(WT1-26) Nichteisenmetalle – Übersicht

In diesem Kursabschnitt starten wir mit der Betrachtung von weiteren Metallen, also Nichteisenmetalle, die auch innerhalb deiner Weiterbildung oder im Betrieb begegnen werden.

“Zu den Nichteisenmetallen, oder auch NE-Metalle genannt, zählen alle Metalle die kein Eisen enthalten, bzw. alle Legierungen in denen Eisen in nur sehr geringen Anteilen vorkommt.”

Nichteisenmetalle - NE-Metalle — Nichteisenmetalle – NE-Metalle

Hierzu stellen wir dir in den kommenden Kurstexten nacheinander

Titan

sowie

Kupfer

sowie

Aluminium

und

Zink

Stellvertretend für eine Große Anzahl von Nichteisenmetallen vor.

Bevor wir jedoch mit der Einzelbetrachtung fortfahren, schauen wir uns zuerst die Nichteisenmetalle im Allgemeinen an und unterteilen Sie hinsichtlich bestimmt physikalischer Merkmale.

Nichteisenmetalle – Grundlagen

Diese Metalle werden neben vielen anderen Metallen in Prozessen als Begleitmetalle genutzt oder in Reinform als Bau- oder Konstruktionswerkstoffe verwendet.

undefiniert

Hmmm, kenn ich aber anders...

In der Literatur finden sich auch alternative Bezeichnungen für diese Metalle. Oft wirst du NE-Metalle oder Buntmetalle als Bezeichnung finden. Der Begriff Buntmetalle hat sich etabliert, da diese Metalle nicht selten eine spezifischen Farbe besitzen, wie Zink, Bronze, Kupfer oder Messing.

Typische Nichteisenmetalle sind

Titan

sowie

Kupfer

sowie

Aluminium

sowie

Gold

sowie

Silber

und

Zink

außerdem

Bronze

und

Messing

Nichteisenmetalle – Verwendung

NE-Metalle finden in vielen Bereichen der Technik und des Alltags Anwendung.

Elektrische Leiter wie Kabel oder Stromschienen (U-Bahn) – Werkstoffe: Kupfer, Silber sowie Gold

sowie

Lagerwerkstoff (um Bauteile physikalisch zu lagern) für Motoren wie Pleuellager oder Kurbelwellenlager – Werkstoffe: Titan

sowie

Beschichtungswerkstoff (Schutz vor Rost) wie Verzinnen oder Verzinken – Werkstoffe: Zinn sowie Zink

sowie

Bauwerkstoff wie Dachrinnen, Fallrohre, Kupferdächer – Werkstoffe: Kupfer, Zink, Blei

sowie

Leichtbauwerkstoffe für Flugzeuge wie Tragflächen und Rumpf – Werkstoffe: Aluminium, Magnesium, Titan

sowie

Stromspeicherung für Autobatterien oder Akkumulatoren – Werkstoffe: Blei

sowie

Behälterwerkstoffe für Lebensmittel und Getränke (Braukessel – siehe Bild oben) – Werkstoffe: Kupfer

sowie

Schmuck- und Münzwerkstoffe für Schmuck und Münzen – Werkstoffe: Kupfer, Gold, Silber, Zinn

Merk's dir!

Die Kategorie Nichteisenmetalle beinhaltet alle Metalle, die kein Eisen enthalten, sowie alle metallischen Legierungen bei den Eisen nicht als Hauptelement auftritt. Das bedeutet, dass der Reineisenanteil unterhalb von 50 % liegen muss.

Nichteisenmetalle – Edelmetalle und unedle Metalle

Eine weitere Möglichkeit NE-Metalle einzuteilen, ist die Unterscheidung zwischen unedlen Metallen und Edelmetallen.

Unedle Metalle

Unedle Metalle kennzeichnet, dass sie in einer normalen Umgebung sehr schnell mit der Umgebungsluft, genauer gesagt Sauerstoff, reagieren und daher korrosionsanfällig sind.

Edelmetalle

Edelmetalle hingegen reagieren im direkten Vergleich mit unedlen Metallen sehr wenig mit der Umgebung und werden daher als besonders korrosionsbeständig klassifiziert.

Zur Gruppe der Edelmetalle zählen:

Kupfer,

sowie

Silber,

sowie

Gold,

sowie

Ruthenium,

sowie

Rhodium,

sowie

Palladium,

sowie

Rhenium,

sowie

Osmium,

sowie

Iridium,

sowie

Platin,

sowie

Quecksilber

Nichteisenmetalle – Reinmetalle und Legierungen

Innerhalb der Nichteisenmetalle wird weiterhin zwischen Reinmetallen und NE-Legierungen unterschieden.

Gemeinsame haben diese Metalle, dass Sie zur Gruppe der Nichteisenmetalle gehören. Das bedeutet, dass kein Eisen in ihnen enthalten ist, so wie es bei Stahl der Fall ist.

Reinmetalle - Silber — Reinmetalle – Silber

Dabei unterscheiden wir Reinmetalle und NE-Legierungen.

Reinmetalle – Eigenschaften

Reinmetalle können eindeutig über ihr chemisches Symbol und ihren Reinheitsgrad in Prozent bezeichnet werden. Da viele Edelmetalle auch für Schmuck und Münzen eingesetzt werden, hat sich auch die Kennzeichnung Karat sowie Feingehalt etabliert.

Zu Gruppe der Reinmetalle zählen:

Edelmetalle: Hier handelt es sich um Metalle wie Gold oder Silber

sowie

Schwermetalle: Hier handelt es sich um Metalle wie Platin, Osmium, Iridium oder Rhenium

sowie

Leichtmetalle: Zu dieser Gruppe zählen Metalle wie Aluminium,

Unterschied Schwermetalle und Leichtmetalle – Dichte

Die Dichte von Schwermetallen liegt bei

$\boxed{ \rho \ge 4,5 - 5 \frac{g}{cm^3} }$

Die Dichte von Leichtmetallen liegt bei

$\boxed{ \rho < 4,5 - 5 \frac{g}{cm^3} }$

Videoclip – Nichteisenmetalle (Reinelemente)

Im nächsten Video findest du noch mal eine Zusammenfassung des Kurstextes und zusätzliche Informationen zum Thema.

Reinelemente

NE-Legierungen – Eigenschaften

Eine NE-Legierungen besteht aus mindestens zwei unterschiedlichen Elementen, wobei eines der Elemente als Hauptbestandteil eingeht. Als Hauptelemente sind alle Metalle außer Eisen berücksichtigt.

Um den Titel NE-Legierung zu erhalten muss der Anteil an Eisen geringer als 50 % entsprechen.

Merk's dir!

Seit dem Jahr 2001 werden die Legierungsgehalte in Masseprozent angegeben, wenn ihr Gehalt mehr als 1 % beträgt.

Die NE-Legierungen können unterschieden werden in:

Knetlegierungen

sowie

Gusslegierungen

sowie

Buntmetalllegierungen

und

Weißmetalle.

Nichteisenmetalle – Leichtmetalle und Schwermetalle

Die letzte Unterscheidung für Buntmetalle die wir nun vornehmen ist hinsichtlich ihrer Dichte. Dabei unterscheiden wir zwischen Leicht– und Schwermetallen:

Leichtmetalle – Eigenschaften

Die Dichte von Leichtmetallen liegt unterhalb von dem Grenzwert

$\boxed{ \rho < 5 \frac{g}{cm^3} = 5 \frac{kg}{dm^3} }$

Es wird auch nicht unterschieden ob es sich jetzt um ein Reinmetall oder eine Legierung handelt.

Die für die Industrie wichtigsten Leichtmetalle sind:

Aluminium

sowie

Titan

sowie

Magnesium

Merk's dir!

Alle finden ihren Nutzen im Fahrzeugbau, Flugzeugbau oder in der Raumfahrt.

Videoclip – Leichtbau

Leichtbau mit Leichtmetallen

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Schwermetalle – Eigenschaften

Die Dichte von Schwermetallen liegt bei gleich oder oberhalb von

$\boxed{ \rho \ge 5 \frac{g}{cm^3} = 5 \frac{kg}{dm^3} }$

Auch hier wird nicht zwischen Reinmetallen und Legierungen unterschieden.

Die wichtigsten Schwermetalle sind

Kupfer

sowie

Zink

und

Zinn

Merk's dir!

Ihre Verwendung ist vielfältig. So wird Kupfer vorrangig in der Elektroindustrie verwendet. Zink dient als Korrosionsschutz und Zinn wird meistens zur Herstellung von Konservendosen verwendet. Andere Schwermetalle gehen als Legierungselement in Stahl ein.

wie gehts weiter?

Im kommenden Kurstext stellen wir dir ausführlich das Nichteisenmetall Titan vor.

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