τab=3210K,即碳化钛的熔点。
1.4 碳化钛结构、性能与化学键碳化钛与氮化钛类陶瓷材料在科学研究与国民经济中占有重要地位。
目前超硬材料中应用最多、最具有商业前景的是碳化钛与氮化钛。
然而，至今对这类材料结构与性能的认识十分有限。
量子化学从量子力学的基本原理出发，研究原子和分子外层电子的运动规律及化学键。
由些观点，大多数材料的性能与此有关。
非金属材料（陶瓷）化学键的主要成分共价键或离子键，一般具有良好的耐高温、耐腐蚀性，但是力学性能较差。
金属材料化学键的主要成分是金属键，一般具有良好的力学性能，但是耐高温、耐腐蚀性较差。
因此，金属与非金属材料性能上的差异，很大程度上是由它们化学键成分上的差异所导致的。
改变材料中不同化学键成分之间的比例，可能制备出兼备金属与非金属优良性能的新型材料。
碳化钛、氮化钛及氧化钛化学键与性能比较。
碳化钛、氯化钛与氧化钛晶体结构均属NaC1型面心立方结构，且晶格常数均为0.424nm。
碳化钛晶胞如图1-6（a）中模型，中间三层共27个原子所组成的立方体。
由于采用的自洽场离散变分Xa(SCF-Xa-DV)方法是一种量子化学分子轨道计算方法，它通常采用有限的分子或原子族为计算模型，对于碳化钛晶胞中原子之间的位置关系，可以分为四类：位于中心的一个原子；与中心原子最邻近的6个原子，分别位于立方体的6个面心；与中心原子次邻近的12个原子，分别位于立方体的12个棱心；与中心原子再次邻近的8个原子，分别位于立方体的8个角上。
这样，碳化钛晶胞可以表示为[TiC6Ti12C8]或[CTi6C12Ti8]。
也可以简写成[Ti13C14]或[C13Ti14]。
原子电负性的次序是C<N<O,所以离子键的强度应是Ti—C<Ti—N<Ti—O。
但是，三种材料的性能，如硬度和强度的次序是TiC>TiN>TiO2，与离子键的强度次序相反。
显然，三种材料性能上的差异主要不是由它们之间离子键上的差异所导致的。
事实上，它们应该属于共价键晶体。
因而，共价键的讨论更为重要。
用SCF-Xa-DV 方法计算[Ti13C14]、[Ti13N14]和[Ti13O14]三个模型。
由于中心原子与其最邻近、次邻近及再次邻近原子的相互作用都已得到考虑，主要考虑与它相关的计算结果，[Ti13C14]、[Ti13N14]和[Ti13O14]三个模型中各中心Ti原子参入成键的总共价键级计算结果分别是1.4620、1.1305和0.8312。
同时，三个模型中各中心Ti原子与最邻近原子的成键，即Ti—C、Ti—N或Ti—O键的共价键级分别为0.5734，0.4558和0.3497。
可见共价键强度的次序是TiC>TiN>TiO2，与这三类材料硬度与强度依次递减的实验结论一致。
1.5 陶瓷材料的力学性能1.5.1 强度材料强度是指材料在一定载荷作用下发生破坏时的最大应力值。
陶瓷材料在弹性变形后立即发生脆性断裂，不出现塑性变形阶段，因此陶瓷材料室温强度测定只能获得一个断裂强度σf值。
（1）理论断裂强度与Griffith理论完整理想晶体作为完全弹性体脆性断裂时，理论断裂强度主要决定于原子间结合力即化学键类型和原子种类，可近似写为：(1-1)σth=2Εγοπαο式中，E为弹性模量；αο为原子间距，Υο为原子间结合力为最大值时的原子间距增加量（即αο+Υο时，结合力最大）。
实验结果表明，Υο≈0.14αο，故式（1-1）变为：σth≈0.1E实际上陶瓷材料的强度要比理论强度小两个数量级，如氧化铝的理论断裂强度σth=46GPa，而几乎无缺陷的氧化铝晶须要的强度约为14GPa，表面精密抛光的氧化铝单晶细棒的强度约为7GPa，块状多晶氧化铝材料的强度则只有0.1~1GPa。
基于上述事实，Griffith认为，是由于材料内既存微小裂纹的扩展连接导致了材料整体的裂纹。
他根据能量准则导出了断裂应力，如图1-7所示，含有中间穿透裂纹的单位厚度的无限大板，在应力σ的作用下产生弹性断裂时的断裂应力为：σcrit=√2Ε'Υs(1-3)πc式中，Υs 为断裂产生新表面的表面能；C 为裂纹半长；E’为弹性模量。
E’={Ε(平面应力)Ε1−Υ2（平面应力） （1-4）此断裂应力即为既存裂纹失稳扩展的临界应力。
如αο=0.33nm ,c=0.5μm ，则σcrit σth ⁄≈150⁄，这说明含有1µm 的微裂纹的完全脆性材料的断裂应力为理论强度的1/50。
式（1-3）为估算脆性材料断裂应力的基本公式，但用来估算实际材料的断裂应力并不完全合适。
由于试样及裂纹的形状、裂纹尖端塑性区的产生而引起应力松弛等因素，都会使表面能γ发生变化。
考虑上述影响因素，断裂应力表达式可为：σf =1Y √2Ε'Υ∗c式中，Y为几何因子，对不同的试样与裂纹形状可求出相应的数值，对中间含有穿透裂纹的无限大薄板Y=√1/π；Υ∗为考虑了应力松弛而引起变化的表面能。
（2）强度的测试（弯曲强度）陶瓷材料的强度测试中最普遍最常用的是弯曲强度。
弯曲强度是一个特定的弹性梁受弯曲载荷断裂时的最大应力。
弯曲强度测试方法较简单易行，且不同材料之间有可比性，并可通过所得强度数据进行简单的统计处理来预测实际产品构件的强度。
对结构陶瓷，常温弯曲强度试验方法各个国家的标准大体相同，我国对结构陶瓷弯曲强度的试验方法制定了标准（GB/T 6569-86）,最近正根据ISO 14704-2000进行修订。