Titannitrid

Titannitrid är ett mycket hårt keramiskt material med kemisk formel TiN.

Titannitrid
Systematiskt namn	Titan(III)nitrid
Kemisk formel	TiN
Molmassa	61,8737 g/mol
Utseende	Guldgula kristaller
CAS-nummer	25583-20-4
Egenskaper
Densitet	5,22 g/cm³
Löslighet (vatten)	Olöslig
Smältpunkt	2950 °C
Kokpunkt	~4400 °C
SI-enheter & STP används om ej annat angivits

Fysikaliska egenskaper
Hårdhet	~20 GPa (Vickersprovning)
Elasticitetsmodul	251 GPa
Värmeledningsförmåga	19,2 W/(m·°C)

Mineralnamnet för titannitrid är Osbornit.

Egenskaper

Titannitrid är inert vid rumstemperatur och angrips inte av syror. Den börjar oxidera i luft vid ca 800 °C.

Titannitrid reflekterar infraröd strålning mycket bra och har ett reflexionsspektrum som liknar gulds, vilket ger den en gyllengul färg.

Framställning

Titannitrid kan framställas genom direkt reaktion mellan titan och kväve över 1200 °C.

${\rm {2\ Ti+N_{2}\rightarrow 2\ TiN}}$

Ett annat sätt är genom aminolys av titantetraklorid (TiCl₄) i gasform vid 900 °C.

${\rm {4\ TiCl_{4}+6\ NH_{3}\rightarrow 4\ TiN+16\ HCl+N_{2}+H_{2}}}$

I reaktionen reduceras titan från oxidationstillstånd +4 till +3 genom att kvävet i ammoniak donerar elektroner när det bildar kvävgas. Vid överskott på ammoniak bildas ammoniumklorid (NH₄Cl).

Användning

Titannitrid används som ytbeläggning på skärande verktyg, till exempel borrar, svarvstål och knivar (i synnerhet skalpeller). På grund av sin färg används det också för att tillverka oäkta smycken.

Eftersom det är inert används det även till implantat och proteser, framför allt höftledsproteser tillverkade i titan där ytbeläggningen av titannitrid framställs genom anlöpning i kvävgas.

Annars är den vanligaste metoden att applicera titannitrid genom Chemical Vapor Deposition eller Physical Vapor Deposition.

Källor

• Material Safety Data Sheet ESPI Metalls

Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från tyskspråkiga Wikipedia, Titannitrid, tidigare version.