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Federstahl

Was ist Federstahl?

Federstahl

Federstahl ist ein Stahlmaterial, das zur Herstellung verschiedener Arten von Federn verwendet wird.

Das Material kann aus Draht, Stab oder Band hergestellt werden. Es gibt zwei Arten von Federstahl: die Warmumformung, bei der das Material in eine Federform gebracht und dann wärmebehandelt wird, und die Kaltumformung, bei der das Material bei Raumtemperatur unter Verwendung von wärmebehandeltem Material in eine Federform gebracht wird.

Die Norm ist JIS G4801 als “Federstahlprodukte”. In dieser Norm werden nur Werkstoffe für warmgeformte Federn (nicht wärmebehandelte Werkstoffe) spezifiziert, aber auch Werkstoffe für kaltgeformte Federn (wärmebehandelte Werkstoffe) werden allgemein als Federstahl bezeichnet.

Verwendungen von Federstahl

Federstahl wird für die Herstellung verschiedener Arten von Federn verwendet. Er wird zur Herstellung von Zugschraubenfedern, Druckschraubenfedern, Rückstellfedern mit Gewinde, Torsionsstäben, laminierten Tellerfedern und Tellerfedern verwendet.

1. Warmgeformter Federstahl

Warmgeformte Federstähle sind nach JIS mit Standardabmessungen ab Φ9 für Drahtwerkstoffe spezifiziert und werden für große Federn, wie z. B. in Automobilaufhängungen, verwendet.

2. Federstahl zum Kaltumformen

Kaltgeformte Federstähle sind in kleinen Durchmessern und dünnen Blechen erhältlich und werden häufig für Federprodukte für Präzisionsgeräte, Industriemaschinen, Spielzeug und den allgemeinen Hausgebrauch verwendet.

Arten von Federstählen

1. Warmgeformter Federstahl

Für Federstähle werden hochfeste Werkstoffe verwendet. Neun Arten von Werkstoffen für warmgeformte Federn sind in JISG4801:2021 als “Federstahlwerkstoffe (SUP)” spezifiziert. Die Festigkeit dieser Werkstoffe wird nicht eingestellt, bevor sie zu Federn geformt werden. Das Material wird bei ca. 900°C bis 1.200°C erhitzt, bis es hellrot wird, auf die gewünschte Länge geschnitten und in Form gewickelt.

Anschließend erfolgt das Abschrecken und Anlassen, um die Federeigenschaften zu erhalten. Warmgeformte Federn sind groß, können aber durch dieses Verfahren mit geringem Kraftaufwand bearbeitet werden. Allerdings ist eine strenge Temperaturkontrolle erforderlich.

2. Federstähle für die Kaltumformung

Beispiele für kaltgeformte Federstähle sind harter Stahldraht (SW), Klavierdraht (SWP) und rostfreier Stahl (SUS). Diese Werkstoffe für kaltgeformte Federn sind bereits als Rohmaterial wärmebehandelt und haben Federeigenschaften.

Die Federumformung erfolgt bei Raumtemperatur und wird anschließend geglüht. Im Vergleich zur Warmumformung ist der Kraftaufwand bei der Verarbeitung höher, so dass sie sich für die Verarbeitung kleiner Federn eignet. Es ist möglich, Federn auf stabile Weise zu verarbeiten, und die meisten Federn, die wir normalerweise sehen, sind kaltgeformte Federn.

Aufbau des Federstahls

Als Werkstoffe für Federstahl werden rostfreier Stahl, legierter Stahl und kohlenstoffreicher Stahl verwendet. Federstahl kann in zwei Arten von Formen unterteilt werden: langer, dünner Draht und flaches Blech.

1. Walzdraht

Die Form von Walzdraht oder Stabstahl ist lang und dünn. Typische Beispiele für Walzdraht aus Federstahl für die Kaltumformung sind harter Stahldraht und Klavierdraht. Beide werden durch Ziehen durch Löcher in einer Matrize hergestellt, wodurch sich ihr Durchmesser verringert. Im Gegensatz zu Drahtmaterialien wie Draht hat Hartstahldraht einen hohen Kohlenstoffgehalt. Hartstahldraht kann für Alltagsgegenstände wie Betten und Stühle verwendet werden.

2. Bleche

Bleche sind flach. Federstahl, der für dünne Tellerfedern verwendet wird, heißt Bandstahl. Wie Klavierdraht kann er durch Walzen hergestellt werden. Es gibt Typen, die nach dem Kaltwalzen direkt zur Federformung verwendet werden, Typen, die nach dem Walzen geglüht werden, und Typen, die nach dem Walzen vergütet werden.

Wie man Federstahl auswählt

Die Verwendung von Federstahl hängt von der Art des Stahlmaterials ab. Mangan-Chrom-Stahl und Silizium-Mangan-Stahl können beispielsweise für Schraubenfedern, überzogene Blattfedern und Torsionsstäbe verwendet werden. Chrom-Vanadium-Stähle werden hauptsächlich für Schraubenfedern und Torsionsstäbe verwendet, während Silizium-Chrom-Stähle hauptsächlich für Schraubenfedern eingesetzt werden.

Chrom-Molybdän-Stähle werden für große Schraubenfedern und Tellerfedern verwendet, während Mangan-Chrom-Bor-Stähle für große Schraubenfedern, Tellerfedern und Torsionsstäbe eingesetzt werden.

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Werkzeugausgleicherr

Was ist ein Werkzeugausgleicher?

Eine Werkzeugausgleicher ist eine Maschine, die mit einem Mechanismus ausgestattet ist, um die Gewichtslast beim Transport schwerer Gegenstände zu verringern.

Früher wurden schwere Gegenstände manuell transportiert, wobei der Bediener den schweren Gegenstand direkt anheben und tragen musste. Dies war eine sehr schwere Arbeit, da das Gewicht des schweren Gegenstandes direkt auf den Bediener übertragen wurde.

Dies kann jedoch durch den Einsatz von Werkzeugausgleichern verbessert werden. Der Kran an den Werkzeugausgleicher kann die Last anheben und das Gewicht auf nahezu 0 kg reduzieren, und dann führt der Arbeiter die Last einfach zum Transportziel. Dadurch wird die Arbeitslast erheblich reduziert.

Anwednungen von Werkzeugausgleichern

Werkzeugausgleicher werden für die Verlagerung schwerer Lasten eingesetzt.

Sie werden häufig an Fertigungsstraßen und Laderampen eingesetzt, wo sie schwere Lasten schwerelos auf Förderbänder oder Paletten übertragen können.

Für den Einsatz von Werkzeugausgleicher ist keine gesetzliche Qualifikation erforderlich. Da es sich jedoch um eine gefährliche Arbeit handelt, schwere Gegenstände in der Luft zu heben und zu transportieren, sollten sie mit Vorsicht gehandhabt und nur nach gründlicher Einweisung in den Betrieb eingesetzt werden.

Außerdem müssen beim Einsatz von Werkzeugausgleicher schwere Gegenstände am Kran befestigt werden, was Kenntnisse und praktische Erfahrung im Umgang mit Kränen und Anschlagmitteln erfordert. Es wird empfohlen, diese Qualifikationen zu erwerben oder einen Lehrgang zu absolvieren.

Funktionsweise von Werkzeugausgleichern

Je nach den zu transportierenden schweren Lasten werden verschiedene Arten von Werkzeugausgleichern verwendet, die jeweils ihre eigenen Merkmale aufweisen. Nachstehend finden Sie eine Liste typischer Typen und ihrer jeweiligen Merkmale.

  1. Hebezeug-Typ
    Beim Hebezeug wird eine Schiene in den Himmel gebaut, auf der sich die Werkzeugausgleicher bewegt, um ihr Ziel zu erreichen.
    Beim Werkzeugausgleicherhubwerk ist beispielsweise eine Aufnahmetrommel montiert, und im Inneren befindet sich ein Zylinder, der sich vorwärts und rückwärts bewegt, während sich die Aufnahmetrommel durch Zufuhr und Ablassen von Druckluft dreht.
  2. Pneumatischer Typ
    Pneumatische Werkzeugausgleicher sind Werkzeugausgleicher, die ausschließlich mit Luftantrieb arbeiten. Schwere Lasten werden durch Luftansaugung im Kran gehalten, und die Kranbewegung wird ebenfalls durch den Zylinderantrieb erreicht.
  3. Elektrischer Typ
    Elektrische Werkzeugausgleicher sind elektrisch betriebene Werkzeugausgleicher. Krane, an denen schwere Lasten befestigt sind, werden durch einen Motorantrieb betrieben. Da die Bewegung durch Motorsteuerungstechnik kontrolliert wird, ist die Positionswiederholgenauigkeit hoch, sodass er sich für Aufgaben eignet, bei denen dieselbe Sache wiederholt in einer festen Position ausgeführt wird.
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Auswuchtmaschine

Was ist eine Auswuchtmaschine?

Auswuchtmaschinen

Eine Auswuchtmaschine ist ein Messgerät zur Messung der Drehschwingungen von rotierenden Teilen.

Bei der Bearbeitung und Montage von rotierenden Teilen stimmen Dreh- und Schwerpunkt aufgrund von Bearbeitungsfehlern und Ausrichtungsfehlern bei der Montage nicht immer überein. Wenn sie so verwendet werden, wie sie sind, treten daher während des Gebrauchs Drehschwingungen auf. Drehschwingungen sind nicht nur unangenehm bei der Benutzung, sondern können auch zu Maschinenausfällen und -schäden führen.

Auswuchtmaschinen messen die Schwingungen und zeigen das Ausmaß des Missverhältnisses (Ausgleichsbetrag) an, so dass die Drehschwingungen innerhalb des Referenzwertes gehalten werden können.

Einsatzgebiete von Auswuchtmaschinen

Auswuchtmaschinen werden bei der Herstellung zahlreicher rotierender Produkte eingesetzt.

Ein bekanntes Produkt ist der Reifen eines Autos. Der Reifen besteht aus einem Gummiteil am Umfang und einer Felge in der Mitte. Bei der Herstellung der einzelnen Teile kommt es jedoch zu einer Fehlausrichtung der Schwerpunkte, die auch nach dem Zusammenbau bestehen bleibt. Wird der Reifen so auf das Fahrzeug montiert, wie er ist, treten bei hohen Geschwindigkeiten Schwingungen im Lenkrad und in der gesamten Fahrzeugkarosserie auf. Als Gegenmaßnahme wird die Schieflage vor der Montage mit einer Auswuchtmaschine gemessen und mit Gewichten korrigiert.

Neben den Reifen werden auch andere wichtige Bauteile wie Achsen, Motorkurbelwellen und Schwungräder immer auf Unverhältnismäßigkeit vermessen.

Funktionsweise von Auswuchtmaschinen

Neben den Schwingungen, die durch eine Verschiebung des Gesamtschwerpunkts verursacht werden (Primärschwingungen), erzeugen rotierende Körper mit einer bestimmten Länge, wie z. B. eine Welle, auch Schwingungen. Diese werden durch die unterschiedlichen Schwerpunkte an den beiden Enden der Welle verursacht (Sekundär- und sogar Kraftschwingungen). Auch die Kraftschwingungen können nicht gemessen werden, wenn der rotierende Körper stillsteht; sie müssen daher gemessen werden, indem man ihn dreht.

Bei der Messung der Unwucht werden beide Enden eines Prüfkörpers, z. B. einer Welle, an der rotierenden Welle einer Auswuchtmaschine befestigt. Die rotierende Welle ist mit einem Winkelsensor und einem Fehlausrichtungssensor ausgestattet, die den Winkel und den Betrag der während der Rotation auftretenden Verschiebung messen. Durch die Verwendung unterschiedlicher Fehlausrichtungssensoren an beiden Enden ist es möglich, die Fehlausrichtung der Schwerpunkte an beiden Enden zu messen, die die Ursache für die Erzeugung der gleichmäßigen Kraftschwingung ist. Dies wird als zweiseitige Unwuchtmessung bezeichnet.

Es gibt zwei Arten von Systemen zur Messung der Fehlausrichtung während der Drehung: den harten und den weichen Typ. Der harte Typ hat eine rotierende Welle mit einer hochsteifen Lagerung, die eine stabile Messung auch bei hohen Drehzahlen ermöglicht. Der weiche Typ hingegen stützt die rotierende Welle mit einer Tellerfeder oder ähnlichem ab, die zwar weniger steif ist, aber selbst leichte Vibrationen erfassen kann und eine hochpräzise Messung ermöglicht.

Aufgrund der Eigenschaften der bei der Rotation entstehenden Schwingungen muss bei der Auswahl einer Auswuchtmaschine darauf geachtet werden, dass der Resonanzpunkt der Auswuchtmaschine nicht mit der zu messenden Drehzahl zusammenfällt.

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Halogenlampe

Was ist eine Halogenlampe?

Halogenlampen

Halogenlampen sind eine Art Glühlampe, die neben Edelgasen wie Stickstoff und Argon auch eine geringe Menge an Halogenelementen (z. B. Jod, Brom) enthält.

Halogenlampen geben ihr Licht auf die gleiche Weise ab wie normale Glühlampen, indem sie Strom durch einen Glühfaden im Inneren des Kolbens leiten. Der Glühfaden ist ein dünner, fadenförmiger Metalldraht, der in den meisten Fällen aus Wolfram besteht, das den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle hat (3422 °C).

Anwendungen von Halogenlampen

1. Beleuchtung

Halogenlampen werden aufgrund ihrer kompakten Größe, ihrer hohen Leuchtkraft, ihrer leicht einstellbaren Lichtverteilung (Lichtstreuung) und ihrer guten Farbwiedergabeeigenschaften (die Farben kommen denen des Sonnenlichts nahe) für die Spotbeleuchtung verwendet. Zum Beispiel werden diese für Warenregale, die Flutlichtbeleuchtung, Autoscheinwerfer, Studio- und Bühnenbeleuchtung, etc. verwendet. Mit der Verbreitung von LED-Lichtquellen nehmen jedoch die Möglichkeiten für den Einsatz in Beleuchtungsanwendungen ab.

2. Projektoren

Halogenlampen wurden als Lichtquelle für Overheadprojektoren und Diaprojektoren in Schulen, etc. verwendet. Heute sind LED- und Laserlichtquellen auf dem Vormarsch.

3. Lichtquellen für die Spektralanalyse

Lichtquellen für die Spektralanalyse werden verwendet, weil sie eine konstante Helligkeit über einen breiten Wellenlängenbereich und geringe zeitliche Schwankungen der Intensität aufweisen.

4. Heizungen

Da der größte Teil der abgestrahlten Energie im Infrarotbereich liegt, sind Halogenlampen als Lichtquellen zwar ineffizient, aber ausgezeichnete Heizgeräte. Halogenlampen werden daher in einer Vielzahl von Situationen eingesetzt, in denen eine lokale Erwärmung erforderlich ist, z. B. bei der Wärmespeicherung, Wärmebehandlung, Trocknung und Hochtemperaturformung von Lebensmitteln und Materialien sowie bei der lokalen Erwärmung von Innen- und Außenbereichen.

Funktionsweise der Halogenlampen

Die Glühfadentemperatur in normalen Glühlampen liegt bei 1500-3000 °C, während sie in Halogenlampen in der Regel 2500-3000 °C beträgt, bei speziellen Lampen sogar bis zu 3300 °C. Infolgedessen verdampfen ständig kleine Mengen Wolfram an der Oberfläche des Glühfadens.

Um das Phänomen der Schwärzung zu verringern, enthalten Halogenlampen Spuren von Halogenelementen zusammen mit Inertgas im Kolben. Auf diese Weise verhindert der in der Lampe stattfindende Halogenzyklus das Auftreten der Schwärzung, wenn die Bedingungen wie Temperatur und Materialien geeignet sind.

Der Halogenkreislauf ist ein Phänomen, das in folgender Reihenfolge abläuft:

  1. Wolframatome verdampfen und diffundieren während der Beleuchtung aus dem heißen Glühfaden
  2. Das Halogengas reagiert mit dem verdampften Wolfram und bildet Wolframhalogenid
  3. Wenn die Glaswand heiß genug ist (>170 °C für Jodhalogen), bleibt das Wolframhalogenid nicht an der Glaswand haften
  4. Das Wolframhalogenid zersetzt sich, wenn es sich in die Nähe des heißen Glühfaden bewegt, und die Wolframatome kehren in den Glühfaden zurück

Der Halogenkreislauf verhindert den Verschleiß des Glühfadens und die wolframbedingte Schwärzung der Glasinnenwand.

Aufbau von Halogenlampen

Um den Halogenkreislauf zu erreichen, muss das gekapselte Glas auf einer hohen Temperatur gehalten werden. Bei Verwendung von Jod als Halogengas muss die Glastemperatur über 170 °C liegen, bei Verwendung von Brom über 250 °C.

Aus diesem Grund wird in der Regel Quarzglas verwendet, das hohen Temperaturen standhält, und Molybdänfolie zur elektrischen Verbindung von Innen- und Außenseite des Halogenkolbens, damit das Innere auch bei hohen Temperaturen luftdicht bleibt.

Weitere Informationen über Halogenlampen

1. Nachteile von Glühbirnen

Bei normalen Glühlampen kommt es zu einer Schwärzung, wenn verdampftes Wolfram an der inneren Glaswand des Kolbens haftet. Mit der Abnutzung des Glühfadens nimmt die Lichtausbeute unweigerlich ab.

Dieses Schwärzungsphänomen ist ein Hindernis, das es schwierig macht, die Größe von Glühlampen mit hohem Stromverbrauch zu verringern oder die Helligkeit und Farbtemperatur durch eine höhere Temperatur des Glühfadens zu erhöhen.

2. Eigenschaften des von Halogenlampen ausgestrahlten Lichts

Das von Halogenlampen abgestrahlte Lichtspektrum ist nahezu identisch mit dem Spektrum der Schwarzkörperstrahlung, das der Glühfadentemperatur entspricht. Aufgrund der im Vergleich zur Sonne niedrigeren Temperatur des Glühfadens enthält das emittierte Licht fast keine UV-Strahlung und sein sichtbarer Lichtanteil hat einen etwas höheren Rotanteil, was zu einem warmweißen Lichtbild führt.

Die Spitze der Strahlung liegt im nahen Infrarotbereich mit Wellenlängen zwischen 900 und 1000 nm, während der Großteil der Strahlung im sichtbaren bis nahen Infrarotbereich zwischen 500 und 3000 nm liegt.

3. Vorteile von Halogenlampen

Im Vergleich zu herkömmlichen Glühlampen erlauben Halogenlampen einen geringeren Abstand zwischen dem Glühfaden und dem gekapselten Glas. Auch die Temperatur des Glühfadens kann höher sein, was verschiedene Vorteile bietet.

  • Ihre geringe Größe reduziert die Transportkosten erheblich.
  • Es tritt keine Schwärzung auf, so dass die Helligkeit bis zum Ende der Lebensdauer der Lampe fast nicht abnimmt.
  • Bei gleicher Glühfadentemperatur kann die Lebensdauer mehr als verdoppelt werden.
  • Die Helligkeit kann bei gleicher Lebensdauereinstellung um 30 % gesteigert werden.
  • Die Verwendung von Quarzglas ermöglicht Oberflächentemperaturen von bis zu ca. 900 °C (doppelt).
  • Quarzglas hat eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit und zerbricht auch dann nicht, wenn es auf 900 °C erhitzt und in kaltes Wasser gelegt wird.

4. Vorteile von Halogenlampen

  • Grundlegend strahlende Wärme
    Sie ist geeignet für die schnelle Erwärmung, da 90 % der verbrauchten Leistung Strahlungslicht ist, das die Energie direkt auf das zu erwärmende Objekt überträgt.
  • Geringer Wärmeverlust
    Das Strahlungslicht erreicht das zu erwärmende Objekt unbeeinflusst von Luftströmungen und Lufttemperatur, und die Strahlungsquelle (Glühfaden) befindet sich im Inneren der Glasröhre, so dass sie von der Umgebung weitgehend unbeeinflusst ist.
  • Schnelle Inbetriebnahme
    Die Wärmestrahlungsleistung erreicht innerhalb einer Sekunde nach dem Einschalten 90 % des Nennwerts.
  • Hohe Energiedichte
    Die kleinen Halogenlampen können eine Wärmedichte von mehr als 100 w/cm2 erreichen, so dass das Objekt auf mehr als 1500 °C erhitzt werden kann.
  • Hohe Temperaturwechselbeständigkeit
    Sie werden während des Gebrauchs nicht durch Wasser beschädigt.
  • Erwärmung von Metall
    Wellenlängen von sichtbarem bis nahinfrarotem Licht werden von Metallen leicht absorbiert, so dass sie sich für die Erwärmung von Metallen eignen.
  • Berührungslose Erwärmung
    Sie kontaminiert weder das zu erwärmende Objekt noch die Umgebung. Kann auch zur Erwärmung von Proben in einem separaten Raum, z. B. durch ein Glasfenster, verwendet werden.
  • Optische Kontrolle
    Eine punktuelle Erwärmung kann durch die Verwendung eines Reflektors oder anderer Mittel zur präzisen punktuellen Erwärmung eines Zielbereichs erreicht werden.
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Gallium Nitride

What Is Gallium Nitride?

Gallium nitride (GaN) is a light gray powder known for its application in semiconductor technology.

With the chemical formula GaN, this compound of gallium and nitrogen has a molecular weight of 83.73 and a CAS number of 25617-97-4. It’s recognized as a wide bandgap semiconductor, highlighting its significant energy band gap which is essential for electronic devices.

GaN is primarily used in blue light-emitting diodes (LEDs), power semiconductors, and radar systems, marking it as a next-generation semiconductor material poised to potentially surpass silicon in performance.

Uses of Gallium Nitride

Gallium nitride’s wide bandgap of 3.4 eV, significantly greater than silicon’s 1.1 eV, enables blue LEDs and laser diodes production. Its high saturation drift velocity and breakdown field strength facilitate reduced power loss, lower heat generation, and miniaturization of electronic devices, compared to silicon-based counterparts.

Furthermore, GaN high electron mobility transistors (HEMTs) are increasingly used in 5G communication base stations.

Properties of Gallium Nitride

GaN has a melting point of 800°C, boils over 1,600°C, and has a density of 6.1 g/cm3. It is chemically stable, insoluble in common acids and bases, but soluble in strong alkalis under ultraviolet light exposure.

Its notable properties include:

  • Excellent thermal conductivity and heat dissipation
  • Capability for high-speed switching and operation at high temperatures
  • High saturation electron velocity
  • High dielectric breakdown voltage and durability

Structure of Gallium Nitride

GaN has a wurtzite crystal structure with space group P63mc and lattice constants of a=3.19Å and c=5.19Å. It can be doped with silicon (n-type) or magnesium (p-type), although doping alters crystal growth and can induce brittleness due to tensile stress.

Other Information on Gallium Nitride

1. How Gallium Nitride Is Made

Gallium nitride crystals are grown from a Na/Ga melt under high nitrogen pressure or by injecting ammonia gas into molten gallium. High-quality GaN, crucial for blue/UV-LEDs and p-type GaN discovery, results from low-temperature buffer layer deposition.

2Ga + 2NH3 → 2GaN + 3H2
Ga2O3 + 2NH3 → 2GaN + 3H2O

2. Legal Information

Gallium nitride should be handled carefully due to its potential irritant effects on the skin, eyes, and lungs.

3. Handling and Storage Precautions

To ensure safety:

  • Store in a tightly sealed container, away from moisture, in a cool, dark place.
  • Handle only in well-ventilated areas or outdoors.
  • Avoid creating dust and contact with strong oxidizers.
  • Wear appropriate protective gear, including gloves, eyewear, and masks.
  • Ensure thorough washing after handling, and immediate flushing with water upon skin or eye contact.
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Becherglas

Was ist ein Becherglas?

Bechergläser

Bechergläser sind Behälter für Flüssigkeiten, die hauptsächlich bei chemischen Experimenten verwendet werden.

Selbst Personen, die keine Chemiefabrikanten sind, oder Studenten in naturwissenschaftlichen Fächern haben mindestens einmal Bechergläser bei naturwissenschaftlichen Experimenten in der Grundschule oder anderen Schulen verwendet.

Hauptsächlich wird Glas verwendet, da es beim Befüllen mit Chemikalien nicht reagiert und sich leicht lagern und umrühren lässt.

Neben Glas gibt es jedoch auch Bechergläser aus Materialien wie Quarz, Edelstahl und Kunststoff, die für verschiedene Zwecke verwendet werden können.

Anwendungen von Bechergläsern

Bechergläser werden zur vorübergehenden Aufbewahrung von Chemikalien, zum Rühren beim Mischen von Flüssigkeiten und zum Lösen von Feststoffen verwendet.

Bechergläser eignen sich nicht für die Langzeitlagerung, da sie keinen Deckel haben, sondern werden für die Aufbewahrung für einige Stunden bis zum nächsten Einsatz verwendet.

Zum Mischen und Lösen werden sie mit einem Magnetrührer verwendet, der die Magnetkraft zum Rühren des Materials nutzt.

Da die meisten Gläser aus Glas bestehen, können sie zerbrechen, wenn sie grob behandelt oder fallen gelassen werden. Da in ihnen gefährliche Chemikalien aufbewahrt werden, muss auf die Sicherheit geachtet werden.

Funktionsweise der Bechergläser

Bechergläser sind aufgrund ihrer weiten Öffnung so konzipiert, dass sie das Befüllen und Entleeren von Chemikalien und die Zugabe von Feststoffen wie Pulvern erleichtern.

Zum Wiegen von Chemikalien sind sie hingegen nicht geeignet. Obwohl Bechergläser mit einer Skala versehen sind, weisen sie einen numerischen Fehler von 1 bis mehreren Prozent auf und sollten nicht zum Abwiegen bei chemischen Experimenten verwendet werden, bei denen ein genaues Abwiegen erforderlich ist.

Neben den gewöhnlichen Bechergläsern werden auch konische Becher und hohe Becher verwendet, wobei die Grundsätze chemischer Experimente berücksichtigt werden.

Konische Bechergläser haben eine schmalere Öffnung als der Boden. Sie dienen dazu, Spritzer zu vermeiden, wenn Chemikalien von oben zugegeben werden, wie z. B. bei Neutralisationstitrationen und erleichtert auch das Halten und Umrühren des Becherglases mit der Hand.

Hohe Bechergläser haben einen schmaleren Umfang und eine höhere Struktur als Standardbechergläser. Der höhere Körper verhindert, dass Chemikalien beim Umrühren verschüttet werden.

Außerdem lassen sie sich leicht in Heizvorrichtungen wie Heizmäntel einsetzen, so dass sie sich für Heizversuche eignen.

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Potassium Hydrogen Sulfate

What Is Potassium Hydrogen Sulfate?

Potassium hydrogen sulfate (KHSO4), also known as potassium bisulfate, is an odorless, colorless, or white crystalline salt with a molecular weight of 136.17 and a CAS number of 7646-93-7. It naturally occurs as the mineral mercallite, which is colorless or sky-blue and sometimes found in stalactites.

Uses of Potassium Hydrogen Sulfate

This compound is used as a flux in mineral analysis, for cleaning platinum apparatus, and in the production of potassium tartrate for winemaking. It’s also a precursor to potassium persulfate, serving as a powerful oxidizing agent in fertilizers and food preservatives.

Properties of Potassium Hydrogen Sulfate

With a melting point of 197°C and decomposing at around 300°C, KHSO4 has a density of 2.24 g/cm3 and is soluble in water (50 g/100 mL). Its aqueous solution is highly acidic but decomposes in ethanol, showcasing both orthorhombic and monoclinic crystal structures.

Production and Reactions

KHSO4 is produced via reactions such as K2SO4 + H2SO4 → 2 KHSO4, and its thermal decomposition leads to potassium pyrosulfate (K2S2O7), further breaking down into potassium sulfate (K2SO4) and sulfur trioxide (SO3) above 600°C.

Regulatory and Safety Information

While not regulated under various safety, it is classified as corrosive under transportation laws. Handling precautions include storage in cool, dark places in non-metallic containers, usage in ventilated areas or outdoors, and personal protective equipment to prevent exposure.

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Pipette

Was ist eine Pipette?

Eine Pipette ist ein Laborinstrument, mit dem eine gewünschte Flüssigkeitsmenge in ein Gefäß gesaugt oder übertragen wird.

Sie werden in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, von Naturwissenschaften wie Chemie und Biologie bis hin zu angewandten Wissenschaften wie Medizin und Pharmazie. Es gibt verschiedene Arten von Pipetten, die für unterschiedliche Zwecke verwendet werden. Die beiden wichtigsten Materialien sind Glas und Kunststoff.

Pipetten aus Glas sind chemisch und hitzebeständig und können durch Reinigung oder Sterilisation mit trockener Hitze wiederverwendet werden. Pipetten aus Kunststoff sind weniger chemikalien- und hitzebeständig als Glaspipetten, sind aber billiger und Einwegpipetten, die eine Reinigung ersparen und eine Kontamination verhindern.

Ein ähnliches Produkt wie eine Pipette ist eine Tropfpipette. Tropfpipetten sind aus Kunststoff und saugen eine feste Menge ein, während Pipetten je nach Produkt aus Kunststoff oder Glas bestehen können. Einige Pipetten verfügen über Aufsätze, die angebracht werden können, und über Einstellungen, mit denen die aufzusaugende Menge angepasst werden kann.

Anwendungen von Pipetten

Pipetten werden hauptsächlich auf zwei Arten verwendet:

  1. zum Abmessen von Flüssigkeiten (Flüssigkeitsabgabe)
  2. zum Umfüllen von Flüssigkeiten in andere Behälter (Flüssigkeitstransfer)

Welche Pipette verwendet wird, hängt vom jeweiligen Zweck ab. Daher muss die Auswahl unter Berücksichtigung des Verwendungszwecks getroffen werden.

Funktionsweise einer Pipette

Mikropipetten bestehen im Wesentlichen aus einem Spitzenhalter, einem Griff, einem Druckknopf und einem Volumeneinstellrad.

Das Ansaugvolumen wird durch Betätigung des Einstellrads für das Flüssigkeitsvolumen eingestellt, und der Druckknopf bewegt den internen Kolben zur Änderung des Luftvolumens, wodurch die Flüssigkeit angesaugt und abgegeben wird (Luftverdrängungssystem). Im Inneren befindet sich ein kreisförmiger O-Ring aus Gummi, der die Bewegung des internen Kolbens ermöglicht und gleichzeitig für eine luftdichte Abdichtung sorgt.

Im Inneren befindet sich außerdem eine Feder, durch deren Kraft der Druckknopf automatisch zurückgezogen wird, so dass die Flüssigkeit angesaugt und abgegeben werden kann.

Arten von Pipetten

Es gibt verschiedene Arten von Pipetten, und es ist wichtig, die richtige zu wählen. Die Verwendung der einzelnen Typen hängt auch von der Art der Pipette ab.

1. Pipetten für die Entnahme von Flüssigkeiten

Volumetrische Pipette
Eine Volumetrische Pipette ist ein Instrument zum genauen Abmessen von Flüssigkeiten. Sie besteht aus einem Glasröhrchen mit einer Ausbuchtung in der Mitte und einem Messstrich am oberen Ende. Sie sind sehr fein gearbeitet und können Flüssigkeiten mit sehr hoher Genauigkeit messen.

Die Pipettenspitze wird in die Flüssigkeit getaucht und die Flüssigkeit wird wie durch einen Strohhalm in das Glasröhrchen gegeben, bis knapp über den Teilstrich gesaugt und gemessen. Dies geschieht indem man beim Loslassen des Mundes mit dem Finger auf den oberen Teil des Glasröhrchens drückt. Um jedoch das versehentliche Verschlucken gefährlicher Reagenzien beim Saugen zu verhindern, wird heutzutage häufig eine Sicherheitspipette aus Gummi oder eine Autopipette an der Spitze angebracht, um die Flüssigkeit anzusaugen und abzugeben.

Messpipetten
Messpipetten sind ein weiteres Instrument zum genauen Abmessen von Flüssigkeiten. Sie bestehen aus Glas oder Kunststoff und sind in der gesamten Pipette graduiert. Wie ganze Pipetten sind sie am oberen Ende mit einem Gummisicherheitspipettierer oder Autopipettierer ausgestattet, um Flüssigkeit anzusaugen und abzugeben.

Mikropipetten
Mikropipetten sind Instrumente zum Abmessen von Flüssigkeiten in µL. Zur Verwendung drehen Sie zunächst den Drehknopf, um das Flüssigkeitsvolumen auf den gewünschten Wert einzustellen, der aufgenommen werden soll. Dann fasst man den Griff mit der dominanten Hand und legt den Daumen auf den Druckknopf am oberen Ende.

Stecken Sie eine Spitze der richtigen Größe auf das Ende des Spitzenhalters und setzen Sie sie fest auf. Dann wird der Druckknopf gedrückt, um Flüssigkeit anzusaugen und abzugeben. Abschließend wird der Abwurfknopf neben dem Druckknopf gedrückt, um die Spitze zu entfernen.

2. Pipette zum übertragen von Flüssigkeit

Komagome-Pipette
Die Komagome-Pipette wird verwendet, wenn Sie Flüssigkeit in einen anderen Behälter umfüllen wollen. Sie hat eine ähnliche Form wie eine Tropfpipette, besteht aber oft aus chemikalienbeständigem Glas oder anderen Materialien, die für die Verwendung mit Chemikalien ausgelegt sind. An der Spitze ist ein Gummiball angebracht, mit dem die Flüssigkeit angesaugt und abgegeben wird.

Pasteur-Pipette
Pasteurpipetten sind Glaspipetten mit einer verlängerten Spitze zum Aufsaugen von Flüssigkeiten. Da Pasteurpipetten keine Skala haben, werden sie häufig zum Übertragen kleiner Flüssigkeitsmengen verwendet und sind im Wesentlichen Einwegpipetten. Wie bei der Komagome-Pipette ist an der Spitze ein Gummiball angebracht, mit dem Flüssigkeit angesaugt und abgegeben werden kann.

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Hydrogen Sulfate Ion

What Is Hydrogen Sulfate Ion?

The hydrogen sulfate ion, a monovalent anion, is represented by the chemical formula HSO4-. It is also known as the hydrogen sulfate anion or simply hydrogen sulfate.

Salts of the hydrogen sulfate ion, generally represented by the formula M(I)HSO4, are obtained by dissolving sulfate salts in sulfuric acid.

Hydrogen sulfate salts are easily soluble in water, and many aqueous solutions are acidic.

Upon heating, hydrogen sulfate initially dehydrates to form bisulfate. Further heating leads to the release of SO3, resulting in the production of sulfate. Using this process, water-soluble sulfates can be obtained by adding potassium hydrogen sulfate to samples such as phosphates, oxides, and slugs of basic metal elements and melting them at 400 °C. This is known as hydrogen sulfate melting. Potassium hydrogen sulfate is used as a melting agent for this analysis.

Uses of Hydrogen Sulfate Ion

Hydrogen sulfate ion reacts with various cations to produce salts. It is primarily used for melting insoluble salts, as mentioned earlier, and for cleaning platinum crucibles.

In addition, potassium hydrogen sulfate KHSO4, a typical hydrogen sulfate, is used in fertilizers, grape wine production, and as a food preservative.

Additionally, sodium hydrogen sulfate (NaHSO4) finds applications in the disinfection of drinking water, in the manufacturing of cement, perfumes, glue, and bricks, as a surface treatment agent for metals, as a pH adjuster, in soap, and in paper manufacturing.

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Hydrazine Sulfate

What Is Hydrazine Sulfate?

Hydrazine sulfate is an inorganic compound with the chemical formula N2H6SO4. Its formal name according to IUPAC nomenclature is hydrazinium hydrogensulfate, and its CAS number is 10034-93-2. Commonly referred to as hydrazine sulfate, it is a salt composed of a hydrazinium ion and a hydrogen sulfate ion.

Uses of Hydrazine Sulfate

Hydrazine sulfate is utilized in analytical chemistry, organic compound synthesis, as a foaming agent in plastic manufacturing, and in the production of agricultural chemicals. It serves as a stable source of hydrazine, offering ease of handling during storage and reduced susceptibility to air oxidation.

1. Pesticides and Pharmaceuticals

As a disinfectant and antiseptic, hydrazine sulfate finds applications in agrochemical production and has been marketed as a dietary supplement, though it lacks legal approval as a safe and effective therapeutic agent.

2. Chemical and Industrial Uses

Hydrazine sulfate acts as a catalyst in the production of acetate fiber, aids in the artificial synthesis of minerals, serves as a reagent for arsenic detection in metals, and is a synthetic resin foaming agent.

Properties of Hydrazine Sulfate

With a molecular weight of 130.12 and a melting point of 254°C, hydrazine sulfate appears as a colorless crystalline or white powder. It has a density of 1.37 g/mL and is soluble in water, with a solubility of 30 g/L at 20°C.

Types of Hydrazine Sulfate

Available primarily for research and development and as an industrial chemical, hydrazine sulfate is offered in various quantities, from small laboratory sizes to large industrial packages.

1. Reagent Products for Research and Development

For R&D purposes, hydrazine sulfate is available in quantities ranging from 25g to 1kg, catering to different laboratory needs.

2. Industrial Chemicals

In industrial settings, it is used for metal surface treatments, as a reducing agent for metal recovery, and as a raw material in organic synthesis, typically sold in bulk.

Other Information on Hydrazine Sulfate

1. Synthesis of Hydrazine Sulfate

The compound can be synthesized by reacting sulfuric acid with an aqueous hydrazine solution.

2. Toxicity of Hydrazine Sulfate

Hydrazine sulfate poses several health risks, as evidenced by its GHS classification, which includes acute oral toxicity, skin sensitization, and potential carcinogenicity, among others.

3. Regulatory Information on Hydrazine Sulfate

Due to its hazardous properties, hydrazine sulfate is regulated under various laws, necessitating careful compliance during handling.