Metalle, Kunststoffe: Eigenschaften und Typen

Metalle: Gewinnung, Umwandlung, Typen

Gewinnung und Umwandlung von Metallen

Metalle werden aus mineralischen Stoffen gewonnen. Der Prozess umfasst mehrere Schritte:

1. Extraktion: Metalle werden üblicherweise aus Mineralien oder Gesteinen gewonnen, die in der Natur vorkommen.
2. Metallurgie (Erzkonzentration): Trennung der Metalle von anderen Stoffen (Gangart).
3. Reduktion: Schmelzen der Metallerze in einem Ofen, um die chemischen Elemente zu trennen.
4. Raffinierung: Entfernung von Verunreinigungen aus dem Metall.
5. Transformation: Metallurgische Produkte werden zu kommerziellen Metallgegenständen verarbeitet.

Arten von Metallen

• Reine Metalle: Bestehen aus einem einzigen chemischen Element.
• Legierungen: Mischungen aus zwei oder mehr Metallen (oder einem Metall und anderen Elementen).

Eisenmetalle und Nichteisenmetalle

• Eisenmetalle (Siderurgie):
  • Hauptbestandteil: Eisen.
  • Beispiele: Gusseisen, Stahl.
  • Reines Eisen (Fe) ist spröde und wird selten verwendet.
  • Eisenlegierungen sind weiter verbreitet.
• Nichteisenmetalle:
  • Alle anderen Metalle und Legierungen.
  • Beispiele: Aluminium, Kupfer, Bronze, Messing.

Wichtige Eigenschaften von Metallen

• Festigkeit: Widerstand gegen Bruch oder Verformung.
• Zähigkeit: Widerstand gegen Stöße.
• Plastizität: Fähigkeit, dauerhaft verformt zu werden.
• Duktilität und Dehnbarkeit: Fähigkeit, zu Drähten gezogen oder zu Blechen gewalzt zu werden.

Stahl und Gusseisen: Herstellung

Stahl und Gusseisen werden durch folgende Verfahren hergestellt:

1. Schmelzen des Minerals.
2. Reduzierung des Kohlenstoffgehalts.

Gusseisen

• Eigenschaften: Magnetisch, hart, spröde, mäßig widerstandsfähig, plastisch.
• Verwendung: Komplexe Objekte (Heizkörper, Maschinenbefestigungen, Laternenpfähle, Dekorationen).

Stahl

• Korrosion: Stahl ist anfällig für Korrosion (Rost), wenn er Sauerstoff und Feuchtigkeit ausgesetzt ist.
• Arten:
  • Kohlenstoffstahl: Häufigste Art, bestehend aus Eisen und Kohlenstoff.
  • Legierter Stahl: Enthält neben Kohlenstoff auch andere Metalle.

Messing

• Messing: Legierung aus Kupfer und Zink, gelbliche Farbe.
• Aluminium: Häufig in der Erdkruste vorkommendes Metall.

Verfahren zur Metallbearbeitung

• Gießen: Schmelzen und Gießen des Materials in eine Form.
• Umformen: Anwendung von Kraft, um das Metall zu verformen.
• Spanende Bearbeitung: Verwendung von Werkzeugen, um Metallspäne zu entfernen und die gewünschte Form zu erzeugen.

Kunststoffe

Eigenschaften von Kunststoffen

• Leicht: Geringes Gewicht.
• Flexibilität und Zähigkeit: Sehr flexibel.
• Geringe Leitfähigkeit: Gute Isolatoren für Wärme und Elektrizität.
• Chemische Beständigkeit: Widerstandsfähig gegen Chemikalien.