Refraktärmetalle

Refraktärmetalle (lat.: refractarius = widerspenstig, halsstarrig) sind die hochschmelzenden, unedlen Metalle

der 4. Nebengruppe (Titan, Zirconium und Hafnium)
der 5. Nebengruppe (Vanadium, Niob und Tantal)
der 6. Nebengruppe (Chrom, Molybdän und Wolfram).[1][2]

Refraktärmetalle sind bei Raumtemperatur aufgrund von Passivierung relativ korrosionsbeständig (so ist Wolfram weder in Fluorwasserstoffsäure / Flusssäure noch in Königswasser lösbar, sondern nur in Gemischen aus Fluorwasserstoff- und Salpetersäure).[1] Die Gewinnung der Refraktärmetalle wird jedoch dadurch erschwert, dass sie bei hohen Temperaturen leicht mit vielen Nichtmetallen reagieren.

Vorteilhaft für viele technische Anwendungen der Refraktärmetalle sind ihr hoher Schmelzpunkt, ihr niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient sowie ihre Leitfähigkeiten für Wärme und elektrischen Strom, die höher liegen als bei Stahl.

Bedingt durch die kubisch-raumzentrierte Gitterstruktur zeigen Refraktärmetalle bei niedrigen Temperaturen einen Übergang von duktilem zu sprödem Materialverhalten.[3][4] Neuere Untersuchungen haben ergeben, dass das spröde Verhalten bei Temperaturen unterhalb der Debye-Temperatur vor allem durch Verunreinigungen bedingt ist. Dagegen weisen höchstreine Kristalle von Tantal, Niob und Hafnium selbst bei tiefsten Temperaturen eine gute Verformbarkeit auf.

Literatur

Michael Binnewies, Maik Finze, Manfred Jäckel, Peer Schmidt, Helge Willner, Geoff Rayner-Canham: Allgemeine und Anorganische Chemie. 3. Auflage. Springer-Verlag, Berlin 2016, ISBN 978-3-662-45067-3, S. 775 f., doi:10.1007/978-3-662-45067-3.

Quellen

whs-sondermetalle: Refraktärmetalle
Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft (Hrsg.): Bundes-Abfallwirtschaftsplan 2011. Band 2. Wien 2011, S. 343 (PDF).
Dierk Raabe: Schmelzmetallurgische Herstellung und Kaltumformung eines Kupfer-Niob-Silber in situ Verbundwerkstoffes. Hrsg.: Max-Planck-Institut für Eisenforschung. (PDF).

Einzelnachweise

Kirsten Bobzin: Oberflachentechnik fur den Maschinenbau. John Wiley & Sons, 2013, ISBN 978-3-527-68149-5 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
Michael Haschke, Jörg Flock: Röntgenfluoreszenzanalyse in der Laborpraxis. John Wiley & Sons, 2017, ISBN 978-3-527-80880-9, S. 190 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid, Ewald Werner: Werkstofftechnik. Pearson Deutschland GmbH, 2011, ISBN 978-3-86894-006-0, S. 214 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
E. M. Savitskii: Physical Metallurgy of Refractory Metals and Alloys. Springer Science & Business Media, 2012, ISBN 978-1-4684-1572-8 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

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[Kirsten_Bobzin-1] Kirsten Bobzin: Oberflachentechnik fur den Maschinenbau. John Wiley & Sons, 2013, ISBN 978-3-527-68149-5 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[Michael_Haschke,_Jörg_Flock-2] Michael Haschke, Jörg Flock: Röntgenfluoreszenzanalyse in der Laborpraxis. John Wiley & Sons, 2017, ISBN 978-3-527-80880-9, S. 190 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[Serope_Kalpakjian,_Steven_R._Schmid,_Ewald_Werner-3] Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid, Ewald Werner: Werkstofftechnik. Pearson Deutschland GmbH, 2011, ISBN 978-3-86894-006-0, S. 214 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[E._M._Savitskii-4] E. M. Savitskii: Physical Metallurgy of Refractory Metals and Alloys. Springer Science & Business Media, 2012, ISBN 978-1-4684-1572-8 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).