„Titancarbid“ – Versionsunterschied
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'''Titancarbid''' ist eine anorganische [[chemische Verbindung]] aus den Elementen [[Titan (Element)|Titan]] und [[Kohlenstoff]]. |
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== Gewinnung und Darstellung == |
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Titancarbid kann durch carbothermische Reduktion von [[Titandioxid]] |
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oder durch Synthese aus den Elementen oder durch ein Aufwachsverfahren ähnlich wie [[Titannitrid]] gewonnen werden.<ref name="brauer">{{BibISBN|3432878133| Seiten=1385}}</ref> Bei ersterer Reaktion können je nach Reaktionsbedingungen an Luft auch Mischkristalle in Form von Titancarbonitrid TiCN oder Titancarboxynitrid TiCON entstehen.<ref name="Horst Briehl">{{Literatur | Autor = Horst Briehl | Titel = Chemie der Werkstoffe | Verlag = Springer | ISBN = |
oder durch Synthese aus den Elementen oder durch ein Aufwachsverfahren ähnlich wie [[Titannitrid]] gewonnen werden.<ref name="brauer">{{BibISBN|3432878133| Seiten=1385}}</ref> Bei ersterer Reaktion können je nach Reaktionsbedingungen an Luft auch Mischkristalle in Form von Titancarbonitrid (TiCN) oder Titancarboxynitrid (TiCON) entstehen.<ref name="Horst Briehl">{{Literatur | Autor = Horst Briehl | Titel = Chemie der Werkstoffe | Verlag = Springer | ISBN = 9783835102231 | Jahr = 2007 | Online = {{Google Buch | BuchID = GH91Edr5pdIC | Seite = 244 }} | Seiten = 244 }}</ref> |
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== Eigenschaften == |
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Titancarbid ist ein graues brennbares Pulver, das praktisch unlöslich in Wasser ist.<ref name="GESTIS"/> Es ist unlöslich in [[Salzsäure]] und Schwefelsäure, jedoch löslich in [[Salpetersäure]]. An Luft ist es bis 800 °C stabil. Bei sehr guter elektrischer Leitfähigkeit besitzt es einen positiven Temperaturkoeffizienten. Titancarbid besitzt eine [[Kristallstruktur]] vom [[Natriumchlorid]]-Typ mit beträchtlicher Phasenbreite (TiC<sub>1,0</sub>-TiC<sub>0,3</sub>).<ref name="brauer"/><ref name="Erwin Riedel, Christoph Janiak">{{Literatur | Autor = Erwin Riedel, Christoph Janiak | Titel = Anorganische Chemie | Verlag = Walter de Gruyter | ISBN = |
Titancarbid ist ein graues brennbares Pulver, das praktisch unlöslich in Wasser ist.<ref name="GESTIS"/> Es ist unlöslich in [[Salzsäure]] und Schwefelsäure, jedoch löslich in [[Salpetersäure]]. An Luft ist es bis 800 °C stabil. Bei sehr guter elektrischer Leitfähigkeit besitzt es einen positiven Temperaturkoeffizienten. Titancarbid besitzt eine [[Kristallstruktur]] vom [[Natriumchlorid]]-Typ mit beträchtlicher Phasenbreite (TiC<sub>1,0</sub>-TiC<sub>0,3</sub>).<ref name="brauer"/><ref name="Erwin Riedel, Christoph Janiak">{{Literatur | Autor = Erwin Riedel, Christoph Janiak | Titel = Anorganische Chemie | Verlag = Walter de Gruyter | ISBN = 3110225670 | Jahr = 2011 | Online = {{Google Buch | BuchID = r9jDGpBD7i0C | Seite = 788 }} | Seiten = 788 }}</ref> Bei den unterstöchiometrischen Verbindungen bleiben die Plätze der Nichtmetallatome unbesetzt. Eine vollständige Besetzung wird auffallenderweise nicht ganz erreicht (TiC<sub>0,98</sub>).<ref name="Werner Schatt, Klaus-Peter Wieters, Bernd Kieback">{{Literatur | Autor = Werner Schatt, Klaus-Peter Wieters, Bernd Kieback | Titel = Pulvermetallurgie | Verlag = Springer | ISBN = 9783540236528 | Jahr = 2006 | Online = {{Google Buch | BuchID = iBLXnBIBeGMC | Seite = 506 }} | Seiten = 506 }}</ref> Es zeichnet sich durch eine besonders hohe [[Vickershärte|Härte]] von bis zu 4000 HV aus.<ref name="Eifeler Unternehmensgruppe">Eifeler Unternehmensgruppe: [http://www.eifeler.com/leistungen/cvd-schichtsysteme/tic-titancarbid/ High Tech Beschichtungen - Titancarbid]</ref> Die Biegebruchfestigkeit liegt bei 240–400 MPa, die Härte HV1 bei 22–30 GPa und der Elastizitätsmodul bei 550–570 GPa.<ref name="Hans Kurt Tönshoff">{{Literatur | Autor = Hans Kurt Tönshoff | Titel = Werkzeuge für die moderne Fertigung: Möglichkeiten zur Rationalisierung in der spanenden Fertigung | Reihe= Kontakt & Studium |Band= 370| Verlag = expert verlag | ISBN = 3816907660<span dir="ltr"></span>| Jahr = 1993 | Online = {{Google Buch | BuchID = 6h3kd5zla4QC | Seite = 50 }} | Seiten = 50 }}</ref> |
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== Verwendung == |
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Der Stoff wird als Beschichtungsmaterial für [[Wendeschneidplatte]]n, [[Fräswerkzeug]]e, [[Räumnadel]]n, Formwerkzeuge, Sägeblätter, etc. verwendet. |
Der Stoff wird als Beschichtungsmaterial für [[Wendeschneidplatte]]n, [[Fräswerkzeug]]e, [[Räumnadel]]n, Formwerkzeuge, Sägeblätter, etc. verwendet. |
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| ⚫ | Weitere Verwendung findet Titancarbid im allgemeinen [[Werkzeugbau]] und in der chemischen Industrie als wesentlicher Bestandteil der [[Sinter]]-Werkstofffamilie [[Ferro-Titanit]]<ref>{{Literatur | Autor = F. Frehn | Titel = Neue Korrosions- und Verschleißfeste, bearbeitbare Hartstoffe: Ferro-Titanit für die chemische Technik | Sammelwerk = Materials and Corrosion | Band = 30 | Jahr = 1979 | Datum = 1979-12-01| Nummer = 12| Seiten = 870–872| DOI= 10.1002/maco.19790301208}}</ref><ref> [[Deutsche Edelstahlwerke GmbH|Deutsche Edelstahlwerke]]: [http://www.ferro-titanit.com/fileadmin/files/ferro-titanit.com/documents/027_DEW_Ferro_Titanit_D.pdf Ferro-Titanit - Pulver-metallurgische Hartstoffe]</ref> bzw. allgemein als Bestandteil von rost- und säurebeständigen [[Stahl|Stählen]] und [[Hartmetall]]en.<ref name="Horst Briehl" /> So ist es mit bis zu 4 % Bestandteil der Hartmetalle der Gruppe K, bis zu 10 % in Hartmetallen der Gruppe M und bis zu 43 % in der Gruppe P. Titancarbid erhöht die Warmfestigkeit, Härte und Oxidationsbeständigkeit.<ref name="Hans-Jürgen Bargel, Günter Schulze">{{Literatur | Autor = Hans-Jürgen Bargel, Günter Schulze | Titel = Werkstoffkunde | Verlag = Springer DE | ISBN = 9783540792970 | Jahr = 2008 | Online = {{Google Buch | BuchID = pKsoPh0lbpEC | Seite = 333 }} | Seiten = 333 }}</ref> |
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Weitere Verwendung findet Titancarbid im allgemeinen [[Werkzeugbau]] und in der chemischen Industrie als wesentlicher Bestandteil der [[Sinter]]-Werkstofffamilie [[Ferro-Titanit]]<ref>Materials and Corrosion, Volume 30, Issue 12, S. 870-872.</ref><ref> Deutsche |
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| ⚫ | Edelstahlwerke: [http://www.ferro-titanit.com/fileadmin/files/ferro-titanit.com/documents/027_DEW_Ferro_Titanit_D.pdf Ferro-Titanit - Pulver-metallurgische Hartstoffe]</ref> bzw. allgemein als Bestandteil von rost- und säurebeständigen [[Stahl|Stählen]] und [[Hartmetall]]en.<ref name="Horst Briehl" /> So ist es mit bis zu 4 % Bestandteil der Hartmetalle der Gruppe K, bis zu 10 % in Hartmetallen der Gruppe M und bis zu 43 % in der Gruppe P. Titancarbid erhöht die Warmfestigkeit, Härte und Oxidationsbeständigkeit.<ref name="Hans-Jürgen Bargel, Günter Schulze">{{Literatur | Autor = Hans-Jürgen Bargel, Günter Schulze | Titel = Werkstoffkunde | Verlag = Springer DE | ISBN = |
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== Einzelnachweise == |
== Einzelnachweise == |
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Version vom 21. September 2014, 14:02 Uhr
| Kristallstruktur | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||
| __ Ti4+ __ C4− | |||||||
| Kristallsystem |
kubisch | ||||||
| Raumgruppe |
| ||||||
| Koordinationszahlen |
Ti[6], C[6] | ||||||
| Allgemeines | |||||||
| Name | Titancarbid | ||||||
| Verhältnisformel | TiC | ||||||
| Kurzbeschreibung |
graue bis schwarze, silberglänzende Verbindung [1] | ||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | |||||||
| |||||||
| Eigenschaften | |||||||
| Molare Masse | 59,88 g·mol−1 | ||||||
| Aggregatzustand |
fest | ||||||
| Dichte |
4,93 g·cm−3[2] | ||||||
| Schmelzpunkt | |||||||
| Siedepunkt |
4820 °C[2] | ||||||
| Löslichkeit |
10 mg·l−1 in Wasser[2] | ||||||
| Sicherheitshinweise | |||||||
| |||||||
| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. | |||||||
Titancarbid ist eine anorganische chemische Verbindung aus den Elementen Titan und Kohlenstoff.
Gewinnung und Darstellung
Titancarbid wird bei der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD) aus Titan und Methan erzeugt:
Bei der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) wird als Ausgangsmaterial Titan(IV)-chlorid verwendet:
Titancarbid kann durch carbothermische Reduktion von Titandioxid
oder durch Synthese aus den Elementen oder durch ein Aufwachsverfahren ähnlich wie Titannitrid gewonnen werden.[3] Bei ersterer Reaktion können je nach Reaktionsbedingungen an Luft auch Mischkristalle in Form von Titancarbonitrid (TiCN) oder Titancarboxynitrid (TiCON) entstehen.[4]
Besonders reines, stöchiometrisch zusammengesetztes Titancarbid scheidet sich bei festgelegtem Titan(IV)-chlorid/Kohlenstofftetrachlorid-Verhältnis an auf mehr als 1250 °C erhitzten Graphitstäben ab.[3]
Eigenschaften
Titancarbid ist ein graues brennbares Pulver, das praktisch unlöslich in Wasser ist.[2] Es ist unlöslich in Salzsäure und Schwefelsäure, jedoch löslich in Salpetersäure. An Luft ist es bis 800 °C stabil. Bei sehr guter elektrischer Leitfähigkeit besitzt es einen positiven Temperaturkoeffizienten. Titancarbid besitzt eine Kristallstruktur vom Natriumchlorid-Typ mit beträchtlicher Phasenbreite (TiC1,0-TiC0,3).[3][5] Bei den unterstöchiometrischen Verbindungen bleiben die Plätze der Nichtmetallatome unbesetzt. Eine vollständige Besetzung wird auffallenderweise nicht ganz erreicht (TiC0,98).[6] Es zeichnet sich durch eine besonders hohe Härte von bis zu 4000 HV aus.[7] Die Biegebruchfestigkeit liegt bei 240–400 MPa, die Härte HV1 bei 22–30 GPa und der Elastizitätsmodul bei 550–570 GPa.[8]
Verwendung
Der Stoff wird als Beschichtungsmaterial für Wendeschneidplatten, Fräswerkzeuge, Räumnadeln, Formwerkzeuge, Sägeblätter, etc. verwendet.
Weitere Verwendung findet Titancarbid im allgemeinen Werkzeugbau und in der chemischen Industrie als wesentlicher Bestandteil der Sinter-Werkstofffamilie Ferro-Titanit[9][10] bzw. allgemein als Bestandteil von rost- und säurebeständigen Stählen und Hartmetallen.[4] So ist es mit bis zu 4 % Bestandteil der Hartmetalle der Gruppe K, bis zu 10 % in Hartmetallen der Gruppe M und bis zu 43 % in der Gruppe P. Titancarbid erhöht die Warmfestigkeit, Härte und Oxidationsbeständigkeit.[11]
Einzelnachweise
- ↑ Brockhaus ABC Chemie, VEB F. A. Brockhaus Verlag Leipzig 1965, S. 1421.
- ↑ a b c d e f g Eintrag zu CAS-Nr. 12070-08-5 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich)
- ↑ a b c Georg Brauer (Hrsg.): Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearb. Auflage. Band II. Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 1385.
- ↑ a b Horst Briehl: Chemie der Werkstoffe. Springer, 2007, ISBN 978-3-8351-0223-1, S. 244 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ Erwin Riedel, Christoph Janiak: Anorganische Chemie. Walter de Gruyter, 2011, ISBN 3-11-022567-0, S. 788 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ Werner Schatt, Klaus-Peter Wieters, Bernd Kieback: Pulvermetallurgie. Springer, 2006, ISBN 978-3-540-23652-8, S. 506 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ Eifeler Unternehmensgruppe: High Tech Beschichtungen - Titancarbid
- ↑ Hans Kurt Tönshoff: Werkzeuge für die moderne Fertigung: Möglichkeiten zur Rationalisierung in der spanenden Fertigung (= Kontakt & Studium. Band 370). expert verlag, 1993, ISBN 3816907660(?!), S. 50 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ F. Frehn: Neue Korrosions- und Verschleißfeste, bearbeitbare Hartstoffe: Ferro-Titanit für die chemische Technik. In: Materials and Corrosion. Band 30, Nr. 12, 1979, S. 870–872, doi:10.1002/maco.19790301208.
- ↑ Deutsche Edelstahlwerke: Ferro-Titanit - Pulver-metallurgische Hartstoffe
- ↑ Hans-Jürgen Bargel, Günter Schulze: Werkstoffkunde. Springer DE, 2008, ISBN 978-3-540-79297-0, S. 333 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).