Aluminiumtitanat

Kristallstruktur
	Pseudobrookit-Struktur
	Vorlage:Farbe Ti4+ 0 Vorlage:Farbe Al3+ 0 Vorlage:Farbe O2−
Allgemeines
Name	Aluminiumtitanat
Andere Namen	Tialit; ATI;
Verhältnisformel	Al2TiO5
Kurzbeschreibung	Weißer, cremegelber oder grauer Feststoff<ref name="RoosMaile2011">Eberhard Roos, Karl Maile: Werkstoffkunde für Ingenieure: Grundlagen, Anwendung, Prüfung. Gabler Wissenschaftsverlage 2011. ISBN 978-3-642-17463-6, S. 307 (eingeschränkte Vorschau in der Google-BuchsucheSkriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:GoogleBook“ ist nicht vorhanden.).</ref>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
EG-Nummer	234-456-9
ECHA-InfoCard	100.031.311
PubChem	16213786
DrugBank	Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1686: attempt to index field 'wikibase' (a nil value) Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1686: attempt to index field 'wikibase' (a nil value)
Wikidata	[[:d:Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1464: attempt to index field 'wikibase' (a nil value)\|Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1464: attempt to index field 'wikibase' (a nil value)]]
Eigenschaften
Molare Masse	181,83 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	3,68 g·cm−3 <ref name="Holleck">H. Holleck: Material Selection for Hard Coatings. In: J. Vac. Sci. and Tech. A. 1986, 4, 6, S. 2661–2669.</ref>
Schmelzpunkt	1894 °C<ref name="Holleck"/>
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung<ref name="Sigma">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Sigma-AldrichVorlage:Abrufdatum (PDF).</ref> Achtung	Gefahrensymbol
	Gefahrensymbol
H- und P-Sätze	H: 335
	P: keine P-Sätze<ref name="Sigma" />
	Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Aluminiumtitanat (oder Tialit, Kurzform ATI) ist eine oxidische Verbindung von Aluminium und Titan aus der Gruppe der Titanate, die aufgrund ihrer besonderen thermischen Eigenschaften, insbesondere der niedrigen thermischen Dehnung, für die Keramikindustrie von Bedeutung ist.

Gewinnung und Darstellung

Aluminiumtitanat kann auf verschiedene Weise hergestellt werden, zum Beispiel:

Herstellung einer stöchiometrischen Mischung aus feinkörnigem Korund und Rutil zum Beispiel in einer Presstablette und Sinterung<ref name="Zabicky">J. Zabicki, G. Kimmel, J. Yaaran, L. Zevin: Thermal Anisotropy of Tialite (Al₂TiO₅) by Powder XRD. In: NanoStructured Materials.1995, 6, S. 675–678.</ref>
Lösung von Titanylsulfat (TiOSO₄) und Aluminiumsulfat (Al₂(SO₄)₃) in destilliertem Wasser, Trocknung zu einem Pulver und anschließende Sinterung.<ref name="Nagano">M. Nagano, S. Nagashima, H. Maeda, A. Kato: Sintering behavior of Al₂TiO₅ base ceramics and their thermal properties. In: Ceramics International., 1999, 25, S. 681–687.</ref>

Durch Zugabe verschiedener Additive (zum Beispiel MgO) kann Aluminiumtitanat stabilisiert werden, das heißt, der Zerfall in Korund und Rutil im Temperaturbereich (900–1280) °C wird vermieden.<ref name="Ohya">Y. Ohya, K. Hamano, Z. Nakagawa: Effects of some additives on microstructure and bending strength of aluminum titanate ceramic. In: Yogyo-kyokai-shi. 1986, 94, S. 665–670.</ref>

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Aluminiumtitanat besitzt eine Pseudobrookit-Struktur mit orthorhombisch basisflächenzentrierter Elementarzelle. Die Raumgruppe ist Cmcm (Nr. 63)Vorlage:Raumgruppe/63.<ref>A. E. Austin und C. M. Schwartz: The crystal structure of aluminium titanate. In: Acta Cryst., 1953, 6, S. 812–813, doi:10.1107/S0365110X53002374.</ref>

Entlang der kristallographischen Achsen besteht eine deutliche Anisotropie in der thermischen Dehnung, die mittlere thermische Dehnung ist sehr niedrig (etwa 5·10⁻⁶K⁻¹ bei 1000 °C<ref name="Brook">R. J. Brook (Ed.), R. W. Cahn (Ex. Ed.), M. B. Bever (Sen. Adv. Ed.): Concise Encyclopedia of Advanced Ceramic Materials. 1. Auflage, Pergamon Press, 1991.</ref> bzw. laut anderer Quelle<ref name="Holleck"/> 0,8·10⁻⁶K⁻¹, jedoch ohne Angabe der Temperatur). Der thermische Ausdehnungskoeffizient entlang der c-Achse ist negativ.

Die Wärmeleitfähigkeit beträgt etwa 2 W/(m K)<ref name="Brook"/> für aluminiumtitanatbasierte Keramiken.

Chemische Eigenschaften

Unstabilisiertes Aluminiumtitanat zerfällt bei höheren Temperaturen in Korund und Rutil.<ref name="Ohya"/> Bei Anwesenheit von Silika kann Aluminiumtitanat zu Mullit, Korund und Rutil reagieren.<ref name="Zabicky"/>

Verwendung

Aufgrund seiner guten Thermoschockbeständigkeit sowie der niedrigen Wärmeleitfähigkeit findet Aluminiumtitanat Verwendung in der Feuerfestindustrie. Durch die starke Anisotropie in der thermischen Dehnung entstehen Mikrorisse im Gefüge tialitbasierter Keramiken, die die Temperaturwechselbeständigkeit weiter erhöhen können.

Einzelnachweise

Weblinks

Brevier Technische Keramik