碳化鈦 (TaC) 是一族鉭和碳的二元化合物，經驗式為 TaCx，其中 x 通常在 0.4 和 1 之間變化。它們是極硬、易碎、難熔的陶瓷材料，具有金屬導電性。 它們呈棕灰色粉末，通常通過燒結處理。

作為重要的金屬陶瓷材料，碳化鉭在商業上用于切削應用的刀頭，有時還添加到碳化鎢合金中。

根據純度和測量條件，先前估計碳化鉭的熔點約為 3,880 °C； 這個值是二元化合物中最高的。 據估計，只有碳化鉿鉭具有 3,942 °C 的更高熔點。 然而，新的測試最終證明 TaC 實際上具有 3,768 °C 的熔點，而碳化鉭鉿和碳化鉿均具有更高的熔點。

通過在真空或惰性氣體氣氛（氬氣）中加熱鉭和石墨粉末的混合物來制備所需成分的 TaCx 粉末。 使用熔爐或電弧熔化裝置在約 2,000 °C 的溫度下進行加熱。 另一種技術是在 1,500–1,700 °C 的溫度下，在真空或氫氣氛中用碳還原五氧化二鉭。 這種方法在 1876 年被用于獲得碳化鉭，但它缺乏對產品化學計量的控制。 已報道通過自蔓延高溫合成直接從元素生產 TaC。

TaCx 化合物具有立方（巖鹽）晶體結構，x = 0.7–1.0； 晶格參數隨 x 增加。 TaC0.5有兩種主要晶型。 更穩定的一種具有反碘化鎘型三角結構，加熱到約 2,000°C 后會轉變為碳原子沒有長程有序的六方晶格。

這里 Z 是每個晶胞的公式單元數，ρ 是從晶格參數計算的密度。

碳化鉭中鉭和碳原子之間的鍵合是離子、金屬和共價成分的復雜混合物，由于共價成分很強，這些碳化物是非常硬和脆的材料。 例如，TaC 的顯微硬度為 1,600–2,000 kg/mm2（~9 Mohs），彈性模量為 285 GPa，而鉭的相應值為 110 kg/mm2 和 186 GPa。

碳化鈦具有金屬導電性，無論是大小還是溫度依賴性。 TaC 是一種具有相對較高轉變溫度 TC = 10.35 K 的超導體。

TaCx 的磁性從 x ≤ 0.9 的反磁性變為較大 x 的順磁性。 盡管 HfCx 具有與 TaCx 相同的晶體結構，但觀察到其具有相反的行為（隨著 x 增加的順抗磁轉變）。

碳化鈦由于其在熔點、硬度、彈性模量、導熱性、導熱性等方面的優異物理性能，被廣泛用作超高溫陶瓷（UHTCs）的燒結添加劑或高熵合金（HEAs）的陶瓷增強劑。 抗震性和化學穩定性使其成為航空航天工業中飛機和火箭的理想材料。

王等。 已經通過機械合金化和反應熱壓燒結方法合成了添加 TaC 的 SiBCN 陶瓷基體，其中將 BN、石墨和 TaC 粉末與球磨混合并在 1,900 °C 下燒結以獲得 SiBCN-TaC 復合材料。 在合成過程中，球磨工藝將 TaC 粉末細化至 5 nm，而不與其他成分發生反應，從而形成由直徑為 100 nm-200 nm 的球形團簇組成的團聚體。

TEM 分析表明，TaC 在基體中以 10-20 nm 大小的納米粒子形式隨機分布，或者以 3-5 nm 的較小尺寸分布在 BN 中。 結果，添加 10 wt% TaC 的復合材料提高了基體的斷裂韌性，達到 399.5MPa，而原始 SiBCN 陶瓷為 127.9MPa。 這主要是由于 TaC 和 SiBCN 陶瓷基體之間的熱膨脹系數不匹配。 由于TaC具有比SiBCN基體更大的熱膨脹系數，因此TaC顆粒承受拉應力，而基體承受徑向拉應力和切向壓應力。 這使得裂紋繞過顆粒并吸收一些能量以實現增韌。 此外，由于晶粒尺寸減小，TaC 顆粒的均勻分布有助于由 Hall-Petch 關系解釋的屈服應力。

魏等。 使用真空電弧熔煉合成了新型耐火 MoNbRe0.5W(TaC)x HEA 基體。 XRD圖譜表明，所得材料主要由基a中的單個BCC晶體結構組成。