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Metall (Fach) / Metall, sonstiges (Lektion)

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  • Lantanoide (57 La) 58 Ce  Cer 59 Pr  Praseodym 60 Nd  Neodym 61 Pm  Promethium 62 Sm  Samarium 63 Eu  Europium 64 Gd  Gadolinium 65 Tb  Terbium 66 Dy  Dysprosium 67 Ho  Holmium 68 Er  Erbium 69 Tm  Thulium 70 Yb  Ytterbium 71 Lu  Lutetium
  • wichtige Heizleiterlegierungen (11) Reinsilber Reinkupfer Leitaluminium Nickelin Manganin Konstantan Chromel Nichrome Ferrochronin Sichromal Kanthal
  • Verzinnungsverfahren Feuerverzinnung (Schmelztauchen) galvanische Verzinnung reflow-Verfahren chemisches Verzinnen
  • Pyrometallurgie Pyrometallurgie ist die thermische Weiterbearbeitung von Erzen oder bereits gewonnenem Metall, sei es oxidierend, also unter Sauerstoffzufuhr erhitzt (Abrösten), oder reduzierend in sauerstofffreier Ofenatmosphäre. - Feuerraffination - Seigerung - Destillation (- zweistufiges Abrösten)
  • Pulvermetallurgie Die Fertigungsverfahren der Pulvermetallurgie sind gekennzeichnet durch die mechanische Verdichtung von Metallpulvern in Formwerkzeugen oder Pressen und gleichzeitiges oder anschließendes Sintern des sog. Grünlings bei hohen Temperaturen oder Warmwalzen zu einem Block. Besonders geeignet ist Sintern für die Massenproduktion kleiner, leichter Formteile und Walzen für große Sintermetallblöcke. *** Technik, geschmolzene Metalle und Legierungen entweder im Flüssigzustand zu Pulver zu verdüsen oder sie aus dem Festzustand heraus in Feinstgranulat umzuwandeln. In Pulvermühlen lässt sich die Mehrzahl der Nutzmetalle – von Aluminium bis Zink – zu Pulvern mit Korngrößen von 0,1 bis 500 µm zermahlen. Wegen der von allen Metallpulvern, mit unterschiedlichem Gefahrenpotential, ausgehenden Explosionsgefahr im Kontakt mit Luftsauerstoff wird eine Inertisierung oder Phlegmatisierung vorgenommen.
  • Grundverfahren des Schmiedens - Freiformen (Umformen örtlich und schnittweise; keine Bindung ans Werkzeug) - Rundkneten (Umformen örtlich und schrittweise; Formbindung ans Werkzeug) - Gesenkformen (Umformen im Ganzen; Maß- und Formbindung ans Werkzeug)
  • Legierungstechniken in der Pulvermetallurgie - Mischlegieren - Anlegieren (Diffusionslegieren oder Adhäsionslegieren) - Fertiglegieren - Legieren mit Masterlegierung
  • leichte seltene Erden 21 Sc 57 La 58 Ce 59 Pr 60 Nd 61 Pm 62 Sm 63 Eu
  • Versetzungen - lineare Baufehler - ermöglichen plastisches Verformungsvermögen / Kristalle ohne Versetzungen sind spröde. - Versetzungen sind unerwünscht in der Halbleitertechnik.
  • Baufehler in Kristallen - Punktfehler Leerstellen Zwischengitteratome Substitutionsatome - Versetzungen Stufenversetzungen Schraubenversetzungen - flächenförmige Baufehler Korngrenzen Zwillingskorngrenzen Stapelfehler Punktdefekte verspannen das Gitter und erhöhen die Festigkeit. Liniendefekte haben Richtungssinn (-> Anziehung, Abstoßung, Aufhebung) und können sich bewegen (->plastisches Verhalten).
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  • LREE 21 Sc Scandium 57 La Lantan 58 Ce  Cer 59 Pr  Praseodym 60 Nd  Neodym 61 Pm  Promethium 62 Sm  Samarium 63 Eu  Europium
  • Gefüge reinen Eisens > 1536 °C: Schmelze < 1536 °C: δ-Eisen/δ-Ferrit (krz) < 1392 °C: γ-Eisen/Austenit (kfz) < 911 °C: α-Eisen/α-Ferrit (krz)
  • Kaltumformung Kaltumforumung bezeichnet das Umformen von Metallen bei einer Temperatur deutlich unterhalb der Rekristallisationstemperatur. Die sich während der plastischen Umformung erhöhende Versetzungsdichte im Metall führt zu einer erhöhten Wahrscheinlichkeit, dass sich  Versetzungen bei ihrer Bewegung treffen und dadurch gegenseitig in ihrer Bewegung behindern. Entsprechend ist zur Weiterverformung eine größere Spannung notwendig, was sich in einer Zunahme von Dehngrenze und Härte bemerkbar macht.
  • grundlegende Bindungstypen - metallische Bindung - ionische Bindung - kovalente Bindung - Van der Waals-Bindung
  • kfz-Gitter (z.B. γ-Fe, Al, Cu) - Anzahl Gleitebenen - Anzahl Gleitrichtungen - Anzahl Gleitsysteme - Umformbarkeit - 4 - 3 - 12 - sehr gut
  • hdp-Gitter (z.B. Mg, Zn) - Gleitebenen - Gleitrichtungen - Gleitsysteme - Umformbarkeit 1 3 3 gering
  • krz-Gitter (z.B. α-Fe, Cr, Mo) - Gleitebenen - Gleitrichtungen - Gleitsysteme - Umformbarkeit 6 2 12 gut
  • Frenkel-Defekt Ein Frenkel-Defekt entsteht dadurch, dass ein Ion oder Atom seinen regulären Gitterplatz verlässt und auf eine normalerweise nicht besetzte Position im Kristallgitter wandert. Dadurch entstehen jeweils eine Leerstelle und ein Zwischengitteratom/-ion. Dies ist durch die geringere Ordnung entropisch günstiger, allerdings erhöht sich die Energie des Kristalls. So erhöht sich die Energie von Kupfer mit jeder Leerstelle um 1,2 eV, mit jedem Atom auf einem Zwischengitterplatz um 3,4 eV. Da es energetisch günstiger ist, wenn das kleinere Atom auf einem Zwischengitterplatz liegt, finden sich Frenkel-Defekte in der Regel bei den kleineren Kationen. Frenkel-Defekte sind eine natürliche Eigenschaft vieler Ionenkristalle, das heißt, dass sie schon im chemischen Gleichgewicht vorliegen. Die Anzahl der Frenkel-Defekte nimmt mit steigender Temperatur zu.
  • Schottky-Defekte Punktedefekte, bei denen Paare von Leerstellen in einem Ionengitter auftreten. Die Schottky-Fehlordnung wird dadurch erzeugt, dass oberflächennahe Ionen ihren Gitterplatz verlassen, an die Oberfläche des Kristalls abwandern und sich dort anlagern. Schottky-Defekte sind eine natürliche Eigenschaft vieler Ionenkristalle, das heißt, sie liegen im chemischen Gleichgewicht vor. Sie treten vorwiegend in Verbindungen auf, in denen aufgrund des Fehlens passender Zwischengitterplätze eine Frenkel-Fehlordnung nur schwer möglich ist.  
  • Basismetalle für Superlegierungen (5) 24 Cr Chrom 26 Fe Eisen 27 Co Cobalt 28 Ni Nickel 78 Pt Platin
  • die 4 wichtigsten Vergoldungsverfahren im Bereich der Elektronik - Weichvergoldung in der Halbleitertechnik - Hartvergoldung von elektrischen Kontakten - Hartvergoldung von elektrischen Kontakten auf Leiterplatten - Weichvergoldung der Lötflächen auf elektrischen Leiterplatten
  • 3 (technische) Funktionen der Vergoldung - Korrosionsschutz - dauerhaft niedriger elektrischer Übergangswiderstand bei Steckern und Kontakten - Spezialeigenschaften für die Halbleitertechnik (z.B. Bondbarkeit)
  • Basismetalle für Hartmetalle 74 W Wolfram 22 Ti Titan 73 Ta Tantal
  • HREE 64 Gd  Gadolinium 65 Tb  Terbium 66 Dy  Dysprosium 67 Ho  Holmium 68 Er  Erbium 69 Tm  Thulium 70 Yb  Ytterbium 71 Lu  Lutetium
  • Gallium (laienhaft) Ga, 31 Schmelzpunkt: 30° C sehr weich silberweiß bis hellblau schimmernd Verwendung: LEDs, Solarzellen (zusammen 95%), Halbleitertechnik, Quecksilberersatz  
  • Indium (laienhaft) In, 49 Schmelzpunkt: 157 °C Kristallstruktur: tetragonal silbrig glänzend grau, weicher als Pb Verwendung: Flachbildschirme, Touchscreens, Triebwerke, Halbleiter (insbes. Indiumzinnoxid), Solarzellen
  • Dysprosium(III)-oxid weißes Pulver, nicht wasserlöslich, leicht entzündlich, dehnbar Verwendung: Glas, Leuchtstoffe, Laser, Halogen-Metalldampflampen, CDs, Magnete (für Elektromotoren und Windturbinen)
  • Dysprosium (Atomzahl, chem. Symbol, Schmelzpunkt, Kristallstruktur, Dichte) Dy, 66 Schmelzpunkt: 1407 °C Kristallstruktur: hexagonal 8,6 g/cm3 (8,559)
  • Europium (Ordnungszahl, Schmelzpunkt, Kristallstruktur, Verwendung) Eu, 63 Schmelzpunkt: 826 °C Kristallstruktur: krz Verwendung: hauptsächlich Dotierungsmittel für Leuchtstoffe (rot, blau), Euro-Banknoten
  • Europiumoxid weißes Pulver, nicht wasserlöslich, leicht entzündlich, giftig
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  • Neodym (laienhaft) Nd, 60 Schmelzpunkt:1024 °C Kristallstruktur: hexagonal Verwendung: stärkste Magnete, Spezialgläser (im Fahrzeugbau), Keramik
  • Neodymoxid blaues bis leicht violettes Pulver, leicht entzündlich, stark magnetisch
  • Molybdän(IV)-sulfid Molybdän(IV)-sulfid (auch Molybdändisulfid genannt),  MoS2, ist ein grauschwarzes, kristallines Sulfid (H2S-Derivat) des chemischen Elements Molybdän. Es ist in Wasser und in verdünnten Säuren unlöslich. Es kann nur unter erhöhtem Druck geschmolzen werden (2107 °C/81.000 hPa). Fein pulverisiertes Molybdän(IV)-sulfid mit Teilchengrößen zwischen 1 und 100 µm ist ein technisches trockenes Schmiermittel.  
  • HREOs ohne repräsentativen Marktpreis Holmium Erbium Thulium Ytterbium
  • hochmagnetische LREE Nd Pr
  • REE mit leuchtenden Eigenschaften Eu Tb Y