由于TiCN的要求主要為O要低，C、N都要控制在一定范圍，因此，如果能控制一個(gè)穩(wěn)定的配方，穩(wěn)定的燒結(jié)溫度、受溫時(shí)間以及穩(wěn)定的N2和CO氣壓，那么就可以生產(chǎn)出我們所需要的產(chǎn)品。通過(guò)我公司的科研人員長(zhǎng)期探索和實(shí)驗(yàn)，最終找準(zhǔn)了這條路徑。
①配方上：較傳統(tǒng)方法：我們一次將TiO2 和C混合（不需TiC）即可。配入的C除能完全還原掉TiO2,中的O外還需過(guò)剩，使過(guò)剩的C與部分Ti形成TiC，另一部分Ti形成TiN。
工藝上，采用一爐兩級(jí)的溫度并且自動(dòng)控溫 。一級(jí)控溫為1230℃，正負(fù)10℃。該溫區(qū)的主要作用是將TiO2中的高價(jià)O轉(zhuǎn)化為低價(jià)O,方程式為TiO2+C=TiO+CO↑,其目的是還原掉部分O,激活TiO2的活性，為高溫帶的進(jìn)一步還原、碳化和氮化打好基礎(chǔ)。特別注意的是，此級(jí)的溫度控制比較嚴(yán)格，我們進(jìn)行了三十多次的實(shí)驗(yàn)，才找準(zhǔn)了該穩(wěn)定的反應(yīng)溫區(qū)。溫度低了TiO2將反應(yīng)不徹底，而生成的氣體有CO和CO2 的混合物,因此，尾氣帶走的碳量就不會(huì)穩(wěn)定，最終形成的產(chǎn)品C含量波動(dòng)很大而成為不合格品。如溫度過(guò)高則有部分TiO2,過(guò)早形成TiC，而不利于高溫區(qū)的氮化，使產(chǎn)品的N含量不夠以及晶粒長(zhǎng)粗。二級(jí)控溫為1650℃，正負(fù)20℃。此級(jí)主要為TiO2的徹底還原、碳化和氮化。這一級(jí)的主要原理是TiO迅速與C反應(yīng)生成活性很高的金屬Ti.由于生成的CO不停地被帶走，多余的C首先主要保證O的還原，因此，O的還原也比較徹底，最終形成的TiCN中的O含量很低（最低可達(dá)0.1%，比傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的O含量降低伍倍以上），另外，由于是整體原料從TiO2開(kāi)始到TiO再到Ti，都一直在N2中進(jìn)行，就相當(dāng)于成倍數(shù)的增加了原料的氮化機(jī)率，因此整體的制作時(shí)間只需2小時(shí)/舟即可，為傳統(tǒng)方法的一半。
