Unter Anlassen versteht man die nachträgliche
Wärmebehandlung von Metallen unterhalb 723°C, meist von
Stählen nach dem Härten. Hierbei spielen die →Anlassfarben eine entscheidende Rolle.
Hierdurch können die Materialeigenschaften manipuliert werden.
Aufgrund der Härtung bestehen innerhalb des Werkstücks
Spannungen, die durch das Anlassen behoben werden können.
Die A. entstehen meist durch →Oxidation der Oberfläche eines Metalles
im Verlauf der Erwärmung. Dabei stehen die Farben für
Temperaturbereiche. Bei Kohlenstofftahl findet man beispielsweise bei
Erhitzung auf 200°C blassgelbe, bei 300°C kornblumenblaue und
ab 360°C graue Anlassfarben.
Verbindung der Gusskanäle mit dem Formhohlraum. Im allgemeinen
Sprachgebruch in Giessereien wird dies auch wie der Begriff
Anschnittsystem verwendet.bezeichnet.
Etymologie: lat. Wort azzurum für blau stammt ursprünglich
aus dem arab. lazaward = blau, aufgrund seiner Färbung.
Chemische Formel:
Cu3(C03)2(OH)2
Kristallsystem: monoklin
Aussehen: dichte Massen, gelegentlich samtartig, und radialstrahlige
Aggregate, häufige Krustenbildung. Die Kristalle weisen einen
prismatischen Habitus auf und neigen zu starker Riefenbildung.
Farbe: intensive Blaufärbung
Strich: hellblau
Glanz: diamanten bis glasartig.
Bruch: muschelig
Spaltbarkeit: vollkommen
Mohs'sche Härte: 4
Dichte: 3,9
Entstehung und Vorkommen: Azurit ist als Sekundärmineral ein
Verwitterungsprodukt von Kupfersulfiden in carbonatischer Umgebung.
Grosse Metalle finden sich in Marokko; weitere Vorkommen gibt es in
Chessy (Frankreich) und Tsumeb (Namibia).
Verwendung: Azurit wird zu Schmucksteinen verarbeitet.
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Dies ist die Fähigkeit des Formstoffes die Oberfläche des
Modell wiederzugeben. Die Bildsamkeit des Formstoffes bestimmt die
Güte der Gussoberfläche. Für Schmuckgegenstände
sind nur Materialien mit hoher Bildsamkeit (z.B. →Tone) tauglich.
Bleisulfid (PbS), auch Galenit. Wichtigstes Primärerz für Blei. Oft auch "Silberträger"
wenn beispielsweise Fahlerze fein verteilt im Bleiglanz auftreten. Dann entsteht bei der Verhüttung silberhaltiges Blei, sog. Werk- oder Reichblei.
Etymologie: lat. aes brundisium: Brindisisches Erz nach der antiken
Hafenstadt Brundisium (Brindisi) in der vermutlich die fertige
Legierung per Schiff eintraf. Die →Legierung besteht aus →Kupfer (Cu) und →Zinn (Sn) und ist bei einem 10%igen Zinngehalt
überhalb 1020°C flüssig.
Forschungsgeschichtlich auf Christian Jürgensen Thomson
zurückgehender Begriff, der etwa um 1836 die
Menschheitsgeschichte anhand der vorkommenden Materialien für
die Herstellung von Gerät, in eine Stein-, Bronze-, und
Eisenzeit gliederte. In Mitteleuropa beginnt sie um 2400 v.Chr und
endet um etwa 800 v.Chr.
Eine Abfolge von Arbeitsschritten, Gesten und Verfahren eines
Produktionsablaufs, die im Hinblick auf das fertige Produkt zur
Transformation der verwendeten Materialien führen. Das Konzept,
das auf Leroi-Gourhan zurück geht, erlaubt es dem
Archäologen anhand des Fundstücks Rückschlüsse
auf Verfahren, Herstellungsabläufe, und Absichten des
Herstellers, und u.U. sogar auf dessen Konzepte und Vorstellungen zu
ziehen.
Etymologie: griech. chalkos - Kupfer, Bronze
Chemische Formel: Cu2S
Kristallsystem: Bei Bildung unterhalb 103°C rhombisch,
darüber hexagonal, Aussehen: in der Regel mikrokristalline
schwarze oder dunkelgraue Massen, die mit grünem Malachitpulver
als Verwitterungsprodukt überzogen sind.
Farbe: dunkelgrau
Strich: dunkelgrau
Glanz metallisch
Bruch: muschelig oder uneben
Spaltbarkeit: undeutlich
Mohs'sche Härte 2,5 - 3
Dichte: 5,8
Entstehung und Vorkommen: Chalkosin bildet sich hydrothermal oder in
Bereichen sekundärer Sulfidanreicherungen (Zementationszone).
Bedeutende Vorkommen befinden sich in Mexiko, Peru, Chile usw.
Verwendung: Chalkosin ist als kupferreichstes Sulfid ein wichtiges
Erz für die Kupferindustrie.
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Etymologie: griech. chalkos = Kupfer und griech. pyr = Feuer.
Chemische Formel: CuFeS2
Kristallsystem: tetragonal
Aussehen: häufig in dichten Massen; Kristalle selten
Farbe: messinggelb, oft irisierend
Strich: grünlich schwarz
Glanz: metallisch
Bruch: muschelig oder uneben
Spaltbarkeit: undeutlich
Mohs'sche Härte: 3,5
Dichte: 4,1 - 4,3
Entstehung und Vorkommen: Chalkopyrit entsteht in metasomatischen
und hydrothermalen Lagerstätten; sedimentäre Bildung
selten. Die grössten Vorkommen befinden sich in den
US-Bundesstaaten, Kalifornien und Utah, in Cornwall (Grossbritannien)
und in Japan.
Verwendung: Chalkopyrit ist das wichtigste Kupfererz; der
Kupfergehalt liegt bei bis zu 34,5 Prozent.
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Etymologie: zu Ehren des italienischen Mineralogen N. Covelli, dem
Entdecker dieses Minerals.
Chemische Formel: CuS
Kristallsystem: hexagonal
Aussehen: dichte Massen, gelegentlich mit einer grünen
Verwitterungsschicht aus Malachit überzogen. Kristallbildung
selten
Farbe: blauschwarz, oft irisierend
Strich: schwarz glänzend
Glanz: metallisch bis harzig
Bruch: muschelig
Spaltbarkeit: vollkommen
Mohs'sche Härte: 1,5 - 2
Dichte: 4,6
Entstehung und Vorkommen: Covellin tritt nur sehr selten als
Primärmineral auf meist Sekundärmineral in
Kupfererzlagerstätten. Umfangreiche Vorkommen findet man in
Chile, Bolivien, Alaska und Neuseeland. Grosse irisierende Kristalle
wurden in Calabona (Italien) und in Butte (US-Bundesstaat Montana)
gefunden. Verwendung: Covellin ist ein Kupfererz.
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Etymologie: lat. cuprum = Kupfer
Chemische Formel: Cu2O
Das Mineral enthält in der Regel Beimengungen von Schwefel,
Eisen usw.
Kristallsystem: kubisch
Aussehen: häufig dichte oder feinkörnige Massen.
Oktaedrische, rhombendodekaedrische oder kubische Kristalle,
häufig mit Malachitüberzug
Farbe: kräftig rot bis schwarz
Strich: braunrot
Glanz: Kristalle diamanten bis halbmetallisch, in Massen matt
Bruch: uneben
Spaltbarkeit: undeutlich
Mohs'sche Härte: 3,5 - 4
Dichte: 6, 1
Entstehung und Vorkommen: Cuprit-Mineral bildet sich häufig als
Oxidschicht auf anderen Kupfermineralien. Bedeutende Vorkommen
befinden sich 'in Bisbee, Arizona(USA), Chuquimata (Chile), Corocoro
(Bolivien) Tsumeb (Namibia). Verwendung: Cuprit ist ein lokal
wichtiges Kupfererz.
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D. sind mehrmals verwendbare Formen aus Stein oder Metall. Formstoffe
können Stahl, Bronze, Sand- oder Speckstein sein. Die Formen
sind derart hergestellt, dass sich das Gussstück nach dem Guss
aus geöffneten Form entnehmen lässt. Details finden sie
unter Steinform und
Metallform im
Menüpunkt »Verfahren«.
Der Eiserne Hut bildet sich an sulfidischen Kupfererzvorkommen aus,
wenn diese überhalb des Grundawasserspiegels durch den im
Regenwasser gelösten Luftsauerstoff oxidiert werden. Im Falle
von Pyrit (FeS) bleiben die unlöslichen Eisenoxide an der
Oberfläche zurück und bilden den eisernen Hut
(SHACKLETON 1986, S. 13). Da die Erze reich an Kupfer, Schwefel
und Eisenverbindungen sind, wird der Erzkörper in der Nähe
der Oberfläche durch schwankende Grundwasserspiegel und Kontakt
mit Luftsauerstoff, Frostsprengung und dgl. verwittert. Auf diese
Weise entstehen im Bereich des Eisernen Hutes aus den sulfidischen
Kupfererzen, die oxidischen Kupfererze, zu denen auch die
karbonatischen Kupfererze gezählt werden, sowie gediegenes
Kupfer.
→Minerale aus denen auf dem
Wege der →Verhüttung
Metall dargestellt wird. Erze lassen sich in zwei Haupttypen
unterscheiden: oxidische und sulfidische. Oxidische Erze sind i.A.
von limitierter Verfügbarkeit, frei von →Gangarten und lassen sich einfach
verhütten.
Sulfidische Erze (Verbindungen mit Schwefel (S)) sind hingegen
häufiger anzutreffen, benötigen einen vorhergehenden
→Röstprozess und sind
oftmals mit Gangarten verwachsen.
Für →Kupfer gibt es eine
Reihe wirtschaftlich bedeutender Erze: →Chalkopyrit, →Chalkosin, →Covellin und →Cuprit. →Kassiterit (Zinnstein)
ist das wichtigste Erz für die Produktion von →Zinn.
Zur Klassifikation als Erz gehört auch die Wirtschaftlichkeit
des Produktionsprozesses.
Etymologie: griech. ευ 'eu': gut und
τεκτειν 'tektein': bauen. Ein
Eutektikum oder eine eutektische Legierung liegt dann vor, wenn deren
Bestandteile in einem solchen Verhältnis zu einander stehen,
dass sie über einer bestimmten Temperatur (→Schmelzpunkt) vollständig
flüssig (→Liquidustemperatur) und darunter
vollständig fest (→Solidustemperatur) vorliegt. Liegt ein E.
vor so fallen diese beiden im Schmelzpunkt oder eutektischem
Punkt zusammen. Es weist ausserdem den niedrigsten Schmelzpunkt
aller Mischungen aus denselben Bestandteilen auf. Beim Erstarren
scheiden sich gleichzeitig alle Bestandteile in sehr feinen
Kristallen ab und das Gefüge erscheint gleichmässig.
Fayalit ist der Hauptbestandteil der allermeisten archäologischen
Verhüttunngsschlacken (Fe2SiO4) und bildet
sich aus Eisenoxid "FeO" und Kieselsäure "SiO2" nach der
Formel: 2FeO + SiO2 → Fe2SiO4 Er besteht somit aus etwa 70 Gew% "FeO" und 30 Gew% "SiO2. Dies
zeigt auch das eine Verhüttung von Eisenerzen mit einem Fe Gehalt
von weniger als 55 Gew% im Rennfeuer nicht zum Erfolg führen kann. Fayalit
ist der Schlackenbilnder schlechthin und zeichnet sich durch sehr
niedrige Viskosität (Renn!feuer) und niedrige
Bildungstemperatur (1205 °C) aus. Bei Anwesenheit von
K2O und bis zu 10 Gew% Al2O3
kann die Bildungstemperatur auf unter 1100 °C sinken
(KRONZ 1997). Das System
FeO-SiO2-Al2O3 ist in
gewissen Grenzen als selbsteinstellend zu betrachten (KRONZ
1997), was unter anderem die äusserst weite Verbreitung
dieses Verhüttungssystems erklärt.
Vorraussetzung für einen Formstoff ist die
Temperaturbeständigkeit oder Feuerfestigkeit. Für den
Bronzeguss müssen die Formstoffe Temperaturen von über
1300°C standhalten. Quarzsand (SiO2) hält bis
1500°C und ist somit geeignet.
Formlehm ist die Bezeichnung für den Formstoff, der für das
Wachsausschmelzverfahren dient. Richtig gemischt, erfüllt dieser
die wichtigsten Anforderungen an einen Formstoff für die
Giesserei, wie →Bildsamkeit,
→Feuerfestigkeit,
→Gasdurchlässigkeit
und mechanische Belastbarkeit.
Alter Begriff für die Zinkerze Zinkspat ZnC03 und
Hemimorphit Zn4Si2O7(OH)2
x H2O, die im alten Bergbau oft nicht unterschieden
wurden. Zinkspat dissoziert beim Glühen in Zinkoxid ZnO und
Kohlendioxid CO2.
Um eine möglichst rasche und problemlose Formfüllung beim
Guss zu erreichen, ist Gasdurchlässigkeit des Formstoffs
wünschenswert. Es können zwar →Luftkanäle gesetzt werden, doch jeder
Luftkanal bedeutet zusätzliche Nacharbeit.
Gusseisen, auch Grauguss ist eine Legierung aus Eisen (Fe) und
Kohlenstoff (C). Der Unterschied zum Kohlenstoff-Stahl liegt am
Kohlenstoffanteil. Gusseisen liegt vor wenn der C-Gehalt 2,06%
überschreitet. Die →eutektische→Legierung hat einen C-Gehalt von 4,3%.
Nach dem Fundort Hallstatt im Salzkammergut, Österreich benannte
Epoche der Bronze- und Eisenzeit. Während Hallstatt A und B noch
zur →Bronzezeit
zählen. Sind Hallstatt C und D schon der Eisenzeit zugerechnet.
Die Eisenzeit beginnt um etwa 800 v.Chr.
Chemisches Element K. Aus dem arab. al qalja = Pflanzenasche, da
Kalisalze durch Auslaugen von Pflanzenaschen hergestellt wurden.
Diese sind wasserlöslich, das Wasser wird danach in Töpfen
(Pötten) verdampft. Zurück bleibt Pottasche oder
Kaliumcarbonat (K2CO3) Ausführliche
Information in Wikipedia.
Kassiterit (Zinnstein)
Etymologie: Der Name stammt aus dem phönizischen "Cassiterid",
das die englischen und irischen Inseln beschrieb. Tatsächlich
versuchte die grösste phönizische Kolonie Chartage im 6.Jh
v.Chr. das Zinnmonopol zu beherrschen, indem sie versuchte, Zinnerze
direkt von den ursprünglichen Abbauorten zu importieren, den
"Zinn-Inseln", bekannt mit dem Namen "Cassiterid Inseln". Ein
phönizisches Wort für "Zinnland" lautet B'ratan' aus dem
sich dann bei Aristoteles "Britannic" entwickelte.
Chemische Formel: SnO2
Kristallsystem: tetragonal (vierkantig)
Farbe: hellgrau mit weiss zu bräunlich internen
Reflektionen
Strich: bräunlich weiss;
Glanz: Diamantglanz
Opazität: durchsichtig bis durchscheinend bis
undurchsichtig
Spaltbarkeit: vollkommen
Mohs'sche Härte: 6 - 7
Dichte (g/cm3): 6,8 - 7 / Durchschnittlich = 6,9
UV: fehlt
Bedeutung: wichtigstes Zinnerz
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Der Kasten, oder auch Formkasten betseht in der Regel aus zwei Formhälften,
dem Ober- und dem Unterkasten. Der Kasten dient als Rahmen um den Sand beim
Sanformverfahren in der Form zu halten. Er besitzt keinen Deckel und keinen
Boden, sonern ist in der Regel aus profiliertem Stahl, Auminium oder Bronze hergestellt.
Keramik
Keramik, altgriech. κεραμος
keramos, der Bezeichnung für Ton und aus diesem gebrannte,
wasserfeste, formbeständige Erzeugnisse.
Kern
Kerne sind Formbestandteile die die Innenseiten von hohlen
Gussstücken abformen. Eine Porträtbüste in
Lebensgrösse, wird mit einer etwa 3-4mm dicken Wandstärke
gegossen. Alle sichtbaren Teile der Büste werden von der Form
abgebildet, alles innerhalb der Büste vom Kern. Der Kern
benötigt Kernnägel oder Kernstützen, Kernmarken und
Kernauflagen so dass dieser nach dem Wachsausschmelzvorgang in
Position gehalten wird.
K. ist eine Legierung aus Eisen (Fe) und Kohlenstoff (C). Bis zu
einem Anteil von 2,06% C spricht man von Kohlenstoff-Stahl oder
unlegiertem Werkzeugstahl, darüber von →Gusseisen.
Ein Prozess zur Gewinnung von Silber, mit Hilfe von silberhaltigem
Blei. Hierbei wird Sauerstoff(O2) auf die flüssige
Legierung aus Silber und Blei aufgeblasen. Das unedlere Blei wird
dabei zu Bleiglätte oder Bleioxid (PbO) oxidiert und kann von
der Badoberfläche abgezogen werden.
Kupellen bestehen aus Pflanzen- bzw. Knochenasche oder Magnesia. Sie
ähneln in ihrer Funtion den →Tiegeln in soweit, als das Metall in ihnen
geschmolzen wird. Im Unterschied zu diesen sind Kupellen jedoch
porös um das entstehende Bleioxid aufzusaugen. Zudem haben
Kupellen eine weit gössere Oberfläche um die Oxidation des
Schmelzbades zu begünstigen. siehe Abbildung Kupelle
Etymologie: lat. aes cuprum: Erz von der Insel Zypern, geht
zurück auf griech. κϒψρος
'kypros': Bezeichnung für die Insel Zypern, auf der schon
urgeschichtlich Kupfer abgebaut wurde. Kupfer (Cu) hat einen
Schmelzpunkt von 1083,4°C.
Legierungen sind feste Lösungen mindestens zweier chemischer
Elemente (→Bronze), wovon
mindestens eines ein Metall ist (→Kohlenstoff-Stahl). Legierungen werden oft durch
Schmelzen erzeugt, wobei sich die Elemente im flüssigen Zustand
durchmischen. Das Legieren erlaubt es uns Metalle nach
gewünschten Materialeigenschaften herzustellen.
Luftkanäle dienen der Entlüftung des Formhohlraumes,
während des Gusses. Bei grossen Formen können die
entweichenden Gase angezündet werden, so dass ein Unterdruck in
der Gussform entsteht. In aller Regel genügt es die am
höchsten gelegenen Punkte einer Form zu entlüften.
Ein L. ist ein Gussfehler. Er entsteht beim Erstarren des Metalls. Da
sich dieses lagenweise von aussen nach innen abkühlt, und dabei
an Volumen verliert, zieht sich das Metall zwangsläufig an
derjenigen Stelle am meisten zusammen, an der sich das letzte
flüssige Metall befindet. Das Resultat ist eine
trichterförmig nach innen eingezogene Fläche. Besonders
problematisch sind lange, starke Querschnitte, wie beispielsweise
Kanonen. Hier kann der sog. Fadenlunker entstehen. Bei diesem
entsteht ein extrem langer, fadenförmiger Lunker der sich u.U.
durch das gesamte Gussstück ziehen kann und dieses unbrauchbar
macht.
Trennmittel zur Trennung von Modell und Sand, bzw. zur Trennung von
Ober- und Unterkasten. Im vorletzten Jahrhundert waren es
tatsächlich Bärlappsporen, hauptsächlich Lycopodium
bisdepuratum, die zurm Trennen verwendet wurden. Heutzutage sind es
gemahlene Harze.
Magerung werden die Zuschlagstoffe im →Ton genannt, die den bindefähigen Anteil des
Tones herabsetzen. Magerungen sind mineralischer Natur, wie z.B
Gesteinssplitter, Quarzsand, →Schamotte, Ziegelsplitt, usw.
Magerungsbestandteile wirken der z.T. erheblichen Schrumpfung der
Tone entgegen und haben überdies Einfluss auf die
Materialeigenschaften der gebrannten Tone. Im Falle Ton oder vielmehr
Lehm als Formstoff von Gussformen sind die Magerungsbestandteile von
zentraler Bedeutung, da wir eine Schrumpfung von 0% anstreben.
Etymologie: griech. malache Malve; malvenfarben, als Anspielung auf
die grüne Färbung.
Chemische Formel: CU2(CO3)(OH)2
Kristallsystem: monoklin
Aussehen: traubige oder nierige Massen mit konzentrischen Krusten
unterschiedlich intensiver Färbung. Auch als pseudomorphe
Modifikation bei Verwitterung von →Cuprit. Strahlige Kristallbüschel
selten.
Farbe: von hell- bis dunkelgrün
Strich: hellgrün
Glanz: glasartig bis diamanten
Bruch: muschelig
Spaltbarkeit: vollkommen
Mohs'sche Härte: 4
Dichte: 4
Entstehung und Vorkommen: Malachit bildet sich als
Sekundärmineral in Kupferlagerstätten und ist daher sehr
verbreitet. Die gegenwärtig bedeutendsten Vorkommen befinden
sich in Katanga (Republik Kongo).
Verwendung: Malachit diente im Altertum als Farbstoff. Heute wird er
als Schmuckstein verwendet. Wichtiger Anzeiger für
Kupfervorkommen.
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Chemische Formel: FeS2
Kristallsystem: orthorhombisch, dipyramidal
Farbe: bronzefarben, hellbraun gelb, zinnweiss, grünlicher
Stich; häufig treten irisierende Anlauffarben
(Polarisationsfarben) auf
Strich: grau bräunlich schwarz
Opazität: undurchsichtig
Spaltbarkeit: undeutlich
Mohs'sche Härte: 6 - 6,5
Dichte (g/cm3): 4,89
Vorkommen: In der Kreide auf Rügen, in Nuss- bist Kopf-grossen
Kugeln die bereits teilweise zu Pyrit umgewandelt sind. Oft kommt
Markasit in tonigen und kalkigen Sedimenten sowie in Kohle- und
Braunkohleflözen vor, und zwar vorherrschend in Form von Kugeln,
Knollen und Drusen. Im Kupferschiefer am Südharz.
Zusatzinformationen: Dieses Eisensulfid ist dem →Pyrit sehr ähnlich kann aber nur
durch genaue Analysen von Pyrit unterschieden werden. Pyrit
kristallisiert im kubischen aber Markasit im rhombischen System,
jedoch haben beide den gleichen chemischen Aufbau.
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Eine →Legierung
aus→Kupfer und →Zink (Zn). Das Kupfer und Zink
zusammen Messing ergeben wurde erst 1657 von Glauber entdeckt.
Zuvor wurde Messing im Zementationsprozess hergestellt. Dabei
wird Kupfer feingemahlenes Zinkerz (früher →Galmei genannt) und Holzkohle in einem
Tiegel bis etwa 1000°C erhitzt. Das enstehende
gasförmige Zink diffundiert in das feste Kupfer und formt
somit Messing. Die chemiche Reaktion die im Tiegel abläuft
ist die folgende:
ZnCO3 → ZnO + CO2
ZnO + C → Zn + CO
In der Alchemie wurde dies nicht als Herstellung von Messing,
sondern als das Färben des Kupfers durch die Künste
bezeichnet. Dieser Umstand rührt daher, dass das Zinkerz gelb
ist, und nicht als Erz erkannt wurde.
Ein Modell ist ein Gegenstand der genau so aussieht, wie derjenige
Gegenstand den man sich in Metall giessen möchte. Je nach
Verfahren gibt es Dauermodelle und Verlorene Modelle. Dauermodelle
werden für das Sandgussverfahren benötigt, verlorene
Modelle aus Wachs für das Wachsausschmelzverfahren.
Naturformsand ist ein natürlich vorkommender Formsand, der zum
grössten Teil aus →Quarz
(SiO2) Feinsand (0,063mm - 0,2mm) besteht. Daneben weist
er Tongehalt von bis zu 12% auf.
Die Oktett-Regel besagt, dass Atome die keine vollständig mit
Elektronen besetzte äussere Schale haben, das Bestreben haben,
entweder Elektronen abzugeben (Metalle/Elektronendonatoren) oder
Elektronen aufzunehmen (Nichtmetalle/Elektronenakzeptoren). Die
vollbesetzte äussere Schale wird auch als Edelgaskonfiguration
bezeichnet, was sich auf die Eigenschaft der Edelgase bezieht nicht
mit anderen Elementen chemisch zu reagieren. Die vollbesetzte
äussere Schale bezeichnet also einen energetisch sehr stabilen
Zustand.
Chemische Reaktion bei der im einfachsten Falle Sauerstoff
(O2) aufgenommen wird. Bei der O. gibt der zu oxidierende
Stoff (Elektronendonator) Elektronen an das Oxidationsmittel
(Elektronenakzeptor) ab. Dieser wird durch die Elektronenaufnahme
reduziert (→Reduktion). Mit
der O. geht immer eine Reduktion einher. Beide Reaktionen zusammen
sind Teilreaktionen der Redoxreaktion.
Eine Phase ist ein künstlich geschaffener Zustand einer
chemischen Verbindung und steht im Gegensatz zum natürlich
vorkommenden →Mineral. Obwohl
beide die gleiche chemische Zusammensetzung besitzen, kann sich deren
Erscheinungsbild unterscheiden. In →Schlacken sind Phasen "eingefroren" und
können Aufschluss über deren Bildungsbedinungen wie z.B.
Ofenatmosphären, Temperaturen und dgl. geben.
Phasendiagramm
Ein Ph. stellt eine Karte dar, auf der ersichtlich ist welche Phasen
bei welchen Temperaturen und Mischungsverhältnissen auftreten.
Ph. stellen die Art und Weise der Kristallisation der Schmelze bei
langsamer Abkühlung dar. Wenn zwei (oder mehr) Metalle (oder
Elemente, wovon mindestens eines ein Metall sein muss) legiert
werden, gibt es eine Reihe von Möglichkeiten betreffend der
gegenseitigen Löslichkeit:
vollständige Löslichkeit der Bestandteile im festen
Zustand (z.B. Silber-Gold Legierungen, sog. Elektron).
Die feste Legierung zeigt nur eine teilweise Löslichkeit der
Komponenten. Dies ist der Fall für die meisten Legierungen.
Wir unterscheiden drei Phasendiagramme für diesen Fall. Das
→eutektische, das
eutektoide und das peritektische Ph.
Die Bestandteile sind im festen Zustand überhaupt nicht
mischbar, können also nicht ineinander gelöst sein
(SCOTT 1991).
Etymologie: griech. pyr = Feuer; vermutlich weil mit Pyrit und
Feuerstein Funken geschlagen wurden um ein Feuer zu entfachen.
Chemische Formel: FeS2
Enthält gelegentlich Ni, Co oder Cu. Kristallsystem: kubisch.
Aussehen: dichte Massen oder kubische bzw. pentagondodekaedrische
Kristalle, die aufgrund ihrer Häufigkeit auch als Pyritoeder
bezeichnet werden. Eigenschaften:
Farbe: messinggelb oder goldgelb (daher im Volksmund auch als
Katzengold bezeichnet)
Strich: grünlich schwarz
Glanz: metallisch
Bruch: uneben oder muschelig
Spaltbarkeit: sehr undeutlich
Mohs'sche Härte: 6 - 6,5
Dichte: 5,0 - 5,2
Entstehung und Vorkommen: Pyrit wird vorwiegend in
kontaktmetasomatischen hydrothermalen und sedimentären
Lagerstätten gebildet. Es ist sehr weit verbreitet, besonders zu
erwähnen sind die Vorkommen von Rio Tinto, Huelva (Spanien), wo
es seit dem Altertum abgebaut wird
Verwendung: Pyrit und das sehr ähnliche Mineral →Markasit wurden schon in
Paläolithikum (Altsteinzeit) zusammen mit Feuerstein und
Zunderschwamm zum Feuer machen verwendet. Heute: Pyrit dient
hauptsächlich zur Herstellung von Schwefelsäure, wird aber
auch zur Gewinnung verschiedener beigemengter Metalle (Gold, Kobalt,
Kupfer usw.) verwendet.
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Chemische Reaktion bei der im einfachsten Falle Sauerstoff
(O2) abgegeben wird. (In der Biologie wird auch die
Aufnahme von Wasserstoff (H2) zwei als R. bezeichnet.)
Für die →Verhüttung ist von Bedeutung, dass
Elektronen aufgenommen werden.
Das Rösten ist ein Arbeitsschritt der →Verhüttung. Der eigentlichen Reduktion
des Metalls aus dem Erz geht eine →Oxidation derjenigen Bestandteile voraus die
den Erfolg des Verhüttens verhindern würden. Im Falle von
Pyrit wäre das der Schwefel (S).
Produkt der Sufilderzverhüttung, mit Metall (Cu und/oder Pb)
angereicherte →Steinphase.
Sie besitzen i.d.R. erhöhte bis hohe Kupfergehalte und
verminderte Eisengehalte. Siehe →Matte
Chemisches Element. Chemische Formel O2. Aufgrund seiner 6
→Valenzelektronen geht der
Sauerstoff bevorzugt Reaktionen mit Metallen ein die ihrerseits
Elektronen aus ihrer äussersten Schale abgeben wollen
(→Oktett-Regel).
Schamotte sind hoch gebrannte Tone die gemahlen als →Magerungsbestandteile Verwendung finden.
Schlacken
Schlacken sind Abfallprodukte des →Verhüttungsprozesses. Sie bestehen in der
Regel aus den das Erz umgebende →Gangarten, Asche, aufgeschmolzenen Ofen- oder
Tiegelpartikeln, sowie eines Flussmittels, welches den Schmelzpunkt der
Schlacke herabsetzt. Schlacken enthalten in der Regel mehrere →Phasen, die über deren
Bildungsbedingungen, und damit den Bedingungen im Verhüttungsofen
Aufschluss geben können. Wichitgste Schlackenphase überhaupt ist
der →Fayalit, ein Eisensilikat, das die Hauptphase in den allermeisten
archäologischen Verhüttungsschlacken ist.
Kornfraktion des Bodens zwischen 0,002mm und 0,063mm. Schluff ist
neben →Sand und →Ton Bestandteil des →Lehms.
Schmelzpunkt
Der Schmelzpunkt ist charakteristisch für Elemente und
eutektische Legierungen. Andere Mischungsverhältnisse weisen
einen Schmelz- bzw. Erstarrungsbereich auf, in dem neben der Schmelze
auch eine feste →Phase vorliegt.
Die →Liquidustemperatur
kennzeichnet die vollständige Verflüssigung, die
→Solidustemperatur das
vollständige Erstarren der Legierung.
Endprodukt der →Steinarbeit bei der
Sufilderzverhüttung; Das unreine Metall das etwa 90%
Kupfergehalt aufweist muss der vor der Verarbeitung noch einer
→Raffination oder
Reinigung unterzogen werden.
Seifen sind sekundäre →Lagerstätten, in denen sich Erze aufgrund
mechanischer Vorgänge, wie z.B. Verwitterung und anschliessender
Flusstransport, ansammeln. Die Konzentrationen solcher Erze sind
oftmals höher als in den Ausgangsgesteinen. Typische Seifenerze
sind die von →Zinn, Gold, Platin,
Niobium, Tantalum, Titan, Zirkon. Auch Diamanten lassen sich in
Seifen finden.
(EDWARDS, R. & K. ATKINSON 1986, S.175ff).
Die S. bezeichnet die Temperatur unterhalb derer eine Legierung
vollständig fest ist. Im Falle einer 10%igen Zinn-Bronze liegt
diese bei 798°C. Darüber liegt die Legierung solange in zwei
Phasen (Aggregatzuständen) vor, einer festen und einer
flüssigen, bis die →Liquidustemperatur überschritten ist. Die
Schmelze erscheint charakteristischerweise breiig.
Speiser verhindern das Entstehen von →Lunkern an starken Materialquerschnitten, indem
sie die betreffende Stelle mit zusätzlichem heissen Metall
versorgen. Ein in der Industrie gebräuchliches Verfahren, das
aber beim Kunstguss oder in der prähistorischen Giesserei nur
äusserst selten verwendet wird/wurde.
auch Steine; Zwischenprodukte beim Verhütten sulfidischer Erze.
Bei sulfidischen Erzen bestehen sie im Wesentlichen aus Kupfer-Eisen
und/oder Kupfer-Eisen-Blei Sulfiden mit metallischen Anteilen. Vgl.
hierzu→Matte)
Tenorite CuO ist ein Kupferoxid und ist Hauptbestandteil des dunklen Teiles der Gusshaut eines Gussstücks. Es ist ausserdem das für die blaue Farbe verantwortliche Mineral in ägyptischem Glas.
Von Ton spricht man bei Korngrössen unter 0,002mm. Neben der
Korngrösse sind es die Tonminerale und deren Vermögen
Wasser zu binden, die dem Ton dessen plastische Eigenschaften
verleihen. Die Tonminerale entsprechen dem bindefähigem
Bestandteil des Tones. Wichtige Tonminerale sind Kaolinit, Illit und
Montmorillonit. Bei Tonen mit hohem bindefähigem Anteil spricht
man von fetten Tonen. Je fetter der Ton, desto mehr neigt er zur
Schrumpfung.
Unter Ü. versteht man das weitere Erhitzen der Schmelze
über die →Liquidustemperatur hinaus. Das ist wichtig, da
ja gewährleistet sein muss, dass genügend Zeit ist um das
Metall in die Form zu giessen. Würde das Metall lediglich zur
Liquidustemperatur erhitzt, wäre die Schmelze schon fest, bevor
sie die Form erreicht.
Als V. bezeicnhet man die Elektronen auf der äussersten
Elektronenschale eines Atoms. Je nach Anzahle der V. werden diese
entweder abgegeben oder aufgenommen um die "Edelgaskonfiguration" zu
erreichen (siehe auch →Oktettregel).
Prozess in dessen Verlauf aus den Erzen das gewünschte Metall
ausgeschmolzen wird. Einstufige Erze wie die oxidischen und
karbonatischen Kupfererze können in einem Schmelzgang zu Metall
→reduziert werden. Die
komplexeren sulfidischen Erze müssen zunächst →geröstet, d.h. die Bestandteile die
die Reduktion behindern müssen zunächst entfernt
(→oxidiert) werden.
Die Zementation ist ein metallurgischer Prozess bei dem ein Metall im
festen und erhitzten Zustand einen anderen Stoff aufnimmt, und dabei
eine Legierung formt. Beispiele sind die Herstellung von
→Messing aus →Kupfer und →Zink, oder die Herstellung von Tiegel- oder
Wootzstahl aus Eisen und Pflanzenmaterial (Kohlenstoff).
Chem. Zeichen Zn. Schmelzpunkt 419,5°C; Siedepunkt 907°C. Die
Zinkdarstellung klappte in Europa erst im 17. Jahrhundert. 1738
patentiert William Champion seine Methode der Zinkdarstellung durch
Distillation.
Da der Siedepunkt von Zink so niedrig liegt konnte dieses mit den
bekannten Vehüttungsverfahren nicht dargestellt werden, denn
Zink würde dabei einfach verdampfen.
Etymologie: Zinn, althochd. zin: Stab, Zinn; (Sn von lat.
stannum: Zinn, Silber, Blei) hat einen Schmelzpunkt von 232
°C uns einen Siedpunkt von 2270 °C. Trotz des hohen
Siedpunkts ist der Zinnverlust in einer CuSn Legierung z.T.
erheblich. Dies ist dann nicht auf ein Verdampfen des Zinns (wie
etwa beim Zink) zurück zu führen, sondern auf die
bevorzugte Oxidation des Zinns aufgrund seines unedleren
Characters. Silbrig glänzendes, weiches Metall.
Charakteristisch ist das sog. Zinnkreischen wenn es gebogen
wird. Interessanterweise wurden die Metalle Blei, Zink und
Zinn bis in die Neuzeit, d.h. bis zum Aufkommen der Chemie im
modernen Sinne verwechselt, und deren Namen z.T. synonym
verwendet.
