3. Metalle-Chemie-Schüsseler
Lektion 3: Legierungen
Lektion 3: Legierungen
Kartei Details
| Karten | 7 |
|---|---|
| Lernende | 12 |
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Chemie |
| Stufe | Mittelschule |
| Erstellt / Aktualisiert | 04.09.2016 / 17.10.2022 |
| Lizenzierung | Keine Angabe |
| Weblink |
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Was ist eine Legierung?
= metallisches Mehrstoffsystem
Wikipedia:
= ein metallischer Werkstoff, der aus mindestens zwei Elementen besteht, die gemeinsam das metalltypische Merkmal des kristallinen Aufbaus mit Metallbindung aufweisen.
Das Verhalten der Elemente in einer Legierung und ihr Einfluss auf deren Eigenschaften sind von 3Faktoren abhängig:
- Art und Anzahl der Legierungspartner
- ihr Massenanteil an der Legierung
- Temperatur.
Diese Faktoren bestimmen:
- die jeweilige Aufnahmefähigkeit, das heißt Löslichkeit des einen Elementes im anderen
- ob die Legierungspartner Mischkristalle oder Gemische aus reinen Kristallen (auch Kristallgemische) der jeweiligen Legierungskomponenten bilden.
Was für Legierungen gibt es?
a) Substiutionslegierungen
b) Einschlusslegierungen
a) Substituionslegierungen: definiere mit 2 Beispielen & zeichne
= Fremdatome ersetzten Metallatome im Gitter
Beispiele: Messing (Cu + Zn = Kupfer + Zink), Bronze (Cu + Sn = Kupfer + Zinn)
b) Einschlusslegeriungen: definiere mit 2 Beispielen & zeichne
= kleine Fremdatome (wie H; C) werden in die Lücken des Metallgitters eingebaut
Beispiel: Stahl (Fe + C)
Warum sind Legierungen härter (als ein Metall alleine) ?
Durch Fremdatome kann das Metallgitter nicht mehr so gut verformt werden --> schlechtere Duktilität
Experiment: Geldmünze (Penny) wird von brozen-zu gold-farbig. Vorgehen und Vorgang?
1. Kupfermünze in Zink und Natrium einwirken --> wird silbrig
2. Silberne Kupfermünze über Bunsenbrenner halten --> Münze wird gold-farbig durch Messing (=2 Metalle =Legierung)
Experiment: Deformierte Nitinol-Büroklammer mittels Erwärmung auf ca. 90°C/Einlegung ins heisse Wasser wieder in Ursprungsform bringen.
Achtung: Kann passieren, dass das Metall zu heiß wird und seine magischen Eigenschaften verliert.
Schüsselbegriff , Fachbegriff, Vorgang und Verwendung?
Schlüsselbegriff: Gedächtnismetall
Fachbegriff: Nitinol = eine Legierung aus Nickel und Titan
Vorgang:
- Nitinol=Legierung --> Die Atomgitter, aus denen sich die Legierung ähnlich einem Kristall aufbaut, können zwei verschiedene Formen annehmen.
- Bei niedrigen Temperaturen nehmen sie eine sog. martensitische Form an, die einem Zickzack-Muster ähnelt.
- Bei Erwärmung geht dieses Gitter in eine andere, austenitisch genannte Form über. Für diesen Übergang ist eine bestimmte Energie erforderlich.
- Je nach Temperatur kann die Legierung also zwischen diesen beiden Zuständen hin und her springen
Verwendung:
- Spielzeuge
- Raumfahrt (Entfalten einer Satellitenschüssel)
- in der Medizintechnik (Zahnklammern, passgenaue Prothesen, Röhrchen zum Aufweiten verengter Blutgefäße)
- in der Robotik (metallische Muskeln bzw. Aktoren) genutzt
- im Brandfall geben Sprenkler-Ventile aus Memorymetallen das Wasser zum Löschen frei
Link: http://www.prosieben.ch/tv/galileo/videos/das-gedaechtnismetall-clip
