月: 2023年7月

Was ist Ethylenglykol-Dibutylether?

Ethylenglykol-Dibutylether ist eine Verbindung mit zwei Ethergruppen.

Sie ist unter verschiedenen Bezeichnungen bekannt, darunter „Ethylenglykol-di-n-butylether“, „1,2-Dibutoxyethan“ und „5,8-Dioxadodecan“. Bei Raumtemperatur ist es eine farblose bis leicht blassgelbe Flüssigkeit, die in Wasser unlöslich ist. Es ist brennbar und sollte von Hitze, heißen Körpern und Feuer ferngehalten werden.

Anwendungen von Ethylenglykol-Diethylether 

Ethylenglykol-Diethylether wird in der Zusammensetzung eines Materials verwendet, das „Photoresist“ genannt wird. Photoresist ist ein Material, das zum Ätzen von Halbleitern verwendet wird (Oberflächenbearbeitungstechnologie unter Verwendung der korrosiven Wirkung von Chemikalien) und dessen Eigenschaften sich durch Licht verändern.

Bei der Bearbeitung von Halbleiterbauteilen werden durch Ätzen feine Rillen gebildet, um Schaltkreise usw. zu drucken. Wichtig beim Ätzen ist, dass nur die zu ätzenden Bereiche den Chemikalien ausgesetzt werden, während die nicht zu ätzenden Bereiche mit einem korrosionsbeständigen Photoresist abgedeckt werden.

Um die Form der zu beschichtenden Bereiche genau zu steuern, wird ein Fotolack auf die Halbleiteroberfläche aufgetragen und dann mit Licht- oder Elektronenstrahlen einer bestimmten Wellenlänge bestrahlt, um ein Muster der zu beschichtenden Form einzubrennen. Anschließend wird der Fotolack aufgelöst und durch Behandlung mit Entwicklungslösung von den nicht benötigten Bereichen entfernt, und die Bereiche ohne Fotolack werden geätzt.

Auf diese Weise werden Teile der Halbleiter selektiv angegriffen, sodass integrierte Schaltungen mit komplexen Strukturen hergestellt werden können.

Funktionsweise von Ethylenglykol-Dibutylether

Ethylenglykol-Diethylether wird durch die Summenformel C10H22O2 dargestellt. Er besteht aus einem Molekül Ethylenglykol (C2H6O2), einem zweiwertigen Alkohol, und zwei Molekülen Butanolether (C4H10O), die miteinander verbunden sind.

Die grundlegenden Eigenschaften (Molekulargewicht, spezifisches Gewicht und Löslichkeit) von Ethylenglykol-Diethylether sind wie folgt

• Molekulargewicht: 174,28
• Spezifisches Gewicht: 0,725 (als Flüssigkeit bei 0 °C)
• Löslichkeit: unlöslich in Wasser

Sonstige Angaben zu Ethylenglykol-Diethylether

1. Zweiwertiger Alkoholether

Ethylenglykol ist ein zweiwertiger Alkohol mit zwei Hydroxygruppen im Molekül. Jede dieser Hydroxygruppen bildet eine Etherbindung, sodass durch Dehydratationskondensation mit zwei Molekülen Butanol Ethylenglykol-Diethylether entsteht.

Aufgrund der hohen Elektronegativität des Sauerstoffatoms ist die Etherbindung polarisiert. Das Ethylenglykol-Diethylether-Molekül hat jedoch eine punktsymmetrische lineare Kettenstruktur, sodass das Molekül als Ganzes wenig polarisiert ist.

2. Entflammbarkeit

Ethylenglykol-Diethylether ist eine brennbare Flüssigkeit. Es fällt es in dieselbe Kategorie wie Paraffin und Xylol als Gefahrstoff, nicht wasserlösliche Flüssigkeit. Es ist als gefährlicher und entzündlicher Stoff eingestuft.

Die nach dem Gesetz festgelegte Menge beträgt 1.000 Liter, und für die Lagerung und Handhabung von mehr als 1.000 Litern ist eine Genehmigung des Bürgermeisters der Gemeinde usw. erforderlich. Da der Flammpunkt bei 85 °C liegt, können bei exothermen Reaktionen oder bei Erhitzungsversuchen entzündliche Dämpfe entstehen.

Da die Dichte der Dämpfe höher ist als die der Luft und sie bei einem Austritt in geschlossenen Räumen auf dem Boden zurückbleiben können, ist es besser, sie in einem belüfteten Raum zu handhaben. Im Falle eines Brandes sind Pulver-, Schaum- oder Kohlendioxidlöscher zu verwenden. Aufgrund ihrer Nicht-Wasserlöslichkeit kann sich das Feuer durch das Gießen von Stäben stattdessen ausbreiten und ist sehr gefährlich.

3. Explosive Oxide

Ether können explosive Oxide (Peroxide) bilden, wenn sie durch Kontakt mit Sauerstoff oder durch ultraviolette Strahlung oxidiert werden. Wenn sich explosive Oxide ansammeln, können sie bei Erhitzung oder Stößen explodieren.

Wirksame Maßnahmen zur Verhinderung der Ansammlung von Oxiden sind der Zusatz von Antioxidantien (z. B. Hydrochinon), die Stickstoffversiegelung und die Abschirmung vor ultravioletter Strahlung. Bei der Verwendung von Ethylenglykol-Diethylether, der über einen längeren Zeitraum gelagert wurde, ist es sicherer, die Oxidbildung auf einem Testpapier zu überprüfen.

4. Reizung und Toxizität

Ethylenglykol-Diethylether ist reizend für Haut und Augen. Bei der Handhabung ist Schutzausrüstung wie Schutzhandschuhe und Schutzbrille zu tragen, und es ist für einen Luftzug oder eine örtliche Absaugung zu sorgen, um eine Exposition gegenüber den Dämpfen zu vermeiden. Bei Hautkontakt muss die Haut sofort gewaschen werden.

Der Stoff ist auch akut toxisch, mit einer halbtödlichen Dosis (LD50-Wert) bei Ratten von 2.650 mg/kg bei oraler Verabreichung. Der Name des Stoffes muss deutlich auf dem Etikett angegeben werden, und der Stoff muss stets in einem gut belüfteten Bereich gelagert und verwendet werden.

Was ist Asparaginsäure?

Asparaginsäure ist eine der 20 natürlichen Aminosäuren, aus denen Proteine bestehen. Sie ist nach der Tatsache benannt, dass sie in Spargelsprossen vorkommt. Beim Menschen wird sie als nicht-essentielle Aminosäure eingestuft, da sie vom Körper selbst synthetisiert werden kann. Sie ist eine optisch aktive Verbindung und kommt in L- und D-Körpern vor, wobei sich alle Asparaginsäuren als Proteinbestandteile im L-Körper befinden.

Asparaginsäuren sind amphotere ionische Verbindungen mit einer Aminogruppe (-NH2) und zwei Carboxygruppen (-COOH). Ihre Ladung ist beim isoelektrischen Punkt von pH 2,77 null, bei niedrigerem pH positiv und bei höherem pH negativ.

Physikalisch-chemische Eigenschaften der L-Asparaginsäure

1. Name
IUPAC-Bezeichnung: (2S)-2-Aminobutandisäure
3-Buchstaben-Abkürzung: Asp
1-Buchstaben-Abkürzung: D

2. Summenformel
C4H7NO4

3. Molekulargewicht
133.11

4. Schmelzpunkt
269-271 °C

5. Löslichkeit in Lösungsmitteln
Unlöslich in Wasser, unlöslich in Ethanol und Diethylether. Löslich in Säuren und Laugen.

6. Geschmack
Herzhafter, saurer Geschmack.

Physiologische Rolle der Asparaginsäuren

Asparaginsäuren sind in der Natur als Bestandteil von Proteinen weit verbreitet. Die Verbindung hat einen isoelektrischen Punkt von 2,77 und ist daher im neutralen Bereich, dem physiologischen pH-Bereich, deprotoniert und negativ geladen. Dies ist ein hydrophiler Zustand, so dass Proteine mit einem hohen Gehalt an Asparaginsäuren auf ihren Moleküloberflächen im Allgemeinen gut wasserlöslich sind. Darüber hinaus wird Asparaginsäure in Proteinen in mehreren Schritten zu Oxalessigsäure umgewandelt. Die dabei entstehende Oxalessigsäure ist ein Zwischenprodukt des TCA-Kreislaufs und spielt eine wichtige Rolle bei der Energiegewinnung der Zellen.

Wirkung, Nutzen und Anwendungen von Asparaginsäuren

1. Eigenschaften als Geschmacksverstärker und Beispiele für ihre Verwendung

Glutaminsäure ist ein typisches Beispiel für einen Umami-Bestandteil, aber auch Asparaginsäuren sind Aminosäuren, die sich an die Umami-Rezeptoren (Umami = herzhafte Geschmacksqualität) binden und somit für den Menschen eine Umami-Sensation darstellen. Aus diesem Grund wird sie häufig als Lebensmittelzusatzstoff in Gewürzen, kohlensäurehaltigen Getränken, raffiniertem Sake, Milchpulver usw. verwendet.

2. Anwendungen in Pharmazeutika, Kosmetika usw.

Asparaginsäuren sind amphiphile Verbindungen, d. h. sie können Wasserstoffbrücken bilden und sind hydrophil. Aufgrund dieser Eigenschaften werden sie als pharmazeutischer Zusatzstoff zur Stabilisierung und Solubilisierung von Arzneimitteln und zur Verstärkung der intermolekularen Kräfte zwischen Arzneimitteln und Proteinen verwendet. Aufgrund ihrer hohen Affinität zu Wasser werden sie auch in Kosmetika eingesetzt, um deren feuchtigkeitsspendende Eigenschaften zu verbessern. In den letzten Jahren wurden Forschungsarbeiten durchgeführt, um superabsorbierende Polymere, die in Wegwerfwindeln und Hygieneartikeln verwendet werden, unter dem Gesichtspunkt des Umweltschutzes von aus Erdöl gewonnenen Rohstoffen auf solche aus Asparaginsäuren umzustellen.

3. Aspartam als Rohstoff

Aspartam ist ein Dipeptidderivat, das aus L-Phenylalaninmethylester und L-Asparaginsäuren besteht. Es wird als künstlicher Süßstoff verwendet, weil es 200-mal süßer ist als Saccharose.

Beispiele für asparaginsäurereiche Pflanzen und Lebensmittel

Beispiele sind Spargel, Zuckerrüben, Kartoffeln und Bohnen.

Was ist ein Holzhobel?

Ein Holzhobel ist ein Werkzeug, das zum Glätten der Holzoberfläche durch Schaben eingesetzt wird.

Mit Hilfe eines Holzhobels kann die raue oder unebene Oberfläche des Holzes geglättet oder seine Dicke angepasst werden. Um einen Holzhobel erfolgreich einsetzen zu können, ist viel Erfahrung in Bezug auf Gebrauch und Wartung erforderlich.

Es gibt jedoch Konservenmaschinen mit austauschbaren Klingen, die auch für Anfänger leicht zu bedienen sind.

Anwendungen vom Holzhobel

Holzhobel werden für eine breite Palette von Holzbearbeitungsaufgaben verwendet, vom allgemeinen Heimwerker bis hin zu spezialisierten Baustellen. Das Werkzeug wird zum Glätten der Holzoberfläche verwendet, und je nach Material gibt es verschiedene Arten von Holzbearbeitungshobeln. Der gängigste Typ ist der flache Holzhobel, der zum Abtragen der Oberfläche verwendet wird.

Weitere Arten sind der Holzhobel zum Abfasen von Ecken und der Hobel zum Formen von Rillen. Eine Feile wird auch zum Glätten der Oberfläche verwendet. Der Hauptunterschied besteht darin, dass eine Feile die Oberfläche des Holzes glatt reibt, während ein Holzhobel die Oberfläche des Holzes mit einer Klinge bearbeitet, die eine dünne Schicht von der Oberfläche abzieht.

Wenn Sie eine Oberfläche aus Massivholz verwenden möchten, sollten Sie die Holzoberfläche mit einem Holzhobel bearbeiten, um die beste Oberfläche für Massivholz zu erhalten.

Funktionsweise des Holzhobels

Ein Holzhobel besteht aus einem hölzernen Boden und einer Klinge, die die Oberfläche des Holzes mit einer Klinge, die leicht aus einer Rille im Boden des Hobels herausragt, abflacht. Die Klingen können ein- oder zweischneidig sein, wobei zweischneidige Klingen heute üblicher sind.

Die zweischneidige Klinge verhindert, dass die Klinge in das Material einschneidet oder sich von der Oberfläche ablöst, selbst wenn das Holz gegenläufig gemasert ist. Es ist wichtig, dass diese beiden Klingen im Holzhobel gut aufeinander abgestimmt sind.

Auswahl eines Holzhobels

Wählen Sie den zu verwendenden Holzhobel nach der Form des zu bearbeitenden Materials aus. Die Wahl des richtigen Hobels für Ihr Erfahrungsniveau ist ebenfalls sehr wichtig, um die Effizienz und das Ergebnis Ihrer Arbeit zu verbessern.

1. Auswahl des richtigen Holzhobels für die richtige Anwendung

Es gibt verschiedene Arten von Hobeln, z. B. Flachhobel zum Abflachen der Holzoberfläche, Fasenhobel zum Schneiden der Holzecken und Hobel zum Formen von Nuten. Es gibt auch einen kleinen Hobel, der in die Handfläche passt.

2. Auswahl nach der Art des Austauschs/Einstellens der Klinge

Auswechselbare Klingen
Bei herkömmlichen Holzhobeln muss die Klinge mit einem Schleifstein geschärft oder die Verformung des Hobelsohle durch Abziehen mit einem Hobel eingestellt werden, was einen erheblichen Schulungsaufwand erfordert. Im Vergleich dazu ist das System mit austauschbaren Klingen auch für Anfänger einfach zu bedienen, da die Klingen ausgetauscht werden. Die Ersatzklingen werden, wie bei der Rasierklinge, gewechselt, wenn Sie das Gefühl haben, dass die Klingen schwer zu schneiden werden.

Schraubsystem
Die Klingen werden in der Regel durch Klopfen auf den Kopf des Holzhobels eingestellt, um die Klinge herauszufahren, und durch Klopfen auf den Kopf des Sockels, um die Klinge wieder einzufahren. Bei den Schraubmessern lässt sich die Klinge leichter einstellen.

3. Manuelle oder elektrische Einstellung

Die Klinge auf der Trommel wird elektrisch gedreht, um das Holz zu schneiden. Obwohl er sich nicht so gut für filigrane Arbeiten eignet wie ein Holzhobel von Hand, ist er aufgrund seiner Leistung für Anfänger relativ leicht zu bedienen und effizient bei der Bearbeitung großer Flächen.

Weitere Informationen über Holzhobel

1. Einstellen des Messers

Der Schlüssel zur Verwendung eines Holzhobels liegt in der Einstellung der Klinge und der Richtung des Holzes. Die Länge der Klinge muss so eingestellt werden, dass sie aus dem Holzhobel herausragt, um nur eine dünne Schicht Holz von der Oberfläche des Holzes abzutragen.

Die Einstellung erfolgt durch Klopfen auf den Sockel und die Klinge mit einem Hammer oder Schlegel. Klopfen Sie auf den Holzbearbeitungshobel, um die Klinge einzuziehen, und auf den Klingenkopf, um die Klinge auszufahren. Es ist wichtig, dass die Klinge waagerecht herauskommt, also stellen Sie die Klinge ein, indem Sie sie auf jeder Seite ein wenig anschlagen. Die Klinge sollte so leicht wie ein Haar sein, 0,1 mm bis 0,2 mm sind angemessen.

Wenn die Klinge eingestellt ist, schärfen Sie sie probeweise mit einem Stück Holz und justieren Sie sie bei Bedarf nach.

2. Wie wird das Holzhobel geführt?

Drücken Sie die Klinge rechtwinklig gegen das zu bearbeitende Holz. Halten Sie den Holzhobel mit einer Hand fest und legen Sie mit der anderen Hand die Finger auf die Klinge. Ziehen Sie mit Ihrem Körper parallel, nicht nur mit den Händen. Es ist wichtig, dass die Werkbank, auf der der Holzhobel liegt, ebenfalls fest und stabil ist.

3. Handhabung bei Nichtgebrauch

Wenn Sie den Holzhobel mitten in der Arbeit abstellen, stellen Sie den Hobelständer aufrecht auf die Seite, damit das Messer nicht gegen die Werkbank stößt. So vermeiden Sie eine Beschädigung des Messers. Ziehen Sie außerdem das Messer vollständig ein, wenn Sie es nicht benutzen.

Was ist Ölsäureamid?

Ölsäureamid ist ein Amid der ungesättigten Fettsäure Ölsäure.

Es ist auch unter der Bezeichnung Oleamid bekannt. Die Summenformel lautet C18H35NO und es enthält eine Amid- und eine Doppelbindung. In lebenden Organismen wird dieses Ölsäureamid endogen aus Ölsäure durch die Biosynthese von Ölsäure und Ammoniak hergestellt.

Wie die Ölsäure soll es mit den schlafbezogenen Neuropeptiden verwandt sein. Der Syntheseweg und die für die Biosynthese erforderlichen Enzyme sind noch nicht bekannt und die Substanz ist noch wenig erforscht.

Sie wird industriell hergestellt und für eine Vielzahl von Anwendungen genutzt. Es handelt sich um einen festen Stoff mit geringer Toxizität und hautsensibilisierenden Eigenschaften, der jedoch die Augen reizt und bei Kontakt mit den Augen sorgfältig ausgespült werden sollte.

Anwendungen von Ölsäureamiden

Ölsäureamide und andere Fettsäureamide haben hochlipophile langkettige Kohlenwasserstoffgruppen und hydrophile Amidgruppen, die es ihnen ermöglichen, ihre Funktionen auf einer Vielzahl von Materialoberflächen zu erfüllen. Sie können in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden.

1. Industrielle Anwendungen

Ölsäureamide werden häufig als Schmiermittel für Polyolefinharze wie Polyethylen und Polypropylen verwendet. Gleitmittel sind Additive, die die Reibung zwischen Harzgranulat oder geformten Produkten oder zwischen Harzen und ihren Verarbeitungsmaschinen verringern und dadurch die Fließfähigkeit, die Formtrennung und die Verarbeitbarkeit verbessern.

Bei Polyethylenfolien wird dieser Effekt im Allgemeinen durch den Zusatz von etwa 0,1 % bis 0,5 % Ölsäureamid erreicht. Weitere industrielle Anwendungen sind Farbdispergiermittel, Wachsmodifikatoren, Antibeschlagmittel und Rostschutzmittel für Metalle und synthetische Rohstoffe für andere Chemikalien.

2. Lebensmittel und biologische Anwendungen

Ölsäureamide sind in einer Vielzahl von Lebensmitteln enthalten, das bekannteste Beispiel ist der Camembert-Käse. Es ist auch in anderen Lebensmitteln enthalten wie z. B. in Taiso, das als pflanzliches Arzneimittel verwendet wird.

Obwohl die praktische Anwendung noch nicht ausgereift ist, hat sich gezeigt, dass die Ölsäure auf Schlaf und Stress wirkt und ihre Anwendung zur Behandlung von Schlafstörungen und Depressionen wird derzeit untersucht. Man nimmt an, dass Ölsäureamide entzündungshemmend wirken und gleichzeitig die so genannten Mikroglia-Zellen aktivieren, die für die Beseitigung von Abfallprodukten wie Amyloid-β im Gehirn verantwortlich sind.

Andere Verwendungszwecke für Ölsäureamide selbst sind selten, aber ihre Derivate werden als Rohstoffe in Shampoos und Kosmetika als Reinigungsmittel, Schaumstabilisatoren, Penetrations-, Benetzungs- und Emulgierhilfsmittel verwendet, wobei ihre Tensideigenschaften genutzt werden.

Merkmale von Ölsäureamiden

Ölsäureamide werden industriell durch die Reaktion von Ölsäure und Ammoniak in Gegenwart eines Katalysators hergestellt. Dabei entsteht zunächst Ammoniumoleat, das anschließend unter hohem Druck zu Ölsäureamid dehydriert wird.

Borsäure, aktivierte Tonerde, Kieselgel und Kaolin sind wirksame Katalysatoren. Die Reaktionsbedingungen sind 170-200 °C, Druck 0,3-0,7 MPa und eine Reaktionszeit von 10-12 Stunden.

Der Rohstoff Ölsäure ist nicht beschränkt, aber aus Pflanzen gewonnene Ölsäure kann aufgrund von Unterschieden bei den Verunreinigungen geruchsärmer hergestellt werden als aus Tieren gewonnene Ölsäure. Andere Herstellungsverfahren umfassen die Reaktion von Ölsäureestern mit Ammoniak, wobei Fette und Öle als Rohstoff verwendet werden und Glycerin zurückgewonnen werden kann.

Arten von Ölsäureamiden

Ölsäureamide werden hauptsächlich als Reagenzien für Forschung und Entwicklung und als Pulver, Flocken und Partikel für die industrielle Verwendung verkauft. Als Reagenzien wird es in Reagenzienflaschen mit einem Inhalt von 25 g oder 500 g verkauft, die groß genug sind, um im Labor leicht gehandhabt werden zu können. Sie können bei Raumtemperatur gelagert werden.

Für die industrielle Verwendung wird es in Großpackungen für Schmiermittelanwendungen verkauft, z. B. an Kunststoffbetriebe. Die Verpackungen umfassen 20-kg-Säcke.

Was ist Ethylen?

Ethylen ist ein Kohlenwasserstoff, der aus zwei durch eine Doppelbindung verbundenen Kohlenstoffen besteht und ein Alken mit der einfachsten Struktur ist.

Es ist als Gas bei Raumtemperatur stabil, kann aber auch industriell durch thermisches Cracken von Substanzen wie Ethan, Propan und Butan oder durch Cracken von Erdölnaphtha hergestellt werden.

Anwendungen von Ethylen

Es gibt zwei Arten von Verwendungen von Ethylen: Anwendungen, bei denen Ethylen selbst verwendet wird, und Anwendungen, bei denen Ethylen als synthetisches Material für organische Verbindungen verwendet wird.

1. Anwendungen, bei denen Ethylen als solches verwendet wird

Ethylen (Gas) ist für seine verschiedenen physiologisch aktiven Wirkungen als Pflanzenhormon bekannt. Zu den spezifischen Anwendungen gehören die Reifung von Bananen und Kiwis und die Hemmung der Keimung von Kartoffeln.

Der Hauptbestandteil der Ethephonlösung, die als Pflanzenwachstumsregulator für Obstbäume und Tomaten verwendet wird, ist eine wässrige Lösung von 2-Chlorethylphosphonsäure, die sich nach dem Besprühen der Pflanzen zersetzt und Ethylen produziert, das dann als Pflanzenwachstumsregulator verwendet wird.

2. Verwendung von Ethylen als synthetisches Material

Ethylen wird als Material für verschiedene niedermolekulare und hochmolekulare Verbindungen verwendet, da es ein Kohlenwasserstoff mit einfacher Struktur und hochreaktiven Doppelbindungen ist.

Niedermolekulare Verbindungen
Ethanol, Ethylenoxid und Acetaldehyd sind typische Beispiele für niedermolekulare Verbindungen, die aus Ethylen synthetisiert werden. Für jede dieser Verbindungen gibt es folgende spezifische Verwendungszwecke:

• Ethanol: Ausgangsstoff für Kosmetika und Farben
• Ethylenoxid: Rohstoff für die Sterilisation von medizinischen Instrumenten und Ethylenglykol
• Acetaldehyd: Grundstoff für Fischkonservierungsmittel und Essigsäure

Die Monomere Vinylchlorid und Styrol, die aus Ethylen synthetisiert werden, werden durch Polymerisationsreaktionen in Polyvinylchlorid und Polystyrol umgewandelt. Die spezifischen Verwendungszwecke sind wie folgt:

• Polyvinylchlorid: Dinge des täglichen Bedarfs, Kleidung, Wasserleitungen
• Polystyrol: Teile von Haushaltsgeräten, Bauplatten, Tafelgeschirr

Polymerverbindungen
Polyethylen wird gewonnen, wenn Ethylen direkt als Monomer polymerisiert wird. Polyethylen hat ein breites Anwendungsspektrum und wird in verschiedenen Verpackungsmaterialien und Plastiktüten verwendet. Viele Materialien werden auch durch Copolymerisation von Ethylen mit anderen Monomeren gewonnen.

So ergibt die Copolymerisation mit Vinylacetat Ethylenvinylacetat (EVA), das u. a. als Klebstoff verwendet wird, und die Verseifung von EVA ergibt Ethylenvinylalkohol (EVOH), der als sauerstoffundurchlässiges Lebensmittelverpackungsmaterial verwendet wird.

Funktionsweise von Ethylen

Mit einem Schmelzpunkt von -169 °C und einem Siedepunkt von -104 °C liegt Ethylen bei Raumtemperatur als Gas vor. Ethylen hat ein spezifisches Gewicht von 0,975, das dem von Luft (spezifisches Gewicht 1) nahe kommt, und ist farblos, sodass es schwer von Luft zu unterscheiden ist.

Es ist jedoch brennbar und pyrophor und kann bei einem Brand reizende oder giftige Gase entwickeln, weshalb es mit Vorsicht zu behandeln ist.

Ethylen kommt auch in der Natur vor, und es ist bekannt, dass es in Gemüse und Obst vorkommt. Es ist ein Pflanzenhormon und hat eine Alterungsfunktion, die dazu führt, dass Gemüse und Früchte reifen und dann faulen.

Ethylen Hergestellt

Ethylen wird industriell hergestellt. Die gängigste Methode ist die Reaktion von Erdölnaphtha, das eine Vielzahl von Kohlenwasserstoffen enthält, mit Wasserdampf bei Temperaturen über 800 °C. Ethylen wird von den entstehenden Wasserstoff-, Ethylen-, Propylen- und aromatischen Verbindungen getrennt. Andere Methoden umfassen die Pyrolyse des im Schiefergas enthaltenen Ethans.

Was ist Ethan?

Ethan ist eine organische Verbindung mit der Summenformel C2H6 und der Strukturformel CH3-CH3. Es ist der zweiteinfachste gesättigte Kohlenwasserstoff (Alkan) nach Methan, das nur ein Kohlenstoffatom hat.

Das Molekül kann sich um seine Längsachse drehen, und es gibt keine Isomere. Unter Standardbedingungen (Temperatur und Druck) ist es ein farbloses, geruchloses Gas mit einem Siedepunkt von -88,5 °C und einem Schmelzpunkt von -182,8 °C.

Es wird durch Destillation von Erdgas, Kohlegas und Erdölspaltgas abgetrennt. Es ist ein farbloses, geruchloses Gas, brennbar und explosiv. Es ist nicht zu verwechseln mit gefährlichen Stoffen im Sinne des Feuerwehrgesetzes. Bei der thermischen Zersetzung bei hohen Temperaturen entsteht Ethylen bei 800 °C und Acetylen bei 1300 °C.

Ethane allein ist nicht weit verbreitet, aber es wird als Rohstoff für Ethylen in vielen petrochemischen Produkten verwendet. Es wird auch als Brennstoff verwendet.

Geschichte des Ethans

Ethan wurde erstmals 1834 von Michael Faraday durch Elektrolyse einer wässrigen Kaliumacetatlösung synthetisiert. Natürlich wurde Ethan 1864 von Edmund Ronald in Pennsylvania in Leichtöl gelöst entdeckt.

Funktionsweise von Ethan

Es ist unlöslich in Wasser und löslich in organischen Lösungsmitteln. Es ist sowohl in Kohlenstoff-Wasserstoff- als auch in Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen stabil und nicht sehr reaktiv. Es reagiert kaum mit Oxidations- und Reduktionsmitteln, Säuren und Basen, kann aber durch Lichteinstrahlung und Erhitzen Substitutionsreaktionen hervorrufen.

Bei vollständiger Verbrennung entstehen außerdem Kohlendioxid und Wasser.
C2H6 + 7/2 O2 → 2 CO2 + 3 H2O

Verfahren zur Herstellung von Ethan

Ethan ist nach Methan die zweithäufigste Substanz in Erdgas und wird, wie andere Alkane, industriell durch fraktionierte Destillation von Erdgas gewonnen. Der Gehalt an Ethan schwankt je nach Gasfeld zwischen weniger als 1 % und mehr als 6 %.

Vor den 1960er Jahren wurden Ethan und größere Moleküle im Erdgas nicht abgetrennt und im Allgemeinen einfach zusammen mit Methan als Brennstoff verwendet. Heute wird Ethan meist von anderen Bestandteilen des Erdgases abgetrennt und ist ein wichtiger petrochemischer Rohstoff.

Ethan kann effizient von Methan getrennt werden, indem es bei sehr niedrigen Temperaturen verflüssigt wird. Ethan kann von schwereren Kohlenwasserstoffen abgetrennt werden, indem das gasförmige Methan entfernt und die Flüssigkeit weiter destilliert wird.

Ethan kann auch von Petroleumgas (einem gasförmigen Kohlenwasserstoffgemisch) abgetrennt werden, das als Nebenprodukt bei der Erdölraffination anfällt.
Im Labor wird Ethan durch Elektrolyse von wässrigen Acetatlösungen hergestellt.
2 CH3COONa + 2 H2O → C2H6 + 2 CO2 + H2 + 2 NaOH

Anwendungen von Ethan

Ethan wird als Rohstoff für eine Vielzahl von Chemikalien verwendet, insbesondere für die Herstellung von Ethylen. Ethylen wird als Zwischenprodukt in der petrochemischen Industrie verwendet, vor allem als Rohstoff für Kunstfasern und organische Chemieprodukte. So wird es beispielsweise als Rohstoff für verschiedene Produkte in unserer Umgebung verwendet, wie Polyethylentaschen, Haushaltswaren aus Polyvinylchlorid, Kleidung, Isolierungen, Ummantelungen von elektrischen Leitungen, Wasserrohre und synthetischer Kautschuk. Ethylengas wird auch zur Reifung von Gemüse und Obst verwendet.

Ethan kann auch als Brennstoff für die Stromerzeugung verwendet werden, entweder allein oder in Mischung mit Erdgas.

Was ist Kupfernickel?

Kupfernickel ist eine Legierung auf Kupferbasis, die Nickel und andere Metalle enthält.

Kupfernickel wird aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften wie Korrosionsbeständigkeit, Verarbeitbarkeit, Festigkeit, Härte, Gießbarkeit und schöne Färbung in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt.

Aufgrund seiner guten elektrischen Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit wird es für elektrische Leitungen verwendet. Aufgrund seiner guten Gießbarkeit wird es auch für Musikinstrumente verwendet, insbesondere für Blechblasinstrumente. Aufgrund seiner schönen Farbe und hohen Korrosionsbeständigkeit eignet es sich auch für die Herstellung von Münzen und Medaillen.

Anwendungen von Kupfernickel

1. Elektrische und elektronische Bauteile

Verdrahtung, Steckverbinder, Leiterplatten, elektrische Widerstände, Spulen und Transformatoren sind Beispiele dafür.

2. Elektrische Schaltungen

Hochfrequenzschaltungen und RFID-Antennen, z. B. RFID-Antennen sind Antennen, die in der RFID-Technologie (Englisch: Radio Frequency Identification) zum Senden und Empfangen von Informationen auf Funkfrequenzen verwendet werden.

3. Kraftfahrzeuge

Es wird verwendet in Heizkörper, Kupplungskomponenten (z. B. Kupplungsscheiben), Batterieklemmen usw. Eine Kupplungsscheibe ist Teil des Kupplungsmechanismus, der den Motor und das Getriebe (den Mechanismus, mit dem die Motorkraft auf die Räder übertragen wird) in Fahrzeugen wie Autos und Motorrädern verbindet und dient der Übertragung der Motorkraft.

4. Konstruktion

Dazu gehören Dächer, Außenwände, Türklinken und Metallzäune.

5. Wärmetauscher

Dazu gehören Dampfturbinen, Klimaanlagen und Gefriergeräte.

6. Medizinische Geräte

Dazu gehören chirurgische Instrumente, künstliche Gelenke, zahnärztliche Werkzeuge usw.

7. Metallteile

Dazu gehören Schrauben, Unterlegscheiben, Federn, Zahnräder, Wellen usw.

8. Dekoration

Dazu gehören Uhren, Beleuchtungskörper, Metallornamente usw.

9. Sportgeräte

Dazu gehören Golfschläger, Tennisschläger, Motorradrahmen usw.

Arten von Kupfernickel

Zwei Arten von Kupfernickel sind spezifiziert: C7060 und C7150. Die chemische Zusammensetzung ist in der nachstehenden Tabelle angegeben (Einheit: %).

Legierung Nr.	Cu	Pb	Fe	Zn	Mn	Ni	Andere
C7060	–	0.05 oder weniger	1.0 – 1.8	0.50 oder weniger	0.20 – 1.0	9.0 – 11.0	Cu+Ni+Fe+Mn ist 99.5 oder mehr
C7150	–	0.05 oder weniger	0.40 – 1.0	0.50 oder weniger	0.20 – 1.0	29.0 – 33.0	Cu+Ni+Fe+Mn ist 99.5 oder mehr

Eigenschaften von Kupfernickel

1. Farbe

Kupfernickel ist eine Legierung aus Kupfer und Zink, und da Kupfer und Zink beides Metalle sind, ist Kupfernickel ein Werkstoff mit metallischem Glanz. Außerdem hat Kupfer in reinem Zustand eine rötliche Farbe, die jedoch durch Zugabe von Zink aufgehellt werden kann, wodurch das Kupfernickel seine schöne weiße Farbe erhält. Die Oberfläche ist oxidationsbeständig, so dass der Glanz über einen langen Zeitraum erhalten bleibt.

2. Verarbeitbarkeit

Die Gründe für die gute Verarbeitbarkeit von Kupfernickel sind folgende: Als Legierung aus Kupfer und Zink ist Kupfernickel ein weiches und leicht zu bearbeitendes Material. Darüber hinaus verteilt das homogene Gefüge des Kupfernickels die bei der Bearbeitung entstehenden Spannungen gleichmäßig und verbessert die Bearbeitbarkeit.

Darüber hinaus hat es einen relativ niedrigen Schmelzpunkt und eine niedrige Schmelztemperatur und kann leicht erwärmt und umgeformt werden, so dass eine Vielzahl von Bearbeitungsmethoden wie Gießen, Schmieden, Zerspanen und Schneiden angewandt werden können.

3. Korrosionsbeständigkeit

Kupfernickel weist eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit auf. Die Gründe dafür liegen in folgenden Faktoren. Erstens bildet Zink bei der Oxidation eine Oxidschicht, die die Schutzwirkung des Kupfers gegen Korrosion verstärkt und zweitens wirkt das Zink in der Kupfernickel-Legierung als Kathode, die die Oxidationsreaktion behindert und einen elektrochemischen Schutz bietet. Schließlich hat Kupfernickel eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit aufgrund seiner hohen Stabilität in Wasser und seiner Korrosionsbeständigkeit in Meer- und Süßwasser.

4. Wärmeleitfähigkeit

Kupfernickel ist ein Metall, das im Allgemeinen eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, was bedeutet, dass die Wärme effizient übertragen wird. Kupfernickel enthält auch Zink, das ein besserer Wärmeleiter als Kupfer ist, so dass die Wärmeleitfähigkeit insgesamt höher ist, wenn Kupfernickel Zink enthält. Die Kristallstruktur von Kupfernickel zeichnet sich durch eine zufällige Anordnung von dicht angeordneten kugelförmigen Teilchen aus, was es zu einem guten Wärmeleiter macht. Diese Faktoren zusammengenommen verleihen dem Kupfernickel eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit.

5. Elektrische Leitfähigkeit

Als Metall hat Kupfernickel im Allgemeinen eine hohe elektrische Leitfähigkeit, wodurch es Strom effizient übertragen kann. Darüber hinaus hat das in Weißkupfer enthaltene Zink eine höhere elektrische Leitfähigkeit als Kupfer, was dazu beiträgt, diese insgesamt zu erhöhen und die dicht gepackte Kristallstruktur von Kupfernickel ermöglicht es den Elektronen, sich frei zu bewegen, was zu einer höheren elektrischen Leitfähigkeit führt.

6. Festigkeit, Verschleißfestigkeit

Als Legierung aus Kupfer und Zink weist Kupfernickel ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Härte und Flexibilität auf und verfügt über eine hohe Festigkeit und ausgezeichnete Verschleißfestigkeit. Es hat auch eine gleichmäßige Struktur mit feinen Kristallpartikeln, die zufällig angeordnet sind. Dadurch werden Spannungen gleichmäßig verteilt und die Festigkeit verbessert, während gleichzeitig feine Kristallpartikel als Verschleißmaterial aufgenommen werden.

Wenn durch Reibung verursachte Verschleißmaterialien an der Oberfläche des Kupfernickels haften, kapseln die kristallinen Partikel das Verschleißmaterial ein und verhindern dessen Fortschreiten. Die feinen kristallinen Partikel nehmen das Verschleißmaterial auf und erhöhen so die Verschleißfestigkeit des Kupfernickels. Kupfernickel hat eine glatte Oberfläche und erzeugt weniger Wärme durch Reibung, was seine Verschleißfestigkeit erhöht.

Weitere Informationen zu Kupfernickel

Magnetismus von Kupfernickel

Kupfer ist bei normaler Temperatur und normalem Druck schwach paramagnetisch und auch Zink ist bei normaler Temperatur und normalem Druck schwach paramagnetisch, aber Kupfernickel, eine Legierung der beiden, ist ein nichtmagnetisches Material.

Dies steht in engem Zusammenhang mit der hohen Leitfähigkeit von Kupfernickel. Wenn ein Metall elektromagnetischen Wellen ausgesetzt wird, entsteht ein Magnetfeld, das im Inneren des Metalls einen elektrischen Strom erzeugen kann (elektromagnetische Interferenz), was z. B. in Hochfrequenzschaltungen ein Problem darstellen kann. Kupfernickel erzeugt jedoch kein Magnetfeld und verursacht keine elektromagnetischen Störungen, weshalb es sich für elektrische Schaltungskomponenten wie Hochfrequenzschaltungen eignet.

Was ist Grauguss?

Grauguss ist eine Art von Gusseisen, bei dem der Graphit wie eine Ansammlung von Blumenflocken geformt ist.

Grauguss hat eine ausgezeichnete Fähigkeit, Schwingungen zu absorbieren und verfügt über ein hohes Dämpfungsvermögen. Darüber hinaus hat Graphit eine schmierende Wirkung und eine gute Wärmeleitfähigkeit, was die Ableitung von Reibungswärme erleichtert. Darüber hinaus verfügt er über ein hohes Vibrationsabsorptionsvermögen und ist resistent gegen Temperaturschocks.

Anwendungen von Grauguss

1. Kfz-Teile

Motorblöcke, Zylinderköpfe, usw.

2. Teile für Baumaschinen

Zylinderblöcke, Kurbelgehäuse, usw.

3. Rohrleitungsteile

Wasserleitungen, Ventile, usw. 

4. Teile für elektrische Geräte

Motorgehäuse, Trafokästen, usw.

Das Motorgehäuse ist eines der Außenteile eines Elektromotors und schützt die innere Struktur des Motors. Ein Transformatorgehäuse ist eine der Komponenten eines elektrischen Transformators (englisch: Power Transformer), ein kastenförmiges Bauteil mit einer eingebauten Spule zur Umwandlung elektrischer Energie und einer Klemmleiste zum Anschluss der Spulen im Transformator. 

5. Komponenten von Gasturbinen und Turboladern

Dazu gehören Turbinenschaufeln, Verdichterschaufeln und Laufräder.

Verdichterschaufeln sind Laufräder, die in Turbomaschinen wie Gasturbinen und Verdichtern zur Beschleunigung und Verdichtung von Fluiden eingesetzt werden. Laufräder sind rotierende Laufräder, die in Turbomaschinen und Pumpen, einer Art von Strömungsmaschinen, verwendet werden.

6. Teile von Antriebseinheiten und Drehgestellen von Schienenfahrzeugen

Dazu gehören Kurbelwellen und Räder.

Funktionsweise von Grauguss

Grauguss aus einem Stück entsteht durch schnelles Abkühlen in der Form während des Gießens. Während der raschen Abkühlung scheidet sich der im Gusseisen enthaltene Kohlenstoff in Form von Graphit aus und wird bandförmig angeordnet.

Das beim Gießen in die Form eingespritzte Gusseisen befindet sich bei hohen Temperaturen in einem flüssigen Zustand. Die Temperatur in der Form ist sehr hoch und kühlt schnell ab, wodurch das Gusseisen erstarrt. Während dieses Vorgangs bildet der im Gusseisen enthaltene Kohlenstoff Graphitkristallkerne, die allmählich wachsen.

Normalerweise gibt es im Gusseisen zwei Gefüge, Ferrit und Perlit, wobei der Kohlenstoff im Perlit enthalten ist. Während des Gießens wird jedoch durch die schnelle Abkühlung in der Form das Kristallwachstum von Ferrit und Perlit gehemmt, so dass sich der Kohlenstoff in Form von Graphit ausscheidet und charakteristischerweise in Bruchstücken angeordnet ist.

Ferrit ist ein Material, das hauptsächlich aus Eisen und einigen nichtmetallischen Elementen besteht (hauptsächlich Kohlenstoff und geringe Mengen an Silizium, Mangan, Schwefel usw.) und eine schwach magnetische Legierung ist.

Perlit ist eine Art von Stahl und besteht aus feinen Schichten von Ferrit und Zementit (Kohlenstoff-Eisen). Dieses Schichtgefüge macht Perlit sehr hart, fest und verschleißfest. Es ist das häufigste Gefüge in Stahl und wird im Allgemeinen durch Wärmebehandlung gebildet.

Eigenschaften von Grauguss

1. Hohe Temperaturbeständigkeit

Grauguss weist aus mehreren Gründen eine hohe Festigkeit und Beständigkeit gegenüber Verformungen bei hohen Temperaturen auf. Zum einen erhöht die flockige Anordnung des Graphits die Beständigkeit gegenüber Belastungen und thermischen Spannungen. Außerdem erhöht die kristalline Struktur die Festigkeit, die auch bei hohen Temperaturen aufrechterhalten werden kann, und der hohe Kohlenstoffgehalt bedeutet, dass das Eisen bei hohen Temperaturen nicht erweicht, was zur Aufrechterhaltung seiner Festigkeit beiträgt.

2. Wärmeleitfähigkeit

Der Grund für die hervorragende Wärmeleitfähigkeit von Grauguss liegt in seiner feinen Kristallstruktur. Diese kristalline Struktur ermöglicht aufgrund ihrer gleichmäßigen Anordnung eine effiziente Wärmeübertragung, und die schwache Bindung zwischen Eisen und Graphit macht es sehr widerstandsfähig gegen thermische Belastungen. Darüber hinaus enthält es Zusätze, die es für den Einsatz in Hochtemperaturumgebungen geeignet machen und ihm so eine hohe Hitzebeständigkeit verleihen. Grauguss ist daher ein geeignetes Material für den Einsatz in Hochtemperaturumgebungen und dort, wo Wärmeleitfähigkeit erforderlich ist.

3. Korrosions- und Verschleißbeständigkeit

Der Grund für die hohe Korrosions- und Verschleißbeständigkeit von Grauguss liegt in ihrem feinen Gefüge. Dieses Gefüge ist eine spezifische kristalline Struktur, die sich durch die Abkühlungsgeschwindigkeit beim Gießen bildet und Graphit enthält, in dem Eisen und Kohlenstoff kristallisiert sind.

Bei der spezifischen kristallinen Struktur handelt es sich um die feine kristalline Struktur aus Eisen und Graphit (Ferrit + Schiefergraphitstruktur), die durch die schnelle Abkühlung des Graugusses während des Gießens entsteht.

Diese kristalline Struktur bildet eine Oxidschicht auf der Oberfläche der Gussstücke und verhindert chemische Reaktionen. Darüber hinaus ist der Grauguss aufgrund seiner extremen Härte, Dichte und chemischen Stabilität sehr verschleißfest und zeichnet sich durch geringe Verformung und Beschädigung auch nach langer Nutzungsdauer aus. 

4. Schwingungsdämpfende Eigenschaften

Grauguss hat aufgrund der Form der Graphitanordnung ein hohes Schwingungsdämpfungsvermögen und wird manchmal zur Unterdrückung von Schwingungen in Maschinenteilen und Werkzeugmaschinen eingesetzt. Die flockige Anordnung des Graphits ermöglicht eine effiziente Ausbreitung der Spannungen innerhalb des Materials, wodurch die Schwingungsenergie absorbiert und zerstreut wird, was Grauguss zu einem äußerst schwingungsbeständigen Werkstoff macht.

Aufgrund seiner hervorragenden akustischen Eigenschaften wird Grauguss gelegentlich in Musikinstrumenten und Lautsprechern verwendet. Je nach den Schwingungsbedingungen der tatsächlich verwendeten Maschinenteile und Werkzeugmaschinen kann das Schwingungsdämpfungsvermögen von Grauguss jedoch nicht ausreichend sein, so dass bei der Auswahl des Werkstoffs eine umfassende Beurteilung vorgenommen werden muss.

Weitere Informationen über Grauguss

Dauerhaftigkeit von Grauguss

Die kristalline Struktur von Grauguss beeinflusst seine Festigkeit und Haltbarkeit, da der Graphit beim Gießen in Flocken angeordnet wird. Bei schneller Abkühlung während des Gießens können Eisen und Kohlenstoff jedoch kristallisieren und weißen Zementit bilden. Zementit ist härter und spröder als Graphit und kann die Festigkeit und Verschleißfestigkeit von Gussstücken verringern.

Zementit ist eine harte, spröde Verbindung, die aus Eisen und Kohlenstoff besteht und die chemische Formel Fe3C hat. Zementit kann im Mikrogefüge von Gusseisen und Stahl vorkommen, wo Eisen und Kohlenstoff eine eutektische Struktur bilden. Der Anteil an Zementit nimmt bei höheren Abkühlungsgeschwindigkeiten in Gusseisen und Stahl sowie in Stahlen mit hohem Kohlenstoffgehalt tendenziell zu.

Was ist ein Festwiderstand ?

Ein Festwiderstand ist ein elektrischer Widerstand, dessen Widerstandswert fest ist und nicht verändert werden kann.

Ein Widerstand bezieht sich auf ein Schaltungselement, das den Stromwert steuert. Wäre der Widerstand des Stromkreises 0 Ω, würde der Stromkreis kurzgeschlossen werden und ein großer Strom fließen. Um dies zu verhindern, wird der Widerstand zwischen den Widerständen eingefügt, um den entsprechenden Strom zu steuern.

Zu den Widerständen gehören variable Widerstände, deren Widerstandswert frei verändert werden kann und Festwiderstände, deren Widerstandswert eingestellt werden kann.

Anwendungen von Festwiderständen

Festwiderstände sind grundlegende Schaltungselemente, die in allen elektronischen Schaltungen verwendet werden und haben eine Vielzahl von Anwendungen. Zu den spezifischen Anwendungen gehören:

• Strombegrenzung in elektronischen Schaltungen
• Spannungsteiler
• Erkennung von Stromwerten
• Pull-up- und Pull-down-Widerstände zur Einstellung der Spannung von Digitalsignalen
• Aktive Filterschaltungen in Kombination mit Kondensatoren und Operationsverstärkern
• Schaltungsschutz bei Blitzüberspannungen und anderen Einschaltströmen

Funktionsweise von Festwiderständen

Wenn Strom durch einen Widerstand fließt, stoßen Elektronen wiederholt mit den Atomen des Widerstandselements zusammen. Jeder Zusammenstoß verringert die Geschwindigkeit der Elektronenbewegung, wodurch die Anzahl der in einer bestimmten Zeit durchfließenden Elektronen abnimmt. Die Anzahl der pro Zeiteinheit durchlaufenden Elektronen ist der Stromwert, so dass die Kollisionen mit dem Widerstandselement das Wesen des Widerstands ausmachen.

Wenn Elektronen mit Atomen zusammenstoßen, wird außerdem ein Teil der Energie der Elektronen in Wärme umgewandelt, die Joule-Wärme. Zwischen dem Strom, der durch einen Festwiderstand fließt, der angelegten Spannung und dem Widerstandswert gilt das Ohmsche Gesetz: Spannung = Strom x Widerstand. Auf dieser Grundlage wird beim Entwurf einer Schaltung ein Festwiderstand mit einem geeigneten Widerstandswert auf der Grundlage der angelegten Spannung und des Stromwerts ausgewählt.

Wenn Strom durch einen Festwiderstand fließt, entsteht an beiden Enden des Widerstands eine Potenzialdifferenz und die Leistung, die sich aus Stromwert x Potenzialdifferenz ergibt, wird als Joule-Wärme verbraucht. Wenn diese Leistungsaufnahme zu hoch ist, kann der Widerstand durchbrennen, weshalb Vorsicht geboten ist.

In den Spezifikationen von Festwiderständen wird die Nennleistung angegeben, d. h. der Höchstwert der Leistung, die kontinuierlich aufgenommen werden kann. Festwiderstände werden in der Regel mit 50 % oder weniger der Nennleistung verwendet, aber die Auswahl der Komponenten sollte auf dieser Grundlage erfolgen.

Arten von Festwiderständen

Festwiderstände lassen sich hinsichtlich ihres Aufbaus in die folgenden drei Typen einteilen:

1. Bedrahteter Typ

Beim bedrahteten Typ sind die Zuleitungsdrähte an beiden Enden des Festwiderstands mit den Elektroden verbunden und zum Löten vorgesehen, indem die Zuleitungsdrähte durch Löcher in einer Leiterplatte geführt werden. Je nach dem Material des Widerstandselements können sie in folgende Typen unterteilt werden:

Kohleschichtwiderstände
Dies sind Widerstände mit Kohlenstoff, der als Widerstandselement auf der Oberfläche von Porzellan oder anderen Materialien haftet, auch bekannt als Kohlewiderstände. Die Oberfläche des Porzellans ist mit spiralförmigen Rillen versehen, deren Breite und Länge zur Einstellung des Widerstandswertes ausschlaggebend sind.

Da sie preiswert sind, werden sie häufig in allgemeinen Schaltkreisen verwendet, haben aber einen großen Widerstandsfehler, wobei das übliche Produkt eine Genauigkeit von etwa 5 % des Nennwiderstandswertes aufweist. Außerdem sind sie den metallischen Widerstandselementen in Bezug auf die Rauschentwicklung unterlegen.

Metallfilmwiderstände
Es gibt zwei Arten von Widerständen: Dickschichtwiderstände, bei denen eine Widerstandspaste gesintert wird und Dünnschichtwiderstände, bei denen das Widerstandselement abgeschieden wird. Die Dickschichttypen zeichnen sich durch einen geringen Widerstandsfehler von etwa 1 % aus, während die Dünnschichttypen noch präziser sind, wobei einige einen Fehler von 0,05 % angeben.

Sie werden in Messgeräten und Audioprodukten verwendet, wo genaue Widerstandswerte erforderlich sind.

Metalloxidschichtwiderstände
Diese Widerstände bestehen aus Metalloxid wie Zinnoxid, das auf der Oberfläche von Porzellan als Widerstandselement gebildet wird. Sie haben eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und können relativ viel Leistung aufnehmen, weshalb sie hauptsächlich in Schaltungen mit mittlerer Leistung wie z. B. in Netzteilen verwendet werden.

Metall-Glasur-Schichtwiderstände
Diese Widerstände verwenden eine Mischung aus Metall, Metalloxid und Glas als Widerstandselement und haben eine Dickschichtstruktur mit stabilen Eigenschaften und sind resistent gegen Umweltveränderungen. Sie haben auch eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit. Dieses Widerstandselement wird nicht nur in bedrahteten Widerständen, sondern auch in Chip-Widerständen verwendet.

2. Oberflächenmontierter Typ

Die oberflächenmontierbaren Typen ohne befestigte Leitungen sind für die Oberflächenmontage vorgesehen. Diese Methode der Montage von Bauelementen auf der Oberfläche einer Platine kann den Platz auf der Platine verringern und wurde daher aktiv in elektronischen Geräten eingesetzt, bei denen ursprünglich eine Miniaturisierung erforderlich war, aber oberflächenmontierte Bauelemente sind jetzt der Mainstream.

Aus struktureller Sicht lassen sich oberflächenmontierte Widerstände in zwei Typen einteilen: rechteckige Chip-Widerstände und zylindrische Chip-Widerstände.

Rechteckige Chip-Widerstände
Die Widerstände verwenden Metallglasur als Widerstandselement.

Zylindrische Chip-Widerstände
Ursprünglich ein bedrahteter Widerstand, bei dem der Anschlussdraht entfernt wurde, haben diese Widerstände heute ein Widerstandselement aus Kohlenstoff- oder Metallfilm.

Zylindrische Chip-Widerstände waren die ersten, die sich als oberflächenmontierbare Widerstände durchsetzten, aber aufgrund ihrer einfachen Handhabung beim Löten sind rechteckige Chip-Widerstände heute weit verbreitet.

3. Drahtgewickelte Widerstände

Ein drahtgewickelter Widerstand ist ein Widerstandselement, ein spiralförmig gewickelter Metalldraht. Die Struktur eines gleichmäßig gewickelten Metalldrahtes mit fester Länge ermöglicht es, den Widerstandswert mit hoher Präzision einzustellen und eine große Leistungskapazität bereitzustellen. Durch eine geeignete Auswahl des Widerstandselements kann die temperaturbedingte Änderung des Widerstandswerts unterdrückt werden.

Aufgrund seines Wicklungsaufbaus weist er jedoch eine Spuleninduktivität in Bezug auf den Wechselstrom auf und je höher die Frequenz, desto größer ist die Impedanz, was zu einem geringeren Strom führt. Diese Eigenschaft wirkt sich im Hochfrequenzbereich negativ aus, so dass eine nichtinduktive Wicklung verwendet werden kann, um dies zu verhindern.

Metallummantelte Widerstände
Hierbei handelt es sich um einen drahtgewickelten Widerstand mit einer Metallummantelung. Da sie für den Einsatz in Schaltkreisen mit hoher Leistung vorgesehen sind, verfügen einige von ihnen über einen Kühlkörper oder wärmeableitende Rippen als Gegenmaßnahme zur Wärmeentwicklung.

Emaillierte Widerstände
Ein Metalldraht, der als Widerstandselement dient, wird um einen Kern aus Porzellan oder einem ähnlichen Material gewickelt und zum Schutz mit einer Emaillehülle versehen. Aufgrund ihrer hitzebeständigen Konstruktion werden sie in Anwendungen eingesetzt, bei denen eine Wärmeentwicklung des Widerstands unvermeidlich ist.

Bei Emaille handelt es sich übrigens um eine glasartige Glasur, die bei hohen Temperaturen auf die Oberfläche von Metallwerkstoffen wie Eisen, Aluminium und Edelstahl gebrannt wird.

Zementwiderstände
Ein drahtgewickelter Widerstand, der in einem Porzellangehäuse untergebracht und mit Zement überzogen ist. Eine ähnliche Struktur wird manchmal für Oxidschichtwiderstände verwendet. Der Zement bietet einen starken Schutz und macht sie extrem widerstandsfähig gegen Hitze und Vibrationen. Sie werden für Schaltungen mit hoher Leistung verwendet.

Was ist Neusilber?

Neusilber ist eine Legierung, die hauptsächlich aus Kupfer und Zink unter Zugabe von Nickel besteht.

Der Name Neusilber leitet sich von seinem weißlichen Glanz ab. Es hat die Eigenschaften von Kupfer und Zink, aber der Zusatz von Nickel verleiht ihm eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und Verarbeitbarkeit. Es ist besonders korrosionsbeständig und rostet nicht so leicht in Meerwasser oder starken Säuren, weshalb es manchmal für Teile und Ausrüstungen in der Schifffahrt sowie für Ausrüstungen in der chemischen Industrie verwendet wird.

Es lässt sich außerdem hervorragend bearbeiten und ist durch Schmieden, Walzen und Ziehen leicht zu verarbeiten. Daher wird es auch für metallverarbeitende Produkte und Dekorationsartikel verwendet.

Anwendungen von Neusilber

1. Tafelgeschirr

Da Neusilber leicht und widerstandsfähig ist, wird es häufig für Tafelgeschirr verwendet. Beispiele sind Gabeln, Messer, Löffel, Schüsseln und Teller.

2. Musikinstrumente

Zum Beispiel Trompeten, Posaunen und Saxophone.

3. Ornamente

Neusilber hat einen schönen Glanz und wird als Material für Ornamente verwendet. Beispiele sind Figuren, Schmuck, Uhren und Kerzenständer.

4. Metallverarbeitung

Aufgrund seiner Flexibilität und leichten Verarbeitbarkeit wird Neusilber auch für die Metallbearbeitung verwendet. Beispiele hierfür sind Federn, Zahnräder und Stifte.

5. Elektrische Bauteile

Da Neusilber den elektrischen Strom gut leitet, wird es auch für elektrische Bauteile verwendet. Beispiele hierfür sind Kontakte, Relais und Wächter. Kontakte dienen hauptsächlich der Übertragung elektrischer Signale und werden als Kontaktstellen in elektrischen Schaltkreisen und Schaltkomponenten verwendet.

6. Medizinische Geräte

Neusilber wird in medizinischen Geräten verwendet, da es extrem sauber und resistent gegen das Wachstum von Bakterien ist. Beispiele sind chirurgische Instrumente, zahnmedizinische Instrumente und künstliche Gelenke.

7. Automobilteile

Neusilber wird aufgrund seiner hohen Verschleiß- und Hitzebeständigkeit als Werkstoff für Kfz-Teile verwendet. Beispiele hierfür sind Motorteile (Wasserpumpenräder), Bremsteile (Bremsbeläge, Bremsbacken) und Zahnräder.

Wasserpumpenlaufräder sind Teile, die das Kühlwasser des Motors umwälzen. Sie werden aufgrund der korrosionsbeständigen Eigenschaften des Neusilbers verwendet.

Bremsbeläge sind Teile, die gegen Bremsscheiben und -trommeln gepresst werden, um das Fahrzeug abzubremsen. Wegen seiner hohen Hitzebeständigkeit und stabilen Bremskraft wird manchmal Neusilber als Material für Bremsbeläge verwendet.

Bremsbacken sind Bauteile, die in die Trommelbremse eingebaut werden, um das Fahrzeug zu verzögern. Neusilber hat hervorragende Reibungseigenschaften und wird manchmal als Material für Bremsbacken verwendet.

8. Druckgeräte

Neusilber wird aufgrund seiner leichten Oberflächenbeschaffenheit und guten Einfärbbarkeit als Werkstoff für Druckgeräte verwendet. Beispiele hierfür sind Druckmaschinenwalzen und Zifferblätter.

9. Münzen

Neusilber wird in vielen Ländern für die Herstellung von Münzen verwendet. Dies ist auf die hohe Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit von Neusilber zurückzuführen.

Funktionsweise des Neusilbers

1. Relativ weich und leicht zu verarbeiten

Der Grund, warum Neusilber relativ weich und leicht zu verarbeiten ist, liegt in seiner Zusammensetzung. Neusilber setzt sich aus drei Hauptmetallen zusammen: Kupfer, Zink und Nickel.

Kupfer und Zink sind weiche Metalle und die Hauptbestandteile von Neusilber, was Neusilber zu einem weichen und leicht zu bearbeitenden Material macht. Kupfer und Zink sind Werkstoffe mit feiner Körnung und hoher Flexibilität, sodass sie sich leicht schmieden, walzen und anderweitig bearbeiten lassen. Die Härte von Neusilber lässt sich auch durch das Verhältnis von Kupfer zu Zink einstellen.

Nickel hingegen ist ein härteres und festeres Metall als Kupfer oder Zink. Die Zugabe von Nickel zu Neusilber verbessert die Härte und Festigkeit des Weißes. Ein zu hoher Nickelzusatz kann das Neusilber jedoch zu hart machen und seine Verarbeitbarkeit beeinträchtigen.

Kupfer und Zink, die Hauptbestandteile von Neusilber, sind hochflexibel und lassen sich leicht durch Schmieden und Walzen verarbeiten, während der Zusatz von Nickel die Festigkeit erhöht, sodass sich das Material leichter verarbeiten lässt, ohne dass eine gewisse Festigkeit verloren geht.

2. Beständigkeit gegen Oxidation und Korrosion

Der Grund für die Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit von Neusilber liegt vor allem in der Oxidschicht auf seiner Oberfläche.

Neusilber ist eine Legierung aus Kupfer und Zink, der Nickel zugesetzt wird. Auf der Oberfläche von Neusilber bildet sich eine Oxidschicht. Diese Oxidschicht besteht aus Oxiden von Metallen wie Kupfer und Zink sowie aus Verbindungen von Nickel, die die Oberfläche bedecken.

Diese Oxidschicht schützt die Metalloberfläche vor korrosiven Substanzen wie Säuren und Basen. Da die Oxidschicht sehr dünn ist, ist sie oft durchsichtig und mit dem bloßen Auge nicht zu erkennen. Diese Schicht bedeckt jedoch die Metalloberfläche und schützt sie vor Säuren und Basen.

Neusilber ist außerdem korrosionsbeständig, da Kupfer und Zink sehr beständig gegen Säuren und Basen sind. Darüber hinaus wird die Korrosionsbeständigkeit durch den Zusatz von Nickel verbessert.

3. Hohe Temperaturbeständigkeit und hohe Wärmeleitfähigkeit

Neusilber hat eine hohe Hitzebeständigkeit und eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit. Dies ist auf die Kristallstruktur und die physikalischen Eigenschaften des Neusilbers zurückzuführen.

Erstens hat die Kristallstruktur von Neusilber eine kubisch-flächenzentrierte Gitterstruktur. Die flächenzentrierte kubische Gitterstruktur ist durch die abwechselnde Anordnung von Kupfer- und Nickelatomen gekennzeichnet, die eine dichte Struktur mit wenigen Hohlräumen bilden. Daher ist Neusilber dicht, zäh und hochtemperaturbeständig.

Darüber hinaus hat Neusilber eine extrem hohe Wärmeleitfähigkeit, was bedeutet, dass die Wärme effizient übertragen werden kann. Diese hohe Wärmeleitfähigkeit ist auf die Kristallstruktur des Neusilbers zurückzuführen. Die kubisch-flächenzentrierte Gitterstruktur ist dicht mit Atomen besetzt, sodass die Wärmeenergie effizient von Atom zu Atom übertragen wird.

4. Allergische Reaktionen

Neusilber ist eine Legierung, die hauptsächlich aus Kupfer und Zink unter Zusatz von Nickel besteht. Einige Menschen können jedoch allergische Reaktionen auf die Bestandteile von Neusilber entwickeln. Es sind vor allem allergische Reaktionen auf Nickel bekannt.

Es ist wichtig zu wissen, dass Nickel in geringen Mengen in Neusilber enthalten ist und dass ein längerer Kontakt mit Nickel zu Nickelallergien führen kann. Das Risiko einer Nickelallergie ist bei Geschirr und anderen Gegenständen, bei denen häufig Neusilber verwendet wird, besonders hoch, da sie häufig in direktem Kontakt mit der Haut stehen.

Weitere Informationen über Neusilber

Rostschutz für Neusilber

Da der Hauptbestandteil von Neusilber Kupfer ist, neigt die Oberfläche von Neusilber dazu, zu oxidieren und zu rosten, wenn es Feuchtigkeit und Nässe ausgesetzt ist.

Um das Rosten zu verhindern, ist es wichtig, das Neusilber-Produkt zu trocknen. Nach der Reinigung sollten sie gründlich trocken gewischt werden. Wichtig ist auch, dass sie nicht in feuchten Räumen gelagert werden und dass geeignete Lagerungsmethoden gewählt werden. Die Reinigung mit einem neutralen Reinigungsmittel anstelle von säurehaltigen oder scheuernden Reinigungsmitteln verhindert, dass die Silberbeschichtung der Oberfläche beschädigt wird.