Titanborid
Kristallstruktur | |
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Kristallstruktur von Titanborid | |
_ Ti 0 _ B | |
Allgemeines | |
Name | Titanborid |
Andere Namen |
Titandiborid |
Verhältnisformel | TiB2 |
Kurzbeschreibung |
graues Pulver[1] |
Externe Identifikatoren/Datenbanken | |
EG-Nummer
234-961-4
ECHA-InfoCard
100.031.771
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Eigenschaften | |
Molare Masse | 69,49 g·mol −1 |
Aggregatzustand |
fest[1] |
Dichte |
4,52 g·cm−3 (25 °C)[1] |
Sicherheitshinweise | |
H- und P-Sätze | H: 302‐312‐332 |
P: 280 [1] |
Titanborid, auch Titandiborid, ist eine anorganische chemische Verbindung des Bors aus der Gruppe der Boride.
Gewinnung und Darstellung
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten ]Titanborid wird carbothermisch durch Sintern oder in flüssiger Phase im Lichtbogenofen dargestellt.[2] Es kann auch an glühenden Wolframfäden aus Dampfgemischen von Titan(III)-chlorid, Bortribromid und Wasserstoff bei 1400 bis 1600 °C gewonnen werden.[3]
Oder man setzt Gemische der flüchtigen Chloride mit Wasserstoff um:[4]
- {\displaystyle {\ce {TiCl4 + 2 BCl3 + 5 H2 -> TiB2 + 10 HCl}}}
Es entsteht auch beim Sintern von Keramik mit ähnlichen Verbindungen.[5]
- {\displaystyle {\ce {ZrB2 + TiO2 -> ZrO2 + TiB2}}}
Auch die Herstellung durch Reaktion von Titandioxid mit Bortrioxid sowie Aluminium-, Silicium- oder Magnesiumpulver als Reduktionsmittel möglich.[6]
- {\displaystyle {\ce {3TiO2 +3B2O3 +10Al -> 3TiB2 +5Al2O3}}}
Beim sogenannten Borcarbidverfahren erfolgt eine Oberflächenhärtung zu Titanborid mit zusätzlichem Kohlenstoff und Titandioxid als Edukten:[6]
- {\displaystyle {\ce {2 TiO2 + B4C + 3 C -> 2 TiB2 + 4CO}}}
Eigenschaften
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten ]Titanborid ist ein graues Pulver,[1] das eine gute elektrische Leitfähigkeit besitzt.[2]
Verwendung
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten ]Titanborid wird zusammen mit Bornitrid als Material für Verdampferschiffchen verwendet. In kleinerem Umfang wird es als Versuchsmaterial für Kathoden von Alumnium-Schmelzflusselektrolysezellen und als Panzermaterial[2] [7] sowie als Ersatz für Diamantstaub und für Beschichtungen verwendet. Durch Einlagerung von Titanborid-Partikeln in Aluminium lassen sich die Eigenschaften (z. B. Härte) des Aluminiums verbessern, so nutzt man die »leichte« Legierung Al·x TiB2 anstelle schwerer Legierungen wie Stahl z. B. beim Fahrrad-, Motoren- und Flugzeugbau (nach ISPRAM-Verfahren = in situ processing of aluminum matrix composites).[8]
- {\displaystyle {\ce {3 K2TiF6 + 6 KBF4 + 10 Al -> 3 TiB2 + 4 K3AlF6 + 6 AlF3}}}
Es wird auch für Mantelrohre von Thermoelementen und zum Bau von Behältern für flüssige Metalle wie Aluminium eingesetzt.[9]
Einzelnachweise
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten ]- ↑ a b c d e f Datenblatt Titanium boride, powder, <10 μm bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 15. September 2015 (PDF).
- ↑ a b c Wolfgang Kollenberg: Technische Keramik Grundlagen, Werkstoffe, Verfahrenstechnik. Vulkan-Verlag GmbH, 2004, ISBN 978-3-8027-2927-0, S. 339 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ Richard Kieffer, Paul Schwarzkopf: Hartstoffe und Hartmetalle. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-7091-3901-1, S. 259 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ Gert Blumenthal, Dietmar Linke, Siegfried Vieth: Chemie - Grundwissen für Ingenieure. Springer-Verlag, 2007, ISBN 978-3-8351-9047-4, S. 239 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ Hermann Salmang, Horst Scholze: Keramik. Springer-Verlag, 2006, ISBN 978-3-540-49469-0, S. 380 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ a b Horst Briehl: Chemie der Werkstoffe. Springer Science & Business Media, 2007, ISBN 978-3-8351-0223-1, S. 253 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ James W. McCauley, Andrew Crowson, William A. Gooch, Jr., A. M. Rajendran, Stephan J. Bless, Kathryn Logan, Michael Normandia, Steven Wax: Ceramic Armor Materials by Design. John Wiley & Sons, 2012, ISBN 1-118-38110-6, S. 633 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ Nebengruppenelemente, Lanthanoide, Actinoide, Transactinoide Band 2: Nebengruppenelemente, Lanthanoide, Actinoide, Transactinoide, Anhänge. Walter de Gruyter GmbH & Co KG, 2016, ISBN 978-3-11-049590-4, S. 1806 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ Ralf Steudel: Chemie der Nichtmetalle Synthesen - Strukturen - Bindung – Verwendung. Walter de Gruyter, 2013, ISBN 978-3-11-030797-9, S. 212 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).