硼化钛(TiB2)是一种极具工业价值的高性能陶瓷材料，以其独特的物理化学性质在多个领域获得广泛应用。作为过渡金属硼化物的典型代表，其晶体结构呈现六方晶系(C32型)，空间群为P6/mmm，这种特殊结构赋予了材料极高的熔点(2980℃)和硬度(显微硬度25-35GPa)。在极端环境下仍能保持优异的稳定性，特别是在高温氧化环境中表现出色，这使其成为耐高温涂层的理想选择。
从微观结构来看，硼化钛最显著的特征是由钛原子层与硼原子层交替堆叠构成，其中硼原子形成二维石墨烯状六方网络结构。这种特殊的键合方式不仅造就了出色的导热性能(24W/m·K)，还提供了卓越的电导率(电阻率14-28μΩ·cm)，这在陶瓷材料中极为罕见。材料理论密度约为4.52g/cm³，与金属铝相近，但强度却高出数倍，这种高强度重量比特性使其在航空航天领域备受青睐。
在制备工艺方面，硼化钛主要通过高温合成法获得，包括直接元素反应法(钛粉与硼粉在1000℃以上反应)、碳热还原法(利用TiO2和B4C在1600-2000℃反应)以及自蔓延高温合成技术。其中自蔓延法因其节能高效的特点，特别适合工业化生产，但需要精确控制反应条件以避免杂质相(如TiB)生成。现代制备技术如等离子喷涂和化学气相沉积还能获得纳米级硼化钛粉体，粒径可控制在50-200nm范围。
实际应用中，硼化钛最主要作为增强相用于铝基复合材料，它能显著提升铝合金的强度和耐磨性而不损害导电性。在电解铝工业中，硼化钛阴极可有效降低能耗，延长电解槽寿命。同时它也是切削工具的重要涂层材料，特别是加工铝合金时，TiB2涂层刀具寿命可比普通硬质合金提高5-8倍。新兴应用还包括核反应堆控制材料、装甲防护以及电子封装等领域，展现出广阔的市场前景。
随着材料科学的进步，硼化钛复合材料成为研究热点，通过与碳化硅、氮化铝等第二相复合，可进一步改善其断裂韧性和抗热震性能。值得注意的是，纳米结构硼化钛在催化领域也显示出独特潜力，其表面活性位点对某些有机反应具有优异的选择性。虽然生产成本相对较高，但随着制备工艺优化和规模化生产，硼化钛在高端制造领域的重要性将持续提升。
