Processo di Preparazione
Il titanato di alluminio Al2TiO5, noto anche come tialite, è un composto ceramico ottenuto miscelando ossido di alluminio (Al2O3) e biossido di titanio (TiO2) in una proporzione stechiometrica 1:1. Per preparare questo materiale, è necessario riscaldare la miscela dei componenti a una temperatura superiore ai 1350°C e a pressione atmosferica. Tuttavia, è importante sottolineare che il titanato di alluminio diventa instabile a temperature superiori ai 750°C, portando alla decomposizione della soluzione solida e alla separazione dei due componenti. Per evitare ciò, viene comunemente dopato con ossido di magnesio (MgO), biossido di silicio (SiO2) e biossido di zirconio (ZrO2) al fine di stabilizzare la struttura della soluzione solida.
Proprietà e Applicazioni
Questo materiale ceramico mostra eccezionale resistenza agli shock termici, basso coefficiente di dilatazione termica, bassa conducibilità termica, basso modulo elastico e buona resistenza chimica. Tuttavia, a causa della sua anisotropia, presenta anche elevata porosità e microfessure, limitandone l’utilizzo in alcuni settori.
Il titanato di alluminio è impiegato nella produzione di crogioli di colata, filtri antiparticolato per motori diesel, tubi, condutture, stampi per il settore del vetro, anelli distanziatori di convertitori catalitici e isolanti termici. Al fine di ottenere questo materiale ceramico con costi minori e migliori prestazioni, sono stati studiati metodi di sintesi alternativi. Tra questi, spicca un nuovo processo basato sulla decomposizione termica di una soluzione contenente acido nitrico, acido fluoridrico e quantità stechiometriche di alluminio e titanio.
Studi e Caratterizzazione
Le analisi condotte attraverso la diffrazione di raggi X hanno evidenziato la formazione di biossido di titanio come anatasio, ossidi di titanio complessi come Ti3O5, titanato di alluminio e ossido basico di alluminio (AlO(OH)) sotto forma di bohemite. La completa formazione di tialite dalla miscela di ossidi è stata approfondita attraverso l’analisi termogravimetrica, l’analisi termica differenziale e la termogravimetria differenziale.
In conclusione, il titanato di alluminio è un materiale ceramico con proprietà straordinarie che lo rendono ideale per svariate applicazioni industriali.
