在材料科学领域，二硼化钛(TiB2)因其优异的物理和化学性能而备受瞩目。TiB2具有极高的熔点、出色的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和良好的抗氧化性，同时它也展现了良好的导电性和导热性。这些特性使得TiB2成为冶金、机械、军事、化工和电子等多个行业的重要材料。它在这些领域通常用作颗粒增强复合材料、复合陶瓷材料、硬质合金基体、阴极保护材料以及导电陶瓷材料。
然而，高效制备TiB2的方法是科研人员关注的重点，因为这关系到材料成本和应用的可行性。本研究聚焦于比较两种制备TiB2的方法：自蔓延和熔敷。自蔓延合成是一种利用材料自身反应热进行的合成方法，通常涉及固态化学反应，反应迅速且自发。而熔敷方法则是通过电流或者热源加热材料表面，形成熔融层的方法。
研究中采用的主要原料是二氧化钛(TiO2)和三氧化二硼(B2O3)，分别尝试了添加还原剂碳(C)和不添加碳的情况。在自蔓延实验中，添加了镁(Mg)作为还原剂，而熔敷实验则未添加镁而加入了碳作为还原剂。实验中原料按特定摩尔比混合后，使用机械混合并涂抹在试块上进行干燥。自蔓延实验通过碳弧引燃粉末，而熔敷实验则在坩埚中先垫一层碳粉，然后用碳弧熔透粉末。
通过实验，研究人员发现自蔓延方法制备出的TiB2量比熔敷方法多，但两种方法的反应产物中都存在大量的中间产物。分析原因，包括反应的粉末未经过压实导致反应不完全、反应速率过快导致反应物颗粒间接触时间不足、还原剂选择不当、缺少稀释剂等因素。
实验还对反应过程的热力学依据进行了分析，采用吉布斯自由能函数法计算反应的自由能变化，以评估反应进行的可能性。研究结果表明，合理控制反应速率、选择适当的还原剂和稀释剂是提高TiB2制备效率的关键因素。
本研究通过实验对比自蔓延和熔敷两种方法，揭示了不同制备方法在TiB2生产过程中的效率和产物特征，并分析了影响反应过程和产物质量的多方面因素，为后续研究提供了理论和实验依据。
