Im binären Phasendiagramm Titan-Aluminium nach Murray, McCullough und Huang existieren mindestens vier intermetallische Phasen. Die beiden wichtigsten sind das hexagonale α2–Ti3Al, welches bei Raumtemperatur etwa 25 bis 35% Aluminium enthalten kann und das γ–TiAl mit 50 bis 55% Aluminium, L10-Überstruktur und einer tetragonal verzerrten kubisch flächenzentriertenElementarzelle. Einige der technisch bedeutsamen Ti-Al-Legierungen bestehen bei Aluminiumgehalten zwischen 35 und 50% auch aus einem Gemisch dieser beiden Phasen.
Daneben gibt es noch die weniger temperaturbeständigen Phasen TiAl2 mit etwa 65% und η–Al3Ti mit ca. 75% Aluminium. Die geordneten Phasen Ti2Al5 und Ti5Al11 sind noch nicht hinreichend untersucht.
Eigenschaften
Textur Polfiguren von gamma-TiAl in einem gewalzten Blech einer alpha2-gamma Zweiphasenlegierung.
Die Oberflächenoxidation limitiert die maximale Arbeitstemperatur auf ca. 750°C. In Forschungsprojekten wird daher versucht, dem Material weitere Einsatzbereiche zu erschließen:
An der TU Chemnitz wurde 2005 ein kostengünstigeres Herstellungsverfahren entwickelt und patentiert. Es nutzt Abfälle aus der Titan- und Aluminiumproduktion, die in einem Sinterprozess zu Titantrialuminiden verarbeitet werden.
Das DECHEMA-Forschungsinstitut arbeitet an schützenden Oberflächenbeschichtungen durch Halogenierung, welche die Oxidationsbeständigkeit deutlich verbessern und somit den nutzbaren Temperaturbereich auf über 1000°C ausdehnen.
Bereits 2008 wurde an Gamma-Titanaluminid für den ultraleichte Kurbeltriebe geforscht.
Literatur
J. H. Westbrook, Robert L. Fleischer (Hrsg.):Intermetallic Compounds: Principles and Applications. 2 Volume Set: Principles/Practice v. 1 & 2. John Wiley & Sons, 1994, ISBN 0-471-93453-4.
J. H. Westbrook, Robert L. Fleischer (Hrsg.):Intermetallic Compounds: Progress: 3. John Wiley & Sons, Chichester 2002, ISBN 0-471-49315-5.
12Tom Majewski: Spurenbestimmung metallischer Verunreinigungen in γ-TiAl und den hochreinen Ausgangsmaterialien Al und Ti mittels ICP-Massenspektrometrie. Dissertation, Universität Hannover 2002, DNB965453219/34, S. 5. sowie Quellen [14]–[19]
↑Liss KD, Bartels A, Schreyer A, Clemens H:High energy X-rays: A tool for advanced bulk investigations in materials science and physics. In: Textures Microstruct. 35. Jahrgang, Nr.3/4, 2003, S.219–52, doi:10.1080/07303300310001634952 (englisch).
