カテゴリー
category_de

Pinen

Was ist Pinen?

Pinen ist eine organische Verbindung mit der chemischen Formel C10H16 und ist ein zyklischer Terpenkohlenwasserstoff.

Pinen hat eine Struktur, die aus einem sechsgliedrigen Ring und einem viergliedrigen Ring besteht, und es gibt zwei Strukturisomere, α-Pinen und β-Pinen, die sich in der Position der Doppelbindung unterscheiden. α-Pinen hat Doppelbindungen in den Positionen 1 und 6 und β-Pinen in den Positionen 1 und 7. Außerdem hat jedes dieser Strukturisomere zwei Spiegelisomere, sodass es insgesamt vier Isomere von Pinen mit folgenden CAS-Registriernummern gibt: Gemisch: 1330-16-1, (1R)-(+)-α-Pinen Körper: 7785-70-8, (1S)-(-)-α -Pinen: 7785-26-4, (1R)-(+)-β-Pinen: 19902-08-0, (1S)-(-)-β-Pinen: 18172-67-3.

Der Name Pinen leitet sich von der Kiefer ab, die, wie der Name schon sagt, der Hauptbestandteil des Kiefernharzes und des ätherischen Kiefernöls ist. Es kommt auch in vielen anderen Koniferen vor und ist die Quelle ihres charakteristischen Duftes. Es hat ein Molekulargewicht von 136,24 und ist unlöslich in Wasser, aber mischbar in Essigsäure, Ethanol und Aceton.

Anwendungen von Pinen

Pinen ist eine weit verbreitete Verbindung, die als Bestandteil von Parfüms und Medikamenten verwendet wird. Es wird als Ausgangsstoff für synthetischen Kampfer, Terpineol und Perillaldehyd verwendet. Es wird auch als Lösungsmittel in Farben und anderen Produkten verwendet.

Myrcen, das durch die thermische Zersetzung von Pinen entsteht, ist auch ein Rohstoff für Menthol, Citral, Geraniol, Nerol, Linalool usw. Es wird in der Parfümindustrie häufig verwendet.

Verschiedene Terpenharze, die durch kationische Polymerisation von α-Pinen und β-Pinen hergestellt werden, werden bei der Herstellung von Klebstoffen und Klebern verwendet.

Funktionsweise von Pinen

1. Biosynthese und Reinigung von Pinen

Im Biosyntheseweg von Pinen ist Geranyldiphosphat das Ausgangsmaterial sowohl für die Alpha- als auch für die Beta-Form. Das Gerüst wird durch die Zyklisierung von Linaloyl-Diphosphat vervollständigt und in α- und β-Körper unterteilt, je nach der Position des Protons, das im letzten Schritt desorbiert wird.

Pinen ist in vielen ätherischen Ölen enthalten und ist der Hauptbestandteil von Terpentinöl. Bei der fraktionierten Destillation von Terpentinöl werden sowohl α-Pinen als auch β-Pinen gewonnen, wobei α-Pinen charakteristischerweise viel häufiger vorkommt als β-Pinen.

α-Pinen
α-Pinen hat einen Schmelzpunkt von -55 °C und einen Siedepunkt von 156 °C und ist bei Raumtemperatur eine farblose, transparente Flüssigkeit. Sein Geruch wird als spezifischer Kieferngeruch beschrieben und es hat ein spezifisches Gewicht von 0,8592 g/ml.

Der viergliedrige Ring von α-Pinen ist sehr reaktionsfreudig und die Wagner-Meyerwein-Umlagerung verläuft bekanntermaßen leicht, insbesondere unter sauren Bedingungen. In verdünnter Schwefelsäure oder Essigsäureanhydrid werden Terpineolderivate und Terpine gebildet, während in Salzsäure Chloride mit Borneol- oder Limonengerüst gebildet werden.

β-Pinen
β-Pinen hat einen Schmelzpunkt von -61,5 °C und einen Siedepunkt von 166 °C. Es ist eine farblose, transparente Flüssigkeit bei Raumtemperatur. Der Geruch wird als charakteristischer Terpentinölgeruch beschrieben und hat ein spezifisches Gewicht von 0,87 g/ml. β-Pinen ist bekanntlich in Rosmarin, Petersilie, Basilikum, Inondo und Rose enthalten.

Arten von Pinen

Zu den im Handel erhältlichen Pinen gehören Reagenzien für Forschung und Entwicklung sowie Produkte für industrielle Zwecke, die als Lösungsmittel und Rohstoffe für Duftstoffe verkauft werden.

F&E-Reagenzien können als Gemisch der Spiegelisomere α-Pinen/β-Pinen oder als Reinsubstanzen von jedem verkauft werden. Zu den Volumenarten gehören 5 mL, 25 mL und 500 mL. Sie werden in der Regel als Reagenzien gehandelt, die bei Raumtemperatur gelagert werden können.

Wenn sie für den industriellen Gebrauch verkauft werden, wird sie als eine Art Terpenöl-Lösungsmittel verkauft. Die Substanz wird oft in großen Sendungen geteilt, z. B. in 15-kg-Dosen, 170-kg-Fässern usw., um den Bedarf in Fabriken usw. zu decken. Sie wird oft als α-Pinen/β-Pinen bezeichnet und als Mischung von Spiegelisomeren verkauft.

Weitere Informationen zu Pinen

Sicherheitshinweise und Rechtsvorschriften für Pinen

Pinen, sowohl α-Pinen als auch β-Pinen, wird als entzündliche Flüssigkeit und als nicht wasserlösliche Flüssigkeit als gefährlicher und entzündlicher Stoff eingestuft. Es handelt sich um Stoffe, die in Übereinstimmung mit den Gesetzen und Vorschriften angemessen gehandhabt werden müssen.

カテゴリー
category_de

Schwingungspegel

Was ist ein Schwingungspegel?

Schwingungspegel

Der Schwingungspegel, ausgedrückt in dB, ist die Schwingungsbeschleunigung zuzüglich der menschlichen Sinneskorrekturen.

Schwingungen können in Form von Weg, Geschwindigkeit und Beschleunigung gemessen werden, aber es ist anerkannt, dass die Beschleunigung die geeignete Grundlage für die vom menschlichen Körper empfundenen Schwingungen ist.

Für jede Frequenz gibt es zwei Korrekturwerte für das Schwingungsintervall, die als vertikal und horizontal definiert sind. Vertikale Schwingungen werden tendenziell stärker empfunden, daher ist die horizontale Korrektur bei Frequenzen über 3 Hz negativer. Schwingungspegel werden mit einem Schwingungsmessgerät gemessen, das die Anforderungen des Artikels 71 des Messgesetzes erfüllt.

Verwendung von Schwingungspegeln

Schwingungspegel werden berechnet, indem der laufende Wert der Schwingungsbeschleunigung mit Schwingungsintervallkorrektur (a) durch die Bezugsschwingungsbeschleunigung (a0) dividiert wird, was wie folgt ausgedrückt wird

  VL=20log10^(a/a0)

In der Nachkriegszeit entwickelten sich die wirtschaftlichen Aktivitäten, aber als Folge des raschen Wirtschaftswachstums traten verschiedene Arten von Umweltverschmutzung auf, und 1968 wurde das Gesetz zur Lärmregulierung erlassen, um diese Probleme zu regeln. Für die Zielerschütterungen bestimmter Fabriken, bestimmter Bauarbeiten und der Erschütterungen des Straßenverkehrs wurden Schwingungspegel auf der Grundlage des Abstands zum menschlichen Körper festgelegt, die in Tag- und Nachtzeit unterteilt wurden.

Prinzip der Schwingungspegel

Die Schwingungswerte werden je nach Schwingungsform auf verschiedene Weise ermittelt. Schwankt der angezeigte Wert beispielsweise nicht stark, kann der angezeigte Wert als Messwert verwendet werden. Schwingt der angezeigte Wert jedoch stark in Wellen, wird der Wert bestimmt, indem nur der Maximalwert aufgezeichnet und gemittelt wird.

Wenn der angezeigte Wert unregelmäßig ist und stark schwankt, werden mehr als 100 Fünf-Sekunden-Intervalle aufgezeichnet und der Wert mit der LV10-Methode bestimmt. Früher wurden diese Methoden von Menschen abgelesen, heute können Schwingungspegel-Messgeräte sie automatisch berechnen.

In der Regel befindet sich die Messposition für Bodenschwingungen an der Grenze des Geländes oder an der Grundstücksgrenze, aber die Messung von Schwingungen in Bodennähe kann je nach Messposition zu anormalen Schwingungspegeln führen. Die Ursache liegt in der Beschaffenheit des Bodens. Als Gegenmaßnahme sollten mehrere Punkte gemessen werden, um die Ausbreitung der Schwingungen zu ermitteln.

Als Anhaltspunkt werden die Schwingungspegel von der Japan Meteorological Agency als seismische Intensitätsklassen mit dB-Werten definiert, die den menschlichen Intervallen entsprechen. Ab 1,10 dB ist der Mensch den Erschütterungen hilflos ausgeliefert und nicht in der Lage, aus eigenem Antrieb zu handeln, während Menschen unter 55 dB die Erschütterungen nicht spüren.

カテゴリー
category_de

Schwingungsdämpfende Legierungen

Was sind schwingungsdämpfende Legierungen?

Schwingungsdämpfende Legierungen sind Legierungen, die zur Dämpfung von Schwingungen in Maschinen und Bauwerken verwendet werden.

Vibrationen können die Lebensdauer von Maschinen verkürzen und Lärm und Unbehagen verursachen. Schwingungsdämpfende Legierungen sind Werkstoffe, die entwickelt wurden, um diese Probleme zu lösen. Schwingungsdämpfende Legierungen dämpfen Schwingungen, indem sie mechanische Energie in Wärmeenergie umwandeln. Diese Eigenschaft wird genutzt, um die Erdbebensicherheit von großen Strukturen wie Gebäuden und Brücken zu erhöhen. Sie werden auch in schwingungsempfindlichen Produkten wie Präzisionsgeräten und Audiogeräten eingesetzt.

Anwendungen für schwingungsdämpfende Legierungen

1. Konstruktion

Sie werden manchmal in Stahl- oder Betonkonstruktionen eingebaut, um Schwingungen bei Erdbeben zu absorbieren und zu dämpfen. Sie werden auch bei der Konstruktion von Autobahnbrücken verwendet, um die Sicherheit vor schweren Erdbeben, Taifunen und anderen Katastrophen zu verbessern. Beispiele hierfür sind Gebäude, Brücken und Autobahnen.

2. Erdbebenschutz

In Gebäude eingebaute Erschütterungsschutzvorrichtungen absorbieren und dämpfen die bei Erdbeben auftretenden Erschütterungen und verringern so die Schäden am Gebäude. Dies wird insbesondere bei Hochhäusern eingesetzt.

3. Schwingungsdämpfung

Sie werden manchmal in Fahrzeugaufhängungen und Schwingungsdämpfern sowie in schwingungsdämpfenden Anwendungen an Schiffsrümpfen und Motoren eingesetzt. Sie dämpfen Schwingungen, die durch hohe Geschwindigkeiten verursacht werden, verbessern den Fahrkomfort und schützen die Ausrüstung. Neben Fahrzeugen, Schiffen und anderen Verkehrsmitteln können sie auch zur Schwingungsdämpfung bei großen Maschinen und Anlagen in Fabriken und auf Baustellen eingesetzt werden. Sie verhindern vibrationsbedingte Maschinenausfälle und -schäden, verbessern die Produktivität und verlängern die Lebensdauer der Geräte.

4. Vibrationsschutzmaßnahmen für medizinische Geräte

Sie können zur Schwingungsdämpfung bei hochpräzisen medizinischen Geräten wie MRT- und Ultraschall-Diagnosegeräten eingesetzt werden. Sie reduzieren die Vibrationen von mechanischen Präzisionsteilen und Sensoren im Inneren der Geräte, verbessern die Genauigkeit der Diagnoseergebnisse und verlängern die Lebensdauer der Geräte.

5. Schwingungsdämpfung für Möbel und Geräte

Sie werden manchmal zur Verringerung von Vibrationen in Haushaltswaschmaschinen, Kühlschränken, Luftreinigern und anderen Haushaltsgeräten sowie in Möbeln an Tisch- und Schreibtischbeinen, Sofarahmen usw. eingesetzt.
In Haushaltsgeräten werden sie eingesetzt, um durch Vibrationen verursachte Geräusche zu verringern und um Ausfälle nach längerem Gebrauch zu verhindern.

Arten von schwingungsdämpfenden Legierungen

1. Schwingungsdämpfende Legierungen aus Verbundwerkstoffen

Schwingungsdämpfende Legierungen aus Verbundwerkstoffen sind eine Kombination aus mehreren Metallen oder Legierungen. Typischerweise gehören zu dieser Art von Legierungen hochfeste Stähle, rostfreie Stähle, Titanlegierungen, Aluminiumlegierungen und Kupferlegierungen. Die Eigenschaften dieser Metalle und Legierungen können so kombiniert werden, dass eine hohe Schwingungsdämpfung und eine ausgezeichnete Haltbarkeit erreicht werden. Je nach Zusammensetzung und Herstellungsverfahren weisen sie unterschiedliche Eigenschaften auf, zeichnen sich aber im Allgemeinen durch hohe Schwingungsdämpfungsleistung, Haltbarkeit, Verschleißfestigkeit, Hitzebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und geringe Dichte aus.

2. Ferromagnetische schwingungsdämpfende Legierungen

Schwingungsdämpfende Legierungen des ferromagnetischen Typs sind in der Lage, Schwingungen mit Hilfe von Magnetfeldern zu kontrollieren und zeichnen sich daher durch eine hohe Schwingungsdämpfungsleistung aus. Zu den Legierungen dieses Typs gehören im Allgemeinen ferritische Stähle und Permalloys. Sie sind in der Lage, magnetische Energie zu speichern und im Falle von Schwingungen magnetische Energie abzugeben, um die Schwingungen zu dämpfen.

3. Schwingungsdämpfende Legierungen vom Übergangstyp

Schwingungsdämpfende Legierungen vom Übergangstyp können Schwingungen durch Phasenübergänge kontrollieren und zeichnen sich daher durch eine hohe Schwingungsdämpfungsleistung über einen großen Temperaturbereich aus. Zu den typischen Legierungen dieses Typs gehören Nitnyl- und martensitische Stähle. Sie werden zur Schwingungsdämpfung in Umgebungen mit großen Temperaturschwankungen eingesetzt, da sich ihr Elastizitätsmodul infolge von Änderungen der Kristallstruktur in einem bestimmten Temperaturbereich deutlich verändert.

4. Zwillingskristalline schwingungsdämpfende Legierungen

Zwillingskristalline schwingungsdämpfende Legierungen zeichnen sich durch ein besonderes Gefüge an der Korngrenze aus, wodurch sie eine hohe schwingungsdämpfende Leistung erzielen können. Zu den zweikristallinen schwingungsdämpfenden Legierungen gehören typischerweise Kupferlegierungen und Aluminiumlegierungen. Sie haben die Eigenschaft, Schwingungen durch Absorption und Ableitung von Schwingungsenergie durch winzige Kristallstrukturen, die so genannten Zwillingskristalle”, an den Kristallkorngrenzen zu dämpfen.

Aufgrund ihrer besonderen Kristallstruktur zeichnen sich die schwingungsdämpfenden Legierungen mit Zwillingskristallen durch ihre stabile schwingungsdämpfende Wirkung auch in Hochtemperaturumgebungen aus. Darüber hinaus weisen sie eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit auf, so dass sie sich für den Einsatz in Meeresumgebungen eignen.

Das Prinzip der schwingungsdämpfenden Legierungen

Schwingungsdämpfende Legierungen sind Werkstoffe, die Schwingungen besser absorbieren können als gewöhnliche Metalle. Der Mechanismus, mit dem schwingungsdämpfende Legierungen Schwingungen absorbieren, liegt in der mikrostrukturellen Struktur im Inneren des Materials. Das Material besteht im Allgemeinen aus zwei oder mehr verschiedenen Metallen. Die verschiedenen Metalle sind daher in mikroskopisch kleinen Schichten aufeinander gestapelt und miteinander verbunden, um eine Einheit zu bilden.

Wenn Schwingungen auf die dämpfende Legierung übertragen werden, absorbiert die Reibung zwischen den verschiedenen Metallschichten die Schwingungen, die Energie wird im Inneren abgeleitet und die dämpfende Legierung kann die Schwingungen effektiv absorbieren. Darüber hinaus ändern sich die Schwingungsmoden im Inneren des Materials je nach Schwingungsfrequenz, so dass die Schwingungen in einem breiten Frequenzbereich wirksam absorbiert werden können.

Schwingungsmoden sind die Formen von Schwingungen, die ein Objekt annehmen kann, wenn es vibriert. Wenn ein Objekt vibriert, enthält die Vibration Wellen verschiedener Frequenzen, aber die Vibrationsart unterscheidet sich je nachdem, wie die einzelnen Frequenzkomponenten im Objekt vibrieren. Schwingungsdämpfende Legierungen sind Werkstoffe, die durch eine feine Schichtstruktur Schwingungen absorbieren und die Energie nach innen ableiten.

Eigenschaften von schwingungsdämpfenden Legierungen

1. Schwingungsdämpfung

Schwingungsdämpfende Legierungen werden aufgrund ihrer Fähigkeit, Schwingungen zu absorbieren, zur Dämpfung von erdbebenbedingten Vibrationen in Gebäuden und Bauwerken eingesetzt. Sie absorbieren Schwingungen durch Reibung zwischen verschiedenen Metallschichten und strukturelle Veränderungen innerhalb des Materials, so dass sie Schwingungen in einem breiten Frequenzbereich wirksam dämpfen können. Schwingungsdämpfer, die zum Beispiel für den Erdbebenschutz in Gebäuden eingesetzt werden, sind für die Frequenzbereiche von Erdbeben ausgelegt.

2. Langlebigkeit

Schwingungsdämpfende Legierungen zeichnen sich dadurch aus, dass sie aufgrund des engen Kontakts zwischen den Metallschichten über einen langen Zeitraum hinweg haltbar sind und ihre Leistung aufrechterhalten können. Sie werden beispielsweise in Schienenfahrzeugen auf Autobahnen und Hochgeschwindigkeitszügen eingesetzt. Da sie aus mehreren verschiedenen Metallen zusammengesetzt sind, verfügen sie über hervorragende Eigenschaften als metallischer Werkstoff.

Weitere Informationen über schwingungsdämpfende Legierungen

1. Breites Anwendungsspektrum

Aufgrund ihrer schwingungsdämpfenden Eigenschaften und ihrer Langlebigkeit werden schwingungsdämpfende Legierungen in einem breiten Spektrum von Anwendungen eingesetzt, z. B. zur Schwingungsisolierung und Schalldämpfung. Sie werden beispielsweise zur Erdbebenbekämpfung, zur Schwingungsdämpfung in Hochhäusern, zur Schalldämmung in Tonstudios, zur Schwingungsdämpfung in Schiffen und Flugzeugen und zur Schwingungsreduzierung von Präzisionsmaschinen eingesetzt.

2. Andere schwingungsdämpfende Materialien als schwingungsdämpfende Legierungen

Neben den schwingungsdämpfenden Legierungen gibt es verschiedene andere schwingungsdämpfende Materialien wie Gummi, Urethanschaum, Silikonkautschuk, Harze und Keramik. Diese Materialien sind leichter als schwingungsdämpfende Legierungen und ihre Dämpfungsleistung variiert je nach Schwingungsfrequenz.

カテゴリー
category_de

Adenosin

Was ist Adenosin?

Adenosin ist eine Substanz, die beim Abbau von ATP (Adenosintriphosphat), der Hauptenergiequelle der Muskel- und Gehirnzellen, entsteht.

Es gilt als eine der Schlafsubstanzen. ATP wird tagsüber bei der Arbeit der Muskel- und Gehirnzellen verbrannt und abgebaut, was zur Bildung von Adenosin führt. Außerdem führt die Anhäufung von Adenosin im Körper zu Schläfrigkeit.

Koffein wird auch verwendet, um die Wirkung von Adenosin zu hemmen. Dies ist im Allgemeinen der Grund, warum Koffein in Produkten enthalten ist, die schläfrig machen sollen.

Anwendungen von Adenosin

Die wichtigsten Anwendungen von Adenosin sind:

1. Diagnose von Herzkrankheiten

Adenosin ist eine körpereigene Substanz, die vom Körper abgebaut wird und daher nicht in aktiv eingenommenen Produkten enthalten ist. Die jüngste Forschung hat jedoch Agonisten und Antagonisten für Adenosin-Rezeptoren entdeckt, die pharmakologische und andere Wirkungen entfalten.

Zu den Medikamenten, die eine praktische Anwendung gefunden haben, gehören solche, die eine Belastungsinduktion zur Diagnose von Herzkrankheiten bewirken. Dies ermöglicht die Diagnose von Herzerkrankungen durch Myokarddurchblutungs-Szintigraphie bei Menschen, die nicht in der Lage sind, sich zu belasten.

Bei der Diagnose von Herzkrankheiten muss jedoch auch auf die Nebenwirkungen geachtet werden. Wenn Adenosin zur Belastungsinduktion eingesetzt wird, kann es zu Beschwerden in der Brust und zu einem übermäßigen Blutdruckabfall führen. Daher ist es wichtig, auf eventuell auftretende Nebenwirkungen vorbereitet zu sein, z. B. durch Blutdruckmessung und EKG-Kontrolle während der Anwendung.

2. Haarwuchsmittel

Adenosin wurde in den letzten Jahren auch in Haarwuchsmitteln verwendet. Neben seiner haarwuchsfördernden Wirkung ist es für Haarwuchsmittel auch wichtig, dass es den Haarzyklus reguliert.

Adenosin wirkt auf die Papillenzellen in den menschlichen Haarfollikeln und soll das Haarwachstum fördern und den Haarzyklus regulieren. Aus diesem Grund wird Adenosin sowohl in Haarwuchsmitteln als auch bei der Diagnose von Herzerkrankungen eingesetzt.

3. Kosmetika

Adenosin wird auch in Kosmetika verwendet. Kosmetika, die Adenosin enthalten, können Hautunreinheiten und Falten mindern. Die häufigste Ursache von Hautflecken und Falten ist Melamin, das bei einem gestörten Hautumsatz auftritt.

Um Flecken und Falten zu unterdrücken, ist es wichtig, den Hautumsatz zu regulieren und den Hautstoffwechsel zu steigern. Adenosin steigert nachweislich den Hautstoffwechsel, der zur Förderung des Hautumsatzes notwendig ist. Daher können Kosmetika, die Adenosin enthalten, verwendet werden, um das Auftreten von Flecken und Falten zu verringern.

Merkmale von Adenosin

Adenosin ist ein Nukleotid, das aus Adenin und Ribose besteht, die miteinander verbunden sind. Die chemische Formel von Adenosin lautet C10H13N5O4. Adenosin hat ein weißes Aussehen.

Es ist in Wasser löslich, aber kaum löslich in Ether. Bei Raumtemperatur (20 °C) ist es ein Individuum mit einem Schmelzpunkt von etwa 235 °C und einem Siedepunkt von 676,3 °C.

Weitere Informationen zu Adenosin

1. Wie wird Adenosin hergestellt?

Adenosin wird im Allgemeinen im Körper lebender Organismen hergestellt, aber für die industrielle Produktion kann Adenosin durch Hydrolyse von Nukleinsäuren gewonnen werden.

So entstehen bei der Hydrolyse von ATP Adenosin-5-phosphat (AMP) und Pyrophosphat. Es wird auch durch Schmelzkondensation von Adenin-Derivaten mit Pentaacetyl-D-ribofuranose und durch Kondensation mit Acetohalogen-D-ribofuranose hergestellt.

2. Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung und Lagerung von Adenosin

Bei der Handhabung und Lagerung sind folgende Vorsichtsmaßnahmen zu beachten:

  • An einem dunklen und gut belüfteten Ort in einem lichtgeschützten Behältnis aufbewahren.
  • Es ist darauf zu achten, dass es nicht mit starken Oxidationsmitteln in Berührung kommt oder sich mit diesen mischt.
  • Bei der Handhabung ist darauf zu achten, dass es nicht in die Kanalisation oder in Flüsse eingeleitet wird.
  • Bei der Handhabung Schutzausrüstung tragen, um Kontakt mit Augen und Mund zu vermeiden.
  • Nicht in der Nähe von Feuer oder anderen Wärmequellen verwenden.
カテゴリー
category_de

Adenin

Was ist Adenin?

Adenin ist eine organische Verbindung mit einem Purinskelett.

In der IUPAC-Nomenklatur ist es auch als 6-Aminopurin (6-Aminopurin) und 9H-Purin-6-amin bekannt. Theoretisch kann es 1H-, 3H-, 7H- und 9H-Tautomere annehmen. Da jedoch meist die 9H-Form unter isolierten Bedingungen, wie z. B. in der Gasphase, identifiziert wird, wird sie in diesem Abschnitt als 9H-Form behandelt.

Es ist eine der fünf Nukleobasen, aus denen Nukleinsäuren bestehen, und ist in lebenden Organismen weit verbreitet. Es ist ein farbloser oder blassgelber Feststoff bei Raumtemperatur mit der Summenformel C5H5N5, einem Molekulargewicht von 135,13, einem Schmelzpunkt von 360 °C (Zersetzung) und einer Dichte von 1,6 g/cm³. Die Substanz ist unlöslich in Wasser und auch unlöslich in Ethanol und Aceton. Als amphotere Substanz ist sie jedoch gut löslich in Säuren wie verdünnter Salzsäure und in Laugen wie Natriumhydroxidlösung und Ammoniakwasser.

Da Adenin eine in biologischen Genen enthaltene Verbindung ist, wird es in Japan im Rahmen des Arbeitsschutzgesetzes als „mutagener chemischer Stoff usw.“ bezeichnet. Es unterliegt nicht dem PRTR-Gesetz.

Anwendungen von Adenin

Adenin ist ein Stoff, aus dem Nukleinsäuren wie die in den Genen enthaltene DNA und RNA bestehen. Es ist daher als Arzneimittel zur Behandlung von Leukämie aufgrund von Strahlenbelastung oder medikamenteninduzierter Leukämie zugelassen. Es wird zur Behandlung von Leukämie eingesetzt, die während der Strahlen- und Chemotherapie bösartiger Tumoren auftritt.

Aus der Forschung ist bekannt, dass Adenin nach der Reinigung bei der Herstellung von Halbleitersubstraten eine antikorrosive Wirkung hat, und es wird derzeit für industrielle Anwendungen erforscht. Es gibt auch Berichte über seine Verwendung bei der Geschlechtsbestimmung von Fischen.

Funktionsweise von Adenin

Die Funktionsweise von Adenin wird anhand seiner Eigenschaften und seiner Synthese erläutert:

1. Eigenschaften von Adenin

Adenin wirkt als Base, mit Säuredissoziationskonstanten pKa von 4,15 und 9,08. Das heißt, der pKa-Wert der Reaktion, bei der das Stickstoffatom an Position 1 Wasserstoff aufnimmt, beträgt 4,15, so dass es unter physiologischen Bedingungen (etwa bei pH 7) keinen Einfluss darauf hat, dass die Lösung zur basischen Seite hin gekippt wird.

In vivo sind es Purinbasen, aus denen die DNA (Desoxyribonukleinsäure) und die RNA (Ribonukleinsäure) bestehen. Die entsprechenden Nukleoside sind Adenosin (A) und Desoxyadenosin (dA), die über zwei Wasserstoffbrückenbindungen komplementär mit Thymin in der DNA und mit Uracil in der RNA verbunden sind.

Adenin ist auch eine äußerst wichtige Nukleobase, da es Bestandteil der Coenzyme A, FAD und NAD ist und den Basenanteil des Energiestoffs ATP bildet.

2. Synthese von Adenin

Nukleoside, die das Adenin-Grundgerüst enthalten, werden in vivo durch den Purin-Stoffwechsel biosynthetisiert. Bei diesem Syntheseweg wird zunächst Ribose-5-phosphat unter Verwendung von Glycin, Glutamin, Asparaginsäure und Tetrahydrofolat in Inosinsäure (IMP) umgewandelt. Adenylsäure (AMP) und Guanosinmonophosphat (GMP) werden synthetisiert.

Im industriellen Verfahren können sie durch Erhitzen von Formamid auf 120 °C für 5 Stunden in einem geschlossenen Gefäß synthetisiert werden. Die Ausbeute kann durch die Verwendung von Phosphorylchlorid (POCl3) oder Phosphorpentachlorid (PCl5) als Säurekatalysator in dieser Reaktion erhöht werden.

Arten von Adenin

Adenin wird in Tablettenform verkauft, da es als Medikament gegen Strahlenbelastung und medikamenteninduzierte Leukämie zugelassen ist. Jede Tablette enthält 10 mg Adenin. Für den Kauf des Medikaments ist ein Rezept erforderlich.

Ansonsten wird es auch als Forschungsreagenz verkauft. Zu den Hauptanwendungsgebieten gehören die allgemeine Chemie und Biochemie sowie die Pflanzengewebekultur, Reagenzien zur Kontrolle des Pflanzenwachstums und Regulatoren der Organdifferenzierung in der Kulturtechnik. Es wird in 95 prozentiger oder 99 prozentiger Reinheit vermarktet, und die Verpackungseinheiten umfassen 1 g, 25 g, 100 g, 250 g usw.

Die Verbindungen können bei Raumtemperatur gelagert werden, gelten jedoch als anfällig für Veränderungen durch Licht. Es ist auch zu beachten, dass Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (CO2) und Stickoxide (NOx) als gefährliche Abbauprodukte aufgeführt sind.

カテゴリー
category_usa

GaN Power Device

What Is a GaN Power Device?

A GaN power device is the next-generation semiconductor power device formed on gallium nitride crystals.

GaN power devices have attracted much attention in recent years because they can handle higher power with lower power loss than conventional power devices made on silicon using semiconductor processes. However, recent technological innovations related to compound semiconductors are resolving these issues.

Higher efficiency in GaN power devices also allows for simplification of heat removal mechanisms, which can contribute to significantly smaller products and lower power consumption.

Uses of GaN Power Devices

GaN power devices are widely used in chargers that enable rapid charging of smartphones and PCs and in amplifiers for cell phone base stations. Because they can handle more power than silicon-based power devices, they are often used in PC chargers and amplifiers for base stations as a replacement for them.

In addition, GaN power devices with high efficiency are beginning to be used in power conditioners for photovoltaic power generation systems, which require extremely high conversion efficiency. Furthermore, because of their ability to operate at high switching speeds, GaN power devices are also used in switching power supplies for server equipment, where power supply stability is required.

Principle of GaN Power Devices

The principle of GaN power devices lies in the fact that the semiconductor property called band gap of GaN is about three times larger than that of Si. This makes GaN devices resistant to high electric fields.

GaN power devices generally consist of a high electron mobility transistor circuit called a HEMT structure. The HEMT structure is normally ON, which means that the current always flows, and is turned OFF by applying a negative voltage to the gate. Therefore, if negative voltage cannot be applied to the gate electrode due to some problem, it cannot be turned off and becomes very unstable.

GaN power devices have such reliability problems, and stable normally OFF has been a challenge from the viewpoint of ease of use. Therefore, we have realized normally OFF by incorporating normally OFF Si-MOSFETs in the gate electrode.

Another challenge is a physical phenomenon called current collapses. This is a phenomenon in which ON resistance increases, and current concentration occurs during high-voltage switching, which is caused by defects in the GaN crystal fabrication process. However, thanks to innovations in crystalline thin-film deposition technology, high-quality deposition is now possible.

Other Information on GaN Power Devices

1. Segregation between GaN and SiC

GaN and SiC have large dielectric breakdown strength due to their large band gap, which makes it easy to increase device breakdown voltage. This makes them suitable for high-current, high-voltage applications. In particular, SiC is often used in high-current applications such as motor drives for EV vehicles and power generation systems and is expected to replace IGBTs shortly due to its device breakdown voltage.

On the other hand, GaN power devices are widely used in applications that require high switching speeds and high-frequency operation because of their high cut-off frequency (fT). This indicates high frequency characteristics, and high electron mobility, although it is difficult to achieve the same level of breakdown voltage as SiC.

In other words, GaN and SiC are divided into GaN devices for high-speed switching charging high-frequency applications for 5G base stations, and SiC devices for high-voltage and high-current applications.

2. Trends in GaN-based Power Semiconductors

GaN power semiconductors are now being used in two major applications: one targeting on-board charging of electric vehicles at relatively high 650 V or higher, and the other targeting voltage conversion in DC-DC converters from 48 V to 12 V in hybrid electric vehicles. Both of these applications, as GaN power semiconductors, along with SiC devices, are expected to drive the wide bandgap (WBG) device market in the future.

The challenges to the commercialization of these new applications are reliability, manufacturing yield, and cost. However, thanks to the efforts of semiconductor companies around the world, the potential for commercialization is making great strides.

3. Applications of GaN Devices

Other applications of GaN devices include light source applications: There are great expectations for GaN as a material for LED light sources and laser diodes with high luminous efficacy because GaN is a direct transition semiconductor among compound semiconductors.

As an electronic device, GaN is also expected to be used in high-power, high-frequency amplifier transistors for millimeter wave and sub-THz applications.

カテゴリー
category_de

Azobenzol

Was ist Azobenzol?

Azobenzol ist eine organische Verbindung, die aus zwei Benzolringen besteht, die durch eine Azogruppe, d. h. eine Stickstoff-Stickstoff-Doppelbindung, verbunden sind.

In der IUPAC-Nomenklatur wird es als Diphenyldiazen dargestellt. Die CAS-Nummer lautet 103-33-3 und das Molekulargewicht 182,22.

Azobenzol hat einen Schmelzpunkt von 68 °C und einen Siedepunkt von 293 °C und ist bei Raumtemperatur fest. Es ist unlöslich in Wasser und löslich in organischen Lösungsmitteln wie Ether, Benzol und Alkohol.

Eine Gruppe von aromatischen Azoverbindungen mit verschiedenen funktionellen Gruppen am Benzolring, einschließlich der Azobenzolstruktur, kann auch als Azobenzol bezeichnet werden.

Anwendungen von Azobenzol

Azobenzol wurde aufgrund seiner Eigenschaft, sichtbares Licht zu absorbieren, in großem Umfang als Farbstoff, Pigment oder Färbemittel, einschließlich Derivaten, verwendet. Aufgrund seiner stäbchenartigen Struktur wird es auch als mesogene Gruppe in Flüssigkristallen verwendet.

Azobenzol und seine Derivate sind auch Moleküle, die bei Lichteinstrahlung eine trans- zu cis-Isomerisierung erfahren. Solche Verbindungen, bei denen die Lichtbestrahlung die Molekülstruktur verändert, ohne das Molekulargewicht zu verändern, werden als „photochrome Verbindungen“ bezeichnet. Als lichtempfindliche funktionelle Materialien werden sie voraussichtlich in verschiedenen Bereichen Anwendung finden, z. B. als lichtdämpfende Materialien, optische Aufzeichnungsmaterialien, optische Schalter und funktionelle Druckfarben.

Funktionsweise von Azobenzol

Die Funktionsweise von Azobenzol werden anhand seiner Eigenschaften und chemischen Reaktionen erläutert:

1. Eigenschaften von Azobenzol

Azobenzol und seine Derivate zeichnen sich durch eine starke Absorption von Licht im UV-Vis-Bereich aus und können als Farbstoffe verwendet werden. Unsubstituiertes Azobenzol zeigt eine schwache n-π*-Absorption im sichtbaren Bereich und eine starke π-π*-Absorption im UV-Bereich, wobei die trans-Form (trans) gelb und die cis-Form (cis) orange ist.

Azobenzol hat cis- und trans-Konformationsisomere, aber die cis-Form ist in der Regel instabiler als die trans-Form. Ein Grund dafür ist, dass die cis-Form aufgrund der sterischen Abstoßung zwischen den beiden Benzolringen eine verzerrte Struktur aufweist, was die Stabilisierung durch Konjugation verringert.

Das Verhältnis dieser beiden Isomere kann jedoch durch Lichtbestrahlung oder Erhitzung gesteuert werden. Dies ist die Photoisomerisierung und thermische Isomerisierung von Azobenzol. Die Bestrahlung von trans-Azobenzol mit sichtbarem Licht von 300-400 nm Wellenlänge wandelt es in die cis-Form um, während die Bestrahlung der cis-Form mit Licht über 400 nm sie wieder in die trans-Form zurückführt.

Der cis-Körper kann auch durch Erhitzen in den trans-Körper umgewandelt werden (photochrome Moleküle vom T-Typ). Der trans-Körper ist um etwa 50 kJ/mol stabiler als der cis-Körper, und die Energiebarriere bei Photoisomerisierungsreaktionen beträgt etwa 200 kJ/mol.

2. Azobenzol-Chemie

Azobenzol kann durch die Reaktion von Nitrobenzol mit Zinn(II)-chlorid und Natriumhydroxid oder mit Natriumamalgam synthetisiert werden. Durch Oxidation entsteht Azoxybenzol und durch Hydrierung 1,2-Diphenylhydrazin.

Azobenzol ist auch als Metallligand bekannt, und ein typischer Metallkomplex ist mit Nickel, Ni(Ph2N2)(PPh3)2.

Arten von Azobenzol

Zu den gebräuchlichen Azobenzol-Typen gehören Standardproben für die Schmelzpunktbestimmung sowie gängige Reagenzprodukte. Handelsübliche Produkte sind in Mengen von 500 mg, 1 g, 25 g, 100 g und 500 g erhältlich.

Azobenzol und seine Derivate werden auch häufig als Farbstoffe verwendet. Typische Beispiele sind Methylrot, Methylorange und andere Verbindungen.

Im Gegensatz zum unsubstituierten Azobenzol werden die Derivate im Allgemeinen durch Diazokupplung synthetisiert. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die aromatischen Ringe durch die Substituenten elektronenreich werden, was aromatische elektrophile Substitutionsreaktionen erleichtert.

カテゴリー
category_de

Azobis(isobutyronitril)

Was ist Azobis(isobutyronitril)?

Azobisis(isobutyronitril) ist eine organische Verbindung, die häufig als Reagenz verwendet wird.

Es ist eine Azoverbindung und hat Cyanogruppen. Es hat die Summenformel C8H12N4, ein Molekulargewicht von 164,21 und ist bei Raumtemperatur ein farbloser Feststoff.

Die übliche Abkürzung ist AIBN. Auch bekannt als α,α’-Azobisisobutyronitril. In der IUPAC-Nomenklatur wird es als „2,2′-(Diazen-1,2-diyl) bis (2-Methylpropannitril)“ bezeichnet und hat die CAS-Nummer 78-67-1.

Es ist löslich in organischen Lösungsmitteln wie Ether und Alkoholen, aber praktisch unlöslich in Wasser. 

Anwendungen von Azobis(isobutyronitril)

Azobis(isobutyronitril) zersetzt sich leicht, wobei 2-Cyano-2-propyl-Radikale unter Freisetzung von Stickstoffgas entstehen. Diese Eigenschaft wird häufig als Radikalinitiator für verschiedene radikalische Reaktionen genutzt.

Typische Reaktionen sind Polymerisationsreaktionen zur Synthese von Allzweckpolymeren wie Vinylverbindungen und Polystyrol sowie die Hydrobromierung von Alkenen mit Bromwasserstoff (HBr). Polystyrol kann durch Zugabe von Azobis(isobutyronitril) zu einer Mischung aus Styrol und Maleinsäureanhydrid in Toluol als Lösungsmittel und vorsichtiges Erhitzen gewonnen werden. Weitere Verwendungszwecke sind Zwischenprodukte in der organischen Synthese und Schaumbildner für Gummi und Kunststoffe.

Funktionsweise von Azobis(isobutyronitril)

Die Funtionsweise von Azobis(isobutyronitril) werden anhand der Eigenschaften und der chemischen Reaktionen erläutert:

1. Eigenschaften von Azobis(isobutyronitril)

Azobis(isobutyronitril) zersetzt sich leicht durch Wärme oder Licht unter Bildung von Stickstoffgas und zwei Molekülen des 2-Cyano-2-propyl-Radikals. In Abwesenheit anderer Reaktanten rekombinieren die Radikale miteinander. Das Produkt ist 2,2,3,3-Tetramethylsuccinodinitril.

Die Hauptgründe für diese Zersetzungsreaktion sind:

  • Aufgrund des elektronenziehenden Beitrags der benachbarten Cyanogruppe wird die Bindungsenergie zwischen dem Kohlenstoff und dem Stickstoff, der bei der Zersetzung gespalten wird, verringert
  • Die Bildung von Stickstoffgas ist energetisch günstig

Außerdem eignen sich die entstehenden Radikale sehr gut als Initiatoren für verschiedene Radikalreaktionen, da sie schwer abbaubar sind und die Radikale an Ort und Stelle bleiben. Für die Pyrolyse ist das Erhitzen auf 95-104 °C üblich.

Azobis(isobutyronitril) ist in Methanol und Ethanol löslich, aber es sind Fälle von Explosionen in Acetonlösungen bekannt. Aufgrund seiner oben erwähnten Abbaubarkeit sollte es kühl, dunkel und lichtgeschützt gelagert werden.

2. Chemische Reaktionen von Azobis(isobutyronitril)

Azobis(isobutyronitril) wird als Radikalinitiator für verschiedene radikalische Reaktionen verwendet. Zwei Beispiele für typische Reaktionen sind nachstehend aufgeführt:

Bildung von Tributylzinn-Radikalen
Ein von Azobis(isobutyronitril) abgeleitetes Radikal zieht Wasserstoff aus Tributylzinn und bildet ein Zinnradikal. Dieses gebildete Zinnradikal kann in Reduktionsreaktionen verwendet werden, um die Halogene in halogenorganischen Verbindungen durch Wasserstoff zu ersetzen.

Wohl-Ziegler-Reaktion
Die Wohl-Ziegler-Reaktion bromiert den Allylteil von Alkenen und den Benzylteil von aromatischen Verbindungen mit N-Bromsuccinimid (NBS) und einem Radikalinitiator. AIBN wird als Radikalinitiator verwendet.

Arten von Azobis(isobutyronitril)

Azobis(isobutyronitril)-Produkte lassen sich grob in zwei Typen unterteilen: Produkte für industrielle Anwendungen, wie z. B. die Harzsynthese, und Reagenzprodukte für den Laborgebrauch. Bei den Produkten für industrielle Anwendungen handelt es sich hauptsächlich um großvolumige Produkte, die für Fabriken bestimmt sind.

Zu den Reagenzprodukten für den Laborgebrauch gehören Produkte mit 25 g, 500 g und anderen Kapazitäten sowie Produkte mit 12 Gewichstprozent Acetonlösung. Aufgrund der oben erwähnten Abbaubarkeit sollten sie kühl, dunkel und lichtgeschützt gelagert werden. Beim Öffnen der Flasche ist Vorsicht geboten, da das entstehende Stickstoffgas einen Innendruck verursachen kann.

カテゴリー
category_de

Acetylaceton

Was ist Acetylaceton?

Acetylaceton ist eine organische Verbindung mit der spezifischen Formel CH3COCH2COCH3.

Es handelt sich um ein 1,3-Diketon, eine farblose oder blassgelbe Flüssigkeit bei Raumtemperatur.

Es hat einen ketonartigen Geruch, ähnlich dem von verrottendem Obst, und ist in Wasser löslich (Löslichkeit 16 g/100 ml). Außerdem ist es in verschiedenen Lösungsmitteln löslich, darunter Ethanol und Diethylether.

Anwendungen von Acetylaceton

Acetylaceton kann als Extraktionsmittel für Metallionen verwendet werden. Der Grund dafür ist, dass die konjugierte Base Acetylacetonat (Abkürzung acac) von Acetylaceton als zweizähniger Ligand über zwei Sauerstoffatome sechsgliedrige Ringbindungen mit vielen Übergangsmetallionen bildet.

Die Metallkomplexe von Acetylaceton sind ebenfalls vielseitig verwendbar. Insbesondere sind sie Vorstufen für Katalysatoren und Reaktionsreagenzien, NMR-Shift-Reagenzien, Übergangsmetallkatalysatoren in der organischen Synthese und Vorstufen für industrielle Hydroformylierungskatalysatoren.

Anderswo ist Acetylaceton auch als Zusatzstoff in Benzin und Schmiermitteln bekannt. In den letzten Jahren wurde berichtet, dass die Zugabe von Acetylaceton zu basischem Titandioxid (IV) bei der Entwicklung von Farbstoff-Solarzellen deren Leistung verbessert.

Funtionsweise von Acetylaceton

Die Funktionsweise von Acetylaceton wird anhand der Eigenschaften, der Synthesemethoden und der chemischen Reaktionen erläutert.

1. Eigenschaften von Acetylaceton

Acetylaceton wird durch die Differenzialformel CH3COCH2COCH3 dargestellt. Es ist eine organische Verbindung mit einem Molekulargewicht von 100,12, einem Schmelzpunkt von -23 °C, einem Siedepunkt von etwa 141 °C und einem Flammpunkt von 39 °C. Bei Raumtemperatur ist es eine farblose Flüssigkeit mit einer Dichte von 0,98 g/ml und einer Löslichkeit in Wasser von 16 g/100 ml.

Da es sich um ein 1,3-Diketon handelt, nimmt es einen Keto-Enol-Gleichgewichtszustand an. Außerdem liegt der Enolkörper als C2v-symmetrisches Molekül vor, wobei sich das Wasserstoffatom des Enols genau in der Mitte zwischen den beiden Sauerstoffatomen stabilisiert. Dies wurde durch Mikrowellenspektroskopie und andere Methoden nachgewiesen.

2. So wird Acetylaceton synthetisiert

Acetylaceton wird industriell durch thermische Umlagerung von Isopropenylacetat hergestellt.

Zu den Laborsynthesemethoden gehören:

  • Reaktion von Aceton mit Essigsäureanhydrid unter Verwendung von Bortrifluorid als Katalysator
  • Alkali-katalysierte Kondensation von Aceton und Ethylacetat, gefolgt von Protonierung des Produkts

Synthesemethoden wie z.B.:

3. Chemische Reaktionen von Acetylaceton

Bildung von konjugierten Basen und Metallkomplexen
Acetylaceton bildet verschiedene Metallkomplexe als konjugierte Base Acetylacetonat (acac). Typische Beispiele sind:

  • Mn(acac)3
  • VO(acac)2
  • Cu(acac)2
  • Fe(acac)3
  • Co(acac)3

Mn(acac)3 zum Beispiel ist ein Ein-Elektronen-Oxidationsmittel, das bei oxidativen Kupplungsreaktionen von Phenolen verwendet wird.

Synthese von Iminen und heterocyclischen Verbindungen
Acetylaceton reagiert mit Aminen an der Carbonylgruppe und kondensiert. Das Produkt ist ein Mono- oder Diketoimin. Es wird auch bei der Synthese von heterocyclischen Verbindungen wie Pyrazolen (Reaktion mit Hydrazin) und Pyrimidinen (Reaktion mit Harnstoff) verwendet.

Enzymatische Abbaureaktionen
Das Enzym Acetylaceton-Dioxygenase spaltet bekanntermaßen die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen von Acetylaceton. Die Produkte dieser Reaktion sind Essigsäure und 2-Oxopropanal.

Arten von Acetylaceton

Acetylaceton ist im Handel als Reagenz für die Laborchemie erhältlich. Es ist in Mengen von 25 ml, 100 ml und 500 ml erhältlich. Es ist ein Reagenz für Raumtemperatur, sollte aber in der Regel im Dunkeln gelagert werden.

Verschiedene Metallkomplexe von Acetylaceton (Al, Cr, Co, VO, Cu, Fe, Ni, Zn, Zr, Sn, Ti, In usw.) sind ebenfalls in einer Reihe von Produkten erhältlich, die vom Laborreagenzmaßstab bis zur industriellen 5 kg- und 10 kg-Waage reichen.

カテゴリー
category_de

Duraluminium

Was ist Duraluminium?

Duraluminium

Duraluminium ist eine Art hochfester Aluminiumlegierung.

Die Standardzusammensetzung ist Aluminium mit 4 % Kupfer und geringen Mengen an Magnesium und Mangan; es wird auf etwa 540 °C erhitzt, in Wasser abgeschreckt und etwa 96 Stunden bei Raumtemperatur belassen, wo es allmählich auf eine Festigkeit erhärtet, die mit der von Baustahl vergleichbar ist. Duraluminium ist eine äußerst praktische Legierung, da es die gleiche Festigkeit wie Stahl aufweist, aber nur ein Drittel der Dichte von Stahl besitzt.

Es wurde im Zuge der Entwicklung von Flugzeugen verbessert, und auch Duraluminium mit höherer Festigkeit, Super-Duraluminium, sowie Ultra-Super-Duraluminium wurden in der Praxis eingesetzt.

Anwendungen von Duraluminium

Das spezifische Gewicht von Duraluminium ist etwa ein Drittel so hoch wie das von Eisen. Seine Festigkeit pro Gewichtseinheit ist dreimal so hoch wie die von Eisen. Aus diesem Grund eignet es sich ideal für Flugzeugwerkstoffe, die einen hohen Wert erfordern. Es wird seit langem als Strukturmaterial für Flugzeugrümpfe verwendet. Aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften wird es auch als Konstruktionsmaterial für Automobile, das Bauwesen und andere starke Konstruktionsmaterialien verwendet.

Es wird auch für industrielle Anwendungen wie Schrauben, Luft- und Raumfahrtausrüstung, Getriebeteile, Nieten, hydraulische Teile und Schiffsteile verwendet. In bekannten Produkten ist es in Sportgeräten wie Skiern und Metallschlägern weit verbreitet.

Funktionsweise von Duraluminium

Duraluminium lässt sich im Vergleich zu anderen Aluminiumlegierungen hervorragend bearbeiten, seine Schmelzschweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit sind jedoch relativ gering. Wenn Duraluminium für Teile oder Produkte verwendet wird, die in korrosiven Umgebungen eingesetzt werden, ist daher eine angemessene Korrosionsschutzbehandlung erforderlich.

Dieser Nachteil ist auf die geringere Korrosionsbeständigkeit zurückzuführen, die durch das zur Erhöhung der Härte zugesetzte Kupfer verursacht wird. Beispiele für Korrosionsschutzmaßnahmen sind die Verwendung eines Materials mit hervorragender Korrosionsbeständigkeit, wie z. B. rostfreier Stahl, zwischen zwei anderen Materialien.

Arten von Duraluminium

Neben normalem Duraluminium gibt es zwei weitere Arten von Duraluminium: Super-Duraluminium und Ultra-Super-Duraluminium.

1. Super-Duraluminium

Superduraluminium unterscheidet sich von normalem Duraluminium durch den Zusatz von Kupfer und Magnesium. Durch die Erhöhung des Kupfer- und Magnesiumzusatzes hat es eine höhere Festigkeit und Bearbeitbarkeit als Duraluminium.

2. Ultra-Super-Duraluminium

Ultra-Super-Duraluminium hat eine viel höhere Festigkeit als Duraluminium. Ultra-Super-Duraluminium ist eine Legierung aus Kupfer und Magnesium mit zusätzlichem Zink. Die Festigkeit von Ultra-Super-Duraluminium liegt nur geringfügig unter der von rostfreiem Stahl und ist eine der stärksten Aluminiumlegierungen.

Duraluminium und Superduraluminium sind gut und einfach zu bearbeiten, während Ultra-Super-Duraluminium aufgrund seiner hohen Festigkeit schwer zu bearbeiten ist.

Weitere Informationen zu Duraluminium

1. Festigkeit von Duraluminium

Duraluminium hat eine Festigkeit von 425 N/mm2 und liegt damit deutlich über der Zugfestigkeit von Aluminium (260 N/mm2). Da der Stahlwerkstoff SS400 eine Zugfestigkeit von 400 N/mm2 aufweist, handelt es sich um eine Aluminiumlegierung mit einer mit Stahl vergleichbaren Zugfestigkeit. Außerdem ist sein spezifisches Gewicht mit 2,79 wesentlich geringer als das von Stahl (7,87), was den Vorteil hat, dass es bei gleicher Festigkeit etwa dreimal so leicht ist wie Stahl.

2. Nachteile von Duraluminium

Ein Nachteil von Duraluminium ist seine geringe Schweißbarkeit. Wie Aluminium hat es eine hohe Wärmeleitfähigkeit und neigt im Vergleich zu Stahl zu Verformungen, sodass die Schweißzeiten verkürzt werden müssen. Der niedrige Schmelzpunkt bedeutet auch, dass der Grundwerkstoff leicht abschmelzen kann, was Duraluminium zu einem sehr schwer zu schweißenden und zu verarbeitenden Werkstoff macht. Aus diesem Grund werden Maßnahmen ergriffen, wie z. B. die Verwendung von Widerstandspunktschweißgeräten mit niedrigeren Temperaturen als beim normalen Schweißen. In einigen Fällen werden Nieten und Schrauben anstelle des Schweißens verwendet, um das Material überhaupt erst zu verbinden.

Unter den Aluminiumlegierungen hat Duraluminium eine besonders schlechte Korrosionsbeständigkeit und ist anfällig für interkristalline Korrosion, bei der Korrosion zwischen den Kristallen des Metalls auftritt, was den Nachteil hat, dass mit fortschreitender Korrosion Risse auftreten können.