Titanborid

Kristallstruktur
Vorlage:Farbe Ti 0 Vorlage:Farbe B
Allgemeines
Name	Titanborid
Andere Namen	Titandiborid
Verhältnisformel	TiB2
Kurzbeschreibung	graues Pulver<ref name="Sigma" />
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 234-961-4 ECHA-InfoCard 100.031.771 PubChem 92028754 ChemSpider 21171261 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	69,49 g·mol−1
Aggregatzustand	fest<ref name="Sigma" />
Dichte	4,52 g·cm−3 (25 °C)<ref name="Sigma" />
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung<ref name="Sigma">Datenblatt Titanium boride, powder, <10 μm bei Sigma-AldrichVorlage:Abrufdatum (PDF).</ref> Achtung H- und P-Sätze H: 302​‐​312​‐​332 P: 280<ref name="Sigma" />
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Titanborid, auch Titandiborid, ist eine anorganische chemische Verbindung des Bors aus der Gruppe der Boride.

Gewinnung und Darstellung

Titanborid wird carbothermisch durch Sintern oder in flüssiger Phase im Lichtbogenofen dargestellt.<ref name="Wolfgang Kollenberg" /> Es kann auch an glühenden Wolframfäden aus Dampfgemischen von Titan(III)-chlorid, Bortribromid und Wasserstoff bei 1400 bis 1600 °C gewonnen werden.<ref name="Richard Kieffer, Paul Schwarzkopf">Richard Kieffer, Paul Schwarzkopf: Hartstoffe und Hartmetalle. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-7091-3901-1, S. 259 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). </ref>

Oder man setzt Gemische der flüchtigen Chloride mit Wasserstoff um:<ref name="Gert Blumenthal, Dietmar Linke, Siegfried Vieth">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). </ref>

<chem>TiCl4 + 2 BCl3 + 5 H2 -> TiB2 + 10 HCl</chem>

Es entsteht auch beim Sintern von Keramik mit ähnlichen Verbindungen.<ref name="Hermann Salmang, Horst Scholze">Hermann Salmang, Horst Scholze: Keramik. Springer-Verlag, 2006, ISBN 3-540-49469-3, S. 380 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). </ref>

<chem>ZrB2 + TiO2 -> ZrO2 + TiB2</chem>

Auch die Herstellung durch Reaktion von Titandioxid mit Bortrioxid sowie Aluminium-, Silicium- oder Magnesiumpulver als Reduktionsmittel möglich.<ref name="Horst Briehl">Horst Briehl: Chemie der Werkstoffe. Springer Science & Business Media, 2007, ISBN 978-3-8351-0223-1, S. 253 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). </ref>

<chem>3TiO2 +3B2O3 +10Al -> 3TiB2 +5Al2O3</chem>

Beim sogenannten Borcarbidverfahren erfolgt eine Oberflächenhärtung zu Titanborid mit zusätzlichem Kohlenstoff und Titandioxid als Edukten:<ref name="Horst Briehl" />

<chem>2 TiO2 + B4C + 3 C -> 2 TiB2 + 4CO</chem>

Eigenschaften

Titanborid ist ein graues Pulver,<ref name="Sigma" /> das eine gute elektrische Leitfähigkeit besitzt.<ref name="Wolfgang Kollenberg" />

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<ref name="Wolfgang Kollenberg">Wolfgang Kollenberg: Technische Keramik Grundlagen, Werkstoffe, Verfahrenstechnik. Vulkan-Verlag GmbH, 2004, ISBN 3-8027-2927-7, S. 339 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). </ref><ref name="James W. McCauley, Andrew Crowson, William A. Gooch, Jr., A. M. Rajendran, Stephan J. Bless, Kathryn Logan, Michael Normandia, Steven Wax">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 978-1-118-38110-6, S. 633 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). </ref> 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).<ref>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). </ref>

<chem>3 K2TiF6 + 6 KBF4 + 10 Al -> 3 TiB2 + 4 K3AlF6 + 6 AlF3</chem>

Es wird auch für Mantelrohre von Thermoelementen und zum Bau von Behältern für flüssige Metalle wie Aluminium eingesetzt.<ref name="Ralf Steudel">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). </ref>

Einzelnachweise

<references />