Materialkunde: Metalle und Holz

Metalle

Eisenmetalle

• Gusseisen, Stahl, Eisen: Dies sind die Hauptkategorien der Eisenmetalle.

Nichteisenmetalle

• Kupfer, Zink, Aluminium, Zinn, Bronze, Messing: Beispiele für Nichteisenmetalle und deren Legierungen.

Legierungen

Legierungen sind Mischungen aus zwei oder mehr Metallen oder aus Metallen und Nichtmetallen.

Reineisen

Reineisen ist weich und spröde. Daher ist es sinnvoll, es mit Kohlenstoff zu mischen, um seine Eigenschaften zu verbessern.

Stahl

Stahl ist eine Eisenlegierung mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,1 % bis 2 %. Er ist sehr robust und zäh.

Gusseisen

Gusseisen ist eine Eisenlegierung mit einem Kohlenstoffgehalt von 2 % bis 4 %. Es ist sehr spröde, aber auch sehr schwer. Gusseisen wird für Gegenstände verwendet, die keinen starken Belastungen standhalten müssen, wie zum Beispiel Heizkörper oder Lampen.

Edelstahl

Edelstahl besteht hauptsächlich aus Eisen, Kohlenstoff, Chrom und Nickel.

Gewinnung von Gusseisen

Gusseisen wird aus Eisenerzen wie Limonit, Siderit, Magnetit, Pyrit und Hämatit gewonnen. Das Erz enthält sowohl nutzbare Metalle als auch einen nicht nutzbaren Anteil. Die Gewinnung von Gusseisen erfolgt in einem Hochofen.

Stahlherstellung

Das im Hochofen gewonnene Gusseisen enthält einen zu hohen Kohlenstoffanteil, der für die Stahlproduktion reduziert werden muss.

Andere Metalle

Kupfer

Kupfer ist ein guter elektrischer Leiter, formbar und dehnbar. Es wird häufig für Rohre, Leitungen und elektrische Installationen verwendet.

Messing

Messing ist eine Legierung aus Kupfer und Zink. Es ist härter als Kupfer und hat eine goldähnliche Farbe, weshalb es oft in der Dekoration eingesetzt wird, zum Beispiel für Türgriffe oder Musikinstrumente.

Holz

Aufbau eines Baumstammes

• Rinde: Die äußerste Schicht, die die inneren Schichten schützt.
• Bast (Phloem): Eine Schicht, die für den Transport des Saftes verantwortlich ist.
• Splintholz: Das junge Holz, das weniger hart und weißlich ist.
• Kernholz: Das eigentliche Holz, das seinen maximalen Entwicklungsgrad erreicht hat.

Zusammensetzung von Holz

Holz besteht hauptsächlich aus Zellulose, Lignin, Stärke und Zucker.

Eigenschaften von Holz

• Entzündlich: Holz ist brennbar.
• Widerstandsfähig: Es ist sehr widerstandsfähig gegen Druck.
• Härte: Es ist nicht zu hart.
• Porös: Holz ist porös, was bedeutet, dass es Poren besitzt, die Feuchtigkeit aufnehmen können.

Holzgewinnung

1. Bäume fällen.
2. Entasten, entwurzeln und entrinden.
3. Transport zum Sägewerk.
4. Zersägen des Stammes oder Zerkleinern für Papier oder Kunstholz.
5. Trocknen (natürlich oder künstlich).

Holzarten

Laubhölzer

Im Allgemeinen sind dies Laubbäume. Sie sind hart und dunkel (z. B. Eiche, Nussbaum) und werden häufig für Möbel verwendet.

Nadelhölzer

Dies sind immergrüne Bäume. Sie sind weniger schwer und haben eine helle Farbe (z. B. Kiefer, Tanne) und finden Verwendung in Kisten und Regalen.

Kunstholz

Kunstholz wird nicht direkt aus der Natur gewonnen, sondern durch einen Transformationsprozess hergestellt.

Beispiele für Kunstholz

• Spanplatte
• Sperrholz
• MDF (Mitteldichte Faserplatte)
• Melaminharzplatte

Wichtige Holzarten

Mahagoni

Mahagoni ist ein sehr hartes, rötliches Holz, das für Möbel verwendet wird. Dieser Baum wächst hauptsächlich in Afrika.