Video: Legierungen im Mund kennen 2024
Legierungen sind metallische Verbindungen, die aus einem Metall und einem oder mehreren Metall- oder Nichtmetallelementen bestehen.
Beispiele für übliche Legierungen sind:
- Stahl, eine Kombination aus Eisen (Metall) und Kohlenstoff (Nichtmetall)
- Bronze, eine Kombination aus Kupfer (Metall) und Zinn (Metall) und
- Messing ein Gemisch aus Kupfer (Metall) und Zink (Metall)
Eigenschaften
Einzelne reine Metalle können nützliche Eigenschaften besitzen, wie gute elektrische Leitfähigkeit, hohe Festigkeit und Härte oder Hitze- und Korrosionsbeständigkeit.
Kommerzielle Metalllegierungen versuchen, diese nützlichen Eigenschaften zu kombinieren, um ein Metall zu schaffen, das für eine bestimmte Anwendung nützlicher ist als irgendeines seiner Bestandteile.
Bei der Entwicklung von Stahl musste zum Beispiel die richtige Kombination von Kohlenstoff und Eisen (etwa 99% Eisen und 1% Kohlenstoff, wie sich herausstellte) gefunden werden, um ein Metall herzustellen, das stärker, leichter und leichter bearbeitbar ist. als reines Eisen.
Die genauen Eigenschaften neuer Legierungen sind schwierig zu berechnen, da Elemente sich nicht einfach zu einer Summe von Teilen zusammenfügen, sondern sich durch chemische Wechselwirkungen bilden, die von ihren Bestandteilen und der Herstellungsmethode abhängen. Infolgedessen sind viele Tests bei der Entwicklung neuer Metalllegierungen erforderlich.
Sicher ist, dass bei Legierungen von Metallen immer die Schmelztemperatur beeinflusst wird. Galinstan®, eine niedrigschmelzende Legierung, die Gallium, Zinn und Indium enthält, ist bei Temperaturen über 2 ° F (-19 ° C) flüssig, was bedeutet, dass ihr Schmelzpunkt um 122 ° F (50 ° C) niedriger ist als der reine Wert. Gallium und mehr als 212 ° F (100 ° C) unter Indium und Zinn.
Galinstan® und Wood's Metal sind Beispiele für eutektische Legierungen. Eutektische Legierungen haben den niedrigsten Schmelzpunkt jeder Legierungskombination, die die gleichen Elemente enthält.
Zusammensetzung
Tausende von Legierungszusammensetzungen werden regelmäßig hergestellt, während neue Zusammensetzungen regelmäßig entwickelt werden.
Akzeptierte Standardzusammensetzungen umfassen die Reinheitsgrade der Bestandteile (bezogen auf den Gewichtsgehalt).
Das Make-up sowie die mechanischen und physikalischen Eigenschaften für gängige Legierungen werden von internationalen Organisationen wie ISO, SAE International und ASTM International überwacht.
Produktion
Einige Metalllegierungen sind natürlich vorkommend und müssen nur wenig verarbeitet werden, um in industrielles Material umgewandelt zu werden. Ferro-Legierungen wie zum Beispiel Ferro-Chrom und Ferro-Silizium werden durch Schmelzen von Mischerzen hergestellt und bei der Herstellung verschiedener Stähle eingesetzt.
Handels- und Handelslegierungen erfordern jedoch im Allgemeinen eine größere Verarbeitung und werden am häufigsten durch Mischen von geschmolzenen Metallen in einer kontrollierten Umgebung gebildet. Dennoch würde man sich irren, wenn man bedenkt, dass das Legieren von Metallen ein einfacher Prozess ist.
Zum Beispiel, wenn man geschmolzenes Aluminium einfach mit geschmolzenem Blei mischen würde, würden wir feststellen, dass sie sich in Schichten trennen würden, ähnlich wie Öl und Wasser. Das Verfahren zum Kombinieren von geschmolzenen Metallen oder Mischen von Metallen mit Nichtmetallen variiert stark in Abhängigkeit von den Eigenschaften der erforderlichen Elemente.
Metallelemente unterscheiden sich stark in ihrer Toleranz gegenüber Hitze und Gasen. Während Elemente wie die hochschmelzenden Metalle bei hohen Temperaturen stabil sind, beginnen andere mit ihrer Umgebung zu interagieren, was wiederum die Reinheitsgrade und letztendlich die Legierungsqualität beeinflussen kann.
Wichtige Überlegungen beim Legieren von Metallen sind die Schmelztemperaturen der Metallkomponenten, die Verunreinigungsgrade, die Mischumgebung und das Legierungsverfahren.
In einigen Fällen müssen Zwischenlegierungen hergestellt werden, um Elemente zum Kombinieren zu bewegen.
Eine Legierung aus 95,5% Aluminium und 4,5% Kupfer wird hergestellt, indem zuerst eine 50% ige Mischung der beiden Elemente hergestellt wird. Diese Mischung hat einen niedrigeren Schmelzpunkt als reines Aluminium oder reines Kupfer und wirkt als "Härtungslegierung". Dies wird dann in geschmolzenem Aluminium mit einer Geschwindigkeit eingeführt, die die richtige Legierungsmischung erzeugt.
Quellen: Straße, Arthur. & Alexander, W. O. 1944. Metalle im Dienste des Menschen . 11. Ausgabe (1998).
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