DE3442270C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines metamorphen Alkalimetalltitanats in faserartiger Form.

Alkalimetalltitanate werden durch die Formel

Ma₂O · nTiO₂ · mH₂O

dargestellt, worin Ma ein Alkalimetall bedeutet und n und m jeweils eine ganze Zahl von nicht mehr als 100 darstellen. Diese Materialien sind als Isolationsmaterialien mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit und hohem Refraktionsindex gut bekannt. Kürzlich wurden viele Versuche unternommen, solche Alkalimetalltitanate zu modifizieren oder der Metamorphose zu unterwerfen, um die mannigfaltigen industriellen Bedürfnisse zu erfüllen. Man hat Versuche unternommen, die Isolationseigenschaft eines Alkalimetalltitanats zu erniedrigen oder, in anderen Worten, ein Alkalimetalltitanat als Halbleiter und weiter als Leiter auszubilden, ohne daß die Wärmebeständigkeit und die Verstärkungswirkung bei Verbundstoffen, bedingt durch ihre Form, vorlorengehen, oder man hat versucht, ein Alkalimetalltitanat, das allgemein einen hohen Brechungsindex und hohen Weißgrad aufweist, zu verfärben. Es ist jedoch schwierig, diese Maßnahmen auf gefärbte Materialien, insbesondere schwarze, blaue, usw., anzuwenden.

Es sind verschiedene Verfahren bekannt, gemäß denen Alkalimetalltitanate elektrisch leitfähig gemacht werden können, beispielsweise kann man ein Gemisch aus Titandioxid und verschiedenen Natriumsalzen in Wasserstoffatmosphäre unter Bildung von hydriertem Natriumtitanat erhitzen und der Metamorphose unterwerfen. Bei einem solchen Verfahren ist es erforderlich, das obige Gemisch bei hoher Temperatur von ungefähr 800 bis 1200°C in wasserstoffhaltiger Atmosphäre zu erhitzen. Das Erhitzen bei hoher Temperatur in wasserstoffhaltiger Atmosphäre ist jedoch sehr gefährlich. Bei dem bekannten Verfahren treten somit verschiedene Probleme auf, die gelöst werden müssen, um die Sicherheit zu gewährleisten hinsichtlich der Vorrichtungen und der Verfahrenskontrolle. Die bei diesem Verfahren erhaltenen, hydrierten Natriumtitanate setzen Wasserstoff frei und verlieren als Folge davon ihre Leitfähigkeit, wenn sie mit einer oxidativen Atmosphäre in Kontakt gebracht werden. Die Verwendung von Natriumtitanaten ist somit begrenzt.

Die Anmelderin hat bereits Verfahren zur Herstellung von metamorphen Alkalimetalltitanaten in Anwesenheit einer kohlenstoffhaltigen Verbindung in nicht-oxidativer Atmosphäre vorgeschlagen (JA-OS 58-1 35 129 und 58- 1 35 130). Es wurde jedoch festgestellt, daß die kohlenstoffhaltigen Verbindungen, die bei diesen Verfahren verwendet werden und die in den metamorphen Alkalimetalltitanaten enthalten sind, (1) die Wärmebeständigkeitseigenschaften von Alkalimetalltitanaten erniedrigen und (2) das Schüttgewicht erniedrigen, und daher ist es schwierig, die Produkte mit anderen Materialien zur Herstellung von Verbundstoffen zu vermischen oder in anderen Materialien zu dispergieren. Es ist somit erforderlich, die kohlenstoffhaltigen Verbindungen abzutrennen, um metamorphe Alkalimetalltitanate mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit zu erhalten.

Aus der Literaturstelle "Gmelins Handbuch der Anorg. Chemie, Syst.-Nr. 41, Titan (1951) Seiten 117 bis 119, Seiten 250 bis 254 ist es bekannt, daß TiO₂ darin eine Besonderheit aufweist, daß es relativ leicht einen Teil seines Sauerstoffes abgibt und mit dieser Eigenheit eine große Veränderung im elektrischen Verhalten verknüpft ist. In der Regel erfolgt diese Überführung des TiO₂ (oder seiner Alkalisalze) in die Metaform durch Reduktion von TiO₂ (oder seiner Alkalisalze) wozu sich eine Reihe von Reduktionsmitteln anbieten, wie z. B. Kohlenmonoxid, Kohlenstoff (vgl. die genannte Literaturstelle, Seite 254, 4. und 6. Absatz) oder auch Carbide (vgl. Seite 117, letzter Absatz, Seite 118 nach Tabelle, Zeilen 5 bis 10, Seite 119, Absatz 1).

Es ist dem Fachmann grundsätzlich geläufig, daß er als Reduktionsmittel statt Kohlenstoff (allein) auch Carbide einsetzen kann. So wird z. B. in der US-PS 40 01 145 ein Verfahren zur Herstellung einer glasförmigen Widerstandsmischung beschrieben, die u. a. bis zu 40% TiO₂ und als Reduktionsmittel bis 30% Carbide von Titan, Bor, Silizium, Tantal oder ähnlichen Metallen enthalten kann. Die Herstellung von Alkalititanat aus TiO₂ und einer Alkalimetallverbindung wird beispielsweise in der GB-PS 4 08 215 beschrieben.

Aus der DE-AS-10 47 183 ist ein Verfahren zur Herstellung faseriger wasserunlöslicher Alkalititanate der Zusammensetzung M₂Ti₄O₉ oder M₂Ti₆O₁₃ bekannt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren zur Herstellung faserartiger, metamorpher Alkalimetalltitanate mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit und elektrischer Leitfähigkeit zu schaffen, die frei von den obigen Nachteilen sind.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung faserartiger, metamorpher Alkalimetalltitanate, indem man ein Gemisch aus mindestens einer Alkalimetallverbindung, die durch Erhitzen in ein Oxid des Alkalimetalls und ein Gas zersetzt werden kann, und Titandioxid in nicht-oxidativer Atmosphäre bei einer Temperatur von 900 bis 1300°C umsetzt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Umsetzung in Anwesenheit von mindestens einer Carbidverbindung der Formel

C (M) _z

worin M ein Element mit Ausnahme von Kohlenstoff, ausgewählt unter den Gruppen III, IV und V des Periodensystems, bedeutet und z eine ganze Zahl entsprechend der Wertigkeit von M darstellt, und in Gegenwart eines Porenbildungsmittels durchgeführt wird.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen faserartigen, metamorphen Alkalimetalltitanate können in verschiedenen Ausführungsformen vorliegen, abhängig von der Zusammensetzung der Rohmaterialien und den Metamorphose-Bedingungen.

Obgleich der Reaktionsmechanismus nicht vollständig geklärt ist, ist das erfindungsgemäße Verfahren frei von den Gefahren, die bei den bekannten Hydrierungsverfahren auftreten, und es findet keine Verschlechterung in der Wärmebeständigkeit, bedingt durch verbleibende Kohlenstoffverbindungen, statt, wie es bei hydrierten Alkalimetalltitanaten der Fall ist, die nach bekannten Verfahren unter Verwendung einer kohlenstoffhaltigen Verbindung hergestellt wurden. Es wird angenommen, daß das Carbid, das eine wesentliche Komponente des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, ebenfalls einer Metamorphose unterworfen wird und eine leitfähige Verbindung ergibt, da das entstehende faserartige, metamorphose Alkalimetalltitanat leitfähig ist, selbst wenn es das Carbid enthält, obgleich der Reaktionsmechanismus nicht vollständig geklärt ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit sehr vorteilhaft als Verfahren zur Herstellung elektrisch leitender Verbindungen mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit. Weiterhin zeigen die faserartigen, metamorphen Alkalimetalltitanate gemäß vorliegender Erfindung keine Verschlechterung in ihrer elektrischen Leitfähigkeit, selbst wenn sie in Kontakt mit einer oxidativen Atmosphäre stehen.

Die Alkalimetallverbindungen, die durch Erwärmen in Alkalimetalloxide und Gase bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zersetzt werden (die im folgenden einfach als "Alkalimetallverbindungen" bezeichnet werden), umfassen Carbonate, Hydroxide und Halogenide eines Alkalimetalls und Organo-Alkalimetallverbindungen, insbesondere Natriumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Kaliumcarbonat, Kaliumhydrogencarbonat, Lithiumcarbonat, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Lithiumhydroxid, Natriumchlorid, Natriumbromid, Natriumjodid, Natriumfluorid, Kaliumchlorid, Kaliumbromid, Kaliumjodid, Kaliumfluorid, Lithiumchlorid, Natriumalkoholat, Kaliumalkoholat, Lithiumalkoholat, Rubidiumhydroxid, Cäsiumhydroxid, usw. Von diesen werden Alkalimetallcarbonate bevorzugt eingesetzt, da sie billig verfügbar sind und eine nicht-oxidative Atmosphäre durch sie leicht aufrechterhalten werden kann.

Als Titandioxid können bei der vorliegenden Erfindung sowohl amorphe als auch kristalline (vom Anatas-Typ und Rutil-Typ) Titandioxide verwendet werden. Die verschiedenen Formen des Titandioxids können auf geeignete Weise ausgewählt und entsprechend den Metamorphose-Bedingungen, wie sie im folgenden erläutert werden, verwendet werden.

Als Carbide der Formel (I) können gut bekannte Verbindungen verwendet werden und diese umfassen beispielsweise Borcarbid, Siliciumcarbid, Titancarbid, Germaniumcarbid, Zinncarbid, Bleicarbid, Phosphorcarbid, usw. Von diesen sind Siliciumcarbid, Borcarbid, Titancarbid, usw. bevorzugt. Sie können entweder allein oder als Gemisch von zwei oder mehreren verwendet werden.

Die Eigenschaften der Titandioxide, Alkalimetallverbindungen und Carbide werden in der vorliegenden Erfindung nicht einzeln aufgeführt. Es sind jedoch hochreine Verbindungen bevorzugt, wenn die Produkte für elektrische und elektronische Anwendungen eingesetzt werden. Weiterhin sind solche mit kleiner Teilchengröße bevorzugt, damit die Reaktion schnell abläuft. Bei den Carbiden ist es bevorzugt, daß ihre Größe nicht größer ist als mehrere µm.

Das Mischverhältnis von Titandioxid und Alkalimetallverbindung ist nicht besonders beschränkt und kann innerhalb eines großen Bereichs von Werten ausgewählt werden. Es ist jedoch bevorzugt, daß sie in solchem Verhältnis vermischt werden, daß die Anzahl der Titanatome zu der Anzahl der Alkalimetallatome (Ti/Ma) 1 bis 10, bevorzugter 3 bis 8, beträgt. Die Menge an Carbid der Formel (I) ist ebenfalls nicht besonders begrenzt und kann innerhalb eines großen Bereichs von Werten ausgewählt werden. Es ist jedoch bevorzugt, normalerweise 10 bis 100 Gew.-%, insbesondere 10 bis 40 Gew.-%, Carbid zu der Gesamtmenge an Titandioxid und Alkalimetallverbindung zuzugeben.

Bei der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck "nicht-oxidative Atmosphäre" eine solche, welche im wesentlichen mehr als 90 Vol-% entweder eines oder eines Gemisches aus zwei oder mehreren reduzierenden Gasen (ausgenommen Wasserstoffgas), wie Kohlenmonoxid, und Inertgasen, wie Stickstoff, Helium, Kohlendioxid, usw., enthält. Von diesen wird bevorzugt eine Atmosphäre von Stickstoffgas und Kohlendioxidgas verwendet.

Bei der Wärmebehandlung wird ein Gemisch aus Titandioxid, Alkalimetallverbindung einer Verbindung, die bei Temperaturen unterhalb 500°C sich zersetzt, verdampft oder brennt (im folgenden wird eine solche Verbindung als "Porenbildungsmittel" bezeichnet) und ein Carbid einfach in einen Behälter gegeben, entlüftet und dann erhitzt, dabei findet ein faserförmiges Wachstum des Alkalimetalltitanats leicht statt. Es wird somit ein Porenbildungsmittel zu einem Gemisch aus Titandioxid, Alkalimetallverbindung und Carbid zugegeben und das Gemisch zu einem Formling verformt, wodurch die Rate der Poren vor dem Erwärmen verringert ist und eine Migration von Luft in den Formling so weit wie möglich ausgeschlossen wird. Der so erhaltene Formling wird dann in einem nicht-oxidativen Medium bei einer Temperatur, die höher als die ist, bei der eine Zersetzung, Verdampfung oder Verbrennung des Porenbildungsmittels stattfindet, erhitzt, wobei nicht-oxidierende Poren in dem Formling als Ergebnis der Zersetzung, der Verdampfung oder der unvollständigen Verbrennung des Mittels erzeugt werden, und somit kann das metamorphe Alkalimetalltitanat gemäß der Erfindung in faserartiger Form gezüchtet werden.

Als Porenbildungsmittel gemäß der Erfindung sollten solche Verbindungen ausgeschlossen sein, die eine große Menge an oxidativen Komponenten durch Erhitzen in einer nicht-oxidativen Atmosphäre ergeben. Verbindungen, die sich bei Zimmertemperatur oder bei der Verformung verflüssigen und die als Bindemittel wirken, wenn ein Gemisch aus Titandioxid, Alkalimetallverbindung und Carbid verformt wird, sind wegen der Leichtigkeit der Verformung besonders bevorzugt. Solche bevorzugten Porenbildungsmittel sind z. B. Wasser, Ammoniak, Aminoverbindungen, Kohlenwasserstoffverbindungen, Kohlenhydratverbindungen, stickstoffhaltige Verbindungen, verschiedene synthetische Harze oder Mischungen aus zwei oder mehreren dieser Verbindungen. Im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit sind Wasser, Kohlenwasserstoffverbindungen, Glycerin, Ethylenglykol, Kohlenhydratverbindungen, wie Stärke, Saccharide, usw., stickstoffhaltige Verbindungen, wie Harnstoff und seine Derivate, Polyvinylalkohol sowie synthetische Harze, wie Butyralharz, Polyvinylacetatharz, ataktisches Polyethylen, flüssiges Polypropylen, Polybuten, Acrylharz, usw. besonders bevorzugt.

Obgleich die Menge an diesen einzuarbeitenden Porenbildungsmitteln ohne Beschränkung variieren kann, ist es bevorzugt, das Mittel in einer Menge nicht über 50 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Gemisches aus Titandioxid, Alkalimetallverbindung und Carbid, zu verwenden. Eine zu große Menge an Porenbildungsmittel ist unerwünscht, da übermäßige Energie für die Zersetzung, Verdampfung oder Verbrennung des Porenbildungsmittels erforderlich ist und keine direkte Beziehung zur Reaktion hat und da der Kontakt zwischen dem Titandioxid und der Alkalimetallverbindung ungenügend wird und die Reaktionsausbeute abnimmt.

Für die Verformung des Gemisches aus Titandioxid, Alkalimetallverbindung, Carbid und Porenbildungsmittel kann man jedes bekannte Verfahren einsetzen, bei dem ein einheitliches Gemisch, das nach einem üblichen Verfahren hergestellt und bei Zimmertemperatur oder bei solcher Temperatur erhitzt wird, daß keine Verdampfung oder Zersetzung des Porenbildungsmittels bewirkt wird, einem der folgenden Verformungsverfahren unterzogen:

• (1) einem Verfahren unter Verwendung einer Kompressionsverformungsvorrichtung, bei dem das Gemisch in eine Form eingefüllt und dann verpreßt wird;
• (2) einem Verfahren unter Verwendung einer Granulierungsverformungsvorrichtung, bei dem das Gemisch in einen Granulator gegeben wird, um Granulate oder Flocken zu erhalten;
• (3) einem Verfahren unter Verwendung einer Tablettierungsvorrichtung, bei dem das Gemisch tablettiert wird; und
• (4) einem Verfahren unter Verwendung von Preßwalzen, bei dem das Gemisch durch die Walzen geleitet wird, um eine Folie oder einen Film zu ergeben.

Es ist jedoch im Hinblick auf die Einheitlichkeit und Ausbeute des Erhitzens bevorzugt, die Verformung auf solche Weise durchzuführen, daß der erhaltene Formling eine größere Oberfläche aufweist. Im allgemeinen gilt, je dicker der Formling ist, umso größer ist der Temperaturgradient darin. Es ist erforderlich, die Dicke der Formlinge zu kontrollieren, um eine Ungleichmäßigkeit beim Erhitzen, d. h. eine Ungleichmäßigkeit bei der Metamorphose, zu vermeiden.

Die erfindungsgemäße Wärmebehandlung kann durch Erhitzen in einer nicht-oxidativen Atmosphäre eines innigen Gemisches oder eines Formlings bei einer Temperatur, die höher als diejenige ist, bei der eine Zersetzung der Alkalimetallverbindung oder eine Porenbildung durch das Porenbildungsmittel stattfindet, um zu entlüften, und anschließend bei einer Temperatur von 900 bis 1300°C, vorzugsweise bei einer Temperatur nicht über 1200°C, erfolgen, wobei die nicht-oxidative Atmosphäre aufrechterhalten wird.

Als bevorzugte Ausführungsform der Wärmebehandlung kann ein Verfahren erwähnt werden, bei dem die Verformung darin besteht, daß man ein Gemisch aus Titandioxid, Alkalimetallverbindung, Carbid und Porenbildungsmittel in einer nicht-oxidativen Atmosphäre, wie Stickstoffgas, usw., bei einer Temperatur nicht über 100°C entlüftet, um die Luft durch Atmosphärengas zu ersetzen, und dann erhitzt, indem man die Temperatur um ungefähr 200°C/h erhöht, wobei Poren in dem Gemisch gebildet werden, und dann für die Metamorphose auf 900 bis 1150°C erhitzt und bei dieser Temperatur hält. Anschließend wird mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit der Temperatur von ungefähr 200°C/h abgekühlt. Die Zeit für die Metamorphose beträgt in diesem Fall 3 bis 6 Stunden.

Die Bedingungen für die Wärmebehandlung gemäß der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die obenerwähnten beschränkt und können in Abhängigkeit von der Verwendung oder Nichtverwendung des Porenbildungsmittels und von der Zusammensetzung der Rohmaterialien variiert werden. Somit kann es ausreichen, einfach bei 900 bis 1200°C in nicht-oxidativer Atmosphäre zu erhitzen, wodurch faserartige, metamorphe Alkalimetalltitanate üblicherweise innerhalb von 74 Stunden erhalten werden.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

10 g Titandioxid des Anatas-Typs, 5 g Kaliumcarbonat und 3 g Siliciumcarbid werden in einem Mörser gut vermischt. Das Gemisch wird in einen schiffchenförmigen 30 ml Schmelztiegel aus hochreinem Aluminiumoxid gegeben. Der Schmelztiegel wird in einen röhrenförmigen Elektroofen aus hochreinem Aluminiumoxid (Innendurchmesser = 50 mm, Länge = 1 m) gestellt, die Luft in dem Ofen durch einen Stickstoffgasstrom von 150 ml/min ersetzt, und dann erhitzt und brennt man bei einer Temperaturerhöhungsrate von 200°C/h, hält eine Temperatur von 970°C bei, sowie eine Zeit von 3 h unter einem Stickstoffstrom von 50 ml/min. Dann kühlt man auf eine Temperatur nicht über 200°C bei einer Temperaturerniedrigungsrate von 200°C/h. Die erhaltene, metamorphe Probe wird in 500 ml Wasser in einem Becherglas gegeben. 10 min eingetaucht, 20 min bei 200 U/min gerührt und dann in einen faserförmigen Teil und ein Aggregat aufgetrennt. Das Aggregat wird erneut nach dem obigen Verfahren in 500 ml frischem Wasser behandelt.

Die faserförmigen Anteile werden vereinigt und im Vakuum filtriert und 3 h bei 100°C getrocknet, wobei man 10,3 g Kaliumtitanat mit einer Faserlänge von 7,2 µm und dunkelvioletter Färbung erhält.

Zu Vergleichszwecken wird der obige Versuch wiederholt, mit der Ausnahme, daß kein Siliciumcarbid verwendet wurde. Man erhält 5,2 g weißes Kaliumtitanat mit einer Faserlänge von 6,5 µm.

5 Teile des vorstehend erhaltenen, metamorphen Kaliumtitanats, 8 Teile Polydimethylsiloxandiol, 2 Teile Hexapropoxyphosphazin werden in einer Mischvorrichtung vermischt und dispergiert. Dazu gibt man 0,1 Teil Methyltrimethoxysilan und 0,05 Teile Dibutylzinndilaurat. Das Gemisch wird auf eine Teflonfolie in einer Dicke von etwa 5 mm ausgestrichen. Man erhält so ein Siliciumelastomeres, das metamorphes Kaliumtitanat gemäß der Erfindung enthält.

Eine 0,5 mm dicke, 2,0 cm breite und 3,0 cm lange Probe wird aus dem vorstehend erwähnten Elastomeren hergestellt, und alle Oberflächen an beiden Enden (0,5 × 2,0 cm) der Probe werden mit Silberpaste bestrichen. Die Leitfähigkeit des Elastomeren beträgt 13,8 Ohm, bestimmt mit dem Digital Multimeter und der spezifische Durchgangswiderstand wird nach folgender Gleichung berechnet; er beträgt 4,6 Ohm · cm.

Die gleiche Probe wird 24 h bei 200°C erhitzt, dann auf Zimmertemperatur abgekühlt und ihre Leitfähigkeit bestimmt. Sie beträgt 13,6 Ohm; es tritt keine Erniedrigung des Widerstands ein. Ein ähnlicher Versuch wird unter Verwendung einer Vergleichsprobe aus weißem Kaliumtitanat durchgeführt. Ihre Leitfähigkeit beträgt nicht weniger als 10¹⁶ Ohm, was anzeigt, daß sie ein Isolationsmaterial ist.

Beispiel 2

4 g Titandioxid vom Anatas-Typ, 2 g Kaliumcarbonat, 2 g Siliciumcarbid (Densic Ultrafine) und 0,5 g flüssiges Paraffin als Porenbildungsmittel werden in einem Mörser gut vermischt, in eine Form eingefüllt und 3 min bei 20 kg/cm² verpreßt, wobei man einen zylindrischen Formling mit einem Durchmesser von 10 mm und einer Länge von 40 mm erhält. Der resultierende Formling wird in ein Platinschiffchen gegeben, welches in den Eingangsteil eines Ofens (wie in Beispiel 1) gestellt wird, worin die Luft durch Stickstoffgas während 30 min ersetzt wird. Dann erfolgt ein Erhitzen unter Stickstoffatmosphäre und ein Kühlen gemäß Beispiel 1. Man erhält einen zylindrischen Sinterkörper mit dunkelvioletter Farbe und einigen Poren im Inneren; der Gewichtsverlust beträgt weniger als 30%. Beide Seiten des Sinterkörpers werden mit Silberpaste bestrichen und die Leitfähigkeit wird mit einem Digital Multimeter bestimmt; sie beträgt 10,8 Ω. Der spezifische Durchgangswiderstand wird nach folgender Gleichung berechnet; er beträgt 0,530 Ωcm.

Zu Vergleichszwecken wird das gleiche Experiment ohne Verwendung von Siliciumcarbid durchgeführt, wobei man einen weißen Sinterkörper erhält. Dieser Sinterkörper zeigt elektrische Isolationseigenschaften. Der faserförmige Teil wird gemäß Beispiel 1 aus dem Sinterkörper gewonnen und mittels Röntgenstrahlen analysiert. Es wird bestätigt, daß es sich um Kaliumtitanat ohne Metamorphose handelt.

Beispiele 3 bis 14

Gemische der Komponenten gemäß Tabelle 1 werden nach dem Verfahren des Beispiels 2 hergestellt, wobei die Mengen an Titandioxid, Alkaliverbindung, Carbid und Porenbildungsmittel variieren. Dann werden metamorphe Kaliumtitanate gemäß Beispiel 2 unter den verschiedenen, in Tabelle 1 aufgeführten Bedingungen hergestellt. Die Eigenschaften des resultierenden, metamorphen Alkalititanats sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Die Beispiele mit dem Zeichen "-" in den Spalten für die Geschwindigkeitserhöhung und -erniedrigung in der Temperatur erfolgen auf solche Weise, daß der Ofen so kontrolliert wird, daß er bei einer vorgegebenen Temperatur gehalten wird, und die Proben werden am Eingangsteil des Ofens entlüftet und dann unmittelbar in den Ofen gegeben und bei der gegebenen Temperatur gehalten.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung faserartiger, metamorpher Alkalimetalltitanate, indem man ein Gemisch aus mindestens einer Alkalimetallverbindung, die durch Erhitzen in ein Oxid des Alkalimetalls und ein Gas zersetzt werden kann, und Titandioxid in nicht-oxidativer Atmosphäre bei einer Temperatur von 900 bis 1300°C umsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung in Anwesenheit von mindestens einer Carbidverbindung der Formel C (M) _z worin M ein Element mit Ausnahme von Kohlenstoff, ausgewählt unter den Gruppen III, IV und V des Periodensystems, bedeutet und z eine ganze Zahl entsprechend der Wertigkeit von M darstellt, und in Gegenwart eines Porenbildungsmittels durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkalimetallverbindung und die Titandioxidverbindung in solchem Verhältnis vermischt werden, daß die Anzahl der Titanatome zu der Anzahl der Alkalimetallatome 1 bis 10 beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Carbid in einer Menge von 5 bis 100 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Titanoxid und Alkalimetallverbindung, verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-oxidative Atmosphäre eine solche ist, die im wesentlichen mehr als 90 Vol-% eines oder mehrerer reduzierender Gase (ausgenommen Wasserstoffgas), wie Kohlenmonoxid, oder Inertgase, wie Stickstoff, Helium oder Kohlendioxid, enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch vor dem Erhitzen zu einem Preßling bei verringertem Druck gepreßt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Porenbildung Wasser, Kohlenwasserstoffverbindungen, Glycerin, Ethylenglykol, Kohlenhydratverbindungen, wie Stärke, Saccharide, stickstoffhaltige Verbindungen, wie Harnstoff und seine Derivate, Polyvinylalkohol oder synthetische Harze, wie Butyralharz, Polyvinylacetatharz, ataktisches Polyethylen, flüssiges Polypropylen, Polybuten oder Acrylharz, ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Alkalimetallverbindung ein Alkalimetallcarbonat, -hydrogencarbonat, -hydroxid oder -halogenid verwendet.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkalimetallverbindung Natriumcarbonat oder Kaliumcarbonat ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Carbid Borcarbid, Siliciumcarbid oder Titancarbid verwendet.