Titanborid
chemische Verbindung
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Titanborid, auch Titandiborid, ist eine anorganische chemische Verbindung des Bors aus der Gruppe der Boride.
| Kristallstruktur | |||||||||||||||||||
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| _ Ti _ B | |||||||||||||||||||
| Allgemeines | |||||||||||||||||||
| Name | Titanborid | ||||||||||||||||||
| Andere Namen |
Titandiborid | ||||||||||||||||||
| Verhältnisformel | TiB2 | ||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung |
graues Pulver[1] | ||||||||||||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | |||||||||||||||||||
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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 | |||||||||||||||||||
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| Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). | |||||||||||||||||||
Gewinnung und Darstellung
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 {\mathrm {TiCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}2\,\mathrm {BCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}5\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {TiB} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}10\,\mathrm {HCl} }}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f66a3771f24dcdf1ae33d8a3fb32204014182fbe)
Es entsteht auch beim Sintern von Keramik mit ähnlichen Verbindungen.[5]
![{\displaystyle {\mathrm {ZrB} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}\mathrm {TiO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {ZrO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}\mathrm {TiB} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/34af8d6e8f563acf6dcc804a76c5432a3e3eee90)
Auch die Herstellung durch Reaktion von Titandioxid mit Bortrioxid sowie Aluminium-, Silicium- oder Magnesiumpulver als Reduktionsmittel möglich.[6]
![{\displaystyle {3\,\mathrm {TiO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}3\,\mathrm {B} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}10\,\mathrm {Al} {}\mathrel {\longrightarrow } {}3\,\mathrm {TiB} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}5\,\mathrm {Al} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ee7d936c42be9aaca6ba0b136562a83e5ca2f5af)
Beim sogenannten Borcarbidverfahren erfolgt eine Oberflächenhärtung zu Titanborid mit zusätzlichem Kohlenstoff und Titandioxid als Edukten:[6]
![{\displaystyle {2\,\mathrm {TiO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}\mathrm {B} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}\mathrm {C} {}+{}3\,\mathrm {C} {}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {TiB} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}4\,\mathrm {CO} }}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/dda9c5017ac101cec0d6be2712f7b8d1581e93b1)
Eigenschaften
Titanborid ist ein graues Pulver,[1] das eine gute elektrische Leitfähigkeit besitzt.[2]
Verwendung
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 {3\,\mathrm {K} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {TiF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{6}}{}+{}6\,\mathrm {KBF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}10\,\mathrm {Al} {}\mathrel {\longrightarrow } {}3\,\mathrm {TiB} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}4\,\mathrm {K} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {AlF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{6}}{}+{}6\,\mathrm {AlF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/db78b3d8c623fa861af9fe8819321169079a34d3)
Es wird auch für Mantelrohre von Thermoelementen und zum Bau von Behältern für flüssige Metalle wie Aluminium eingesetzt.[9]