brons

frá Wikipedia, ókeypis alfræðiorðabókinni
Fara í siglingar Fara í leit
Brot af bronsmynd af Marcus Aurelius , um 170 e.Kr., Louvre

Samheiti hugtakið brons táknar málmblöndur með að minnsta kosti 60% kopar , nema hægt sé að úthluta þeim eirinu vegna aðalblöndunar sinkblöndunnar .

Hvað varðar málmvinnslu er hugtakið aðeins notað í dag ásamt aðalblönduaukefni á undan; maður talar þá rétt um antímón og arsen brons , ál brons , blý brons eða mangan brons . Í sögulegu samhengi, svo sem bronsöld [1] og bronsskúlptúrum , er „brons“ (í Austurríki stundum talað án endingar -e) [2] notað eitt og sér og að mestu leyti fyrir tinbrons . Fosfórbronsið er einnig tinbrons, fosfórinnihald málmsins er lítið. [3]

siðfræði

Núverandi nafn á álfelgur var fyrst fengið að láni frá ítalska bronsinu á 17. öld, síðar einnig frá franska bronsinu . Forsagan er siðfræðilega óljós. [4] [5] Orðið var fyrst tekið upp frá Austurlöndum yfir á ítalska á 14. öld. Ekki er hægt að útiloka tengingu við persneska orðið birindsch ( pirinğ eða birinğ ) fyrir kopar, sem miðlettneskt bronzium og ítalskt bronzo gæti verið dregið af . [6] [7]

Steinefni undirstöður

Kopargrýtislagnirnar sem uppgötvaðust snemma í Mið -Evrópu eru meðal annars föl málmgrýti : Tetrahedrite (antímon föl málmgrýti) , tennantít (arsenik föl málmgrýti) , Freibergite , germanite , colusite , schwazite (kvikasilfur föl málmgrýti ) , hermesít , annivite ; eða Wolfsbergite (kopar antímon gljáa) - þar sem koparnum fylgir antímon , arsen , brennisteinn , blý og járn , þættir sem þurfa hreinan aðskilnað grundvallar málmvinnslu . Tin málmgrýti fundust í lagi og cassiterite (tin steinn) og stannite (tin pebbles).

Samsetning / eiginleikar

Tini brons

Jafnvægi fasa skýringarmynd fyrir kopar-tin kerfi á svæði tini brons

Á brons svæði kopar- tin kerfisins myndar bráðnin þrjá mismunandi blandaða kristalla með mismunandi samsetningum: α blandaður kristallinn samsvarar hreinum kopar sem myndar andlitsmiðjuð rúmmetra grind. Bræðslumark hreins kopars er 1083 ° C. Í um það bil 24% tini er β blandaður kristallinn til staðar, sem er með líkamsmiðaðri rúmmetra grind, í um 30% tini og þar fyrir ofan líkamsmiðaðri rúmmetra γ blönduðum kristalnum. Byggingarlegt undirkerfi myndast milli blönduðu kristalanna α og β og milli β og γ. Tæknilega viðeigandi peritectic α / β er 22% tin og 798 ° C. Við 586 ° C myndast rauðkyrningafræðileg upplausn β blönduðu kristallanna í α og γ blönduðu kristalla. Það fer eftir málmblöndusamsetningu, tvö millimálssambönd geta myndast úr γ blönduðu kristöllunum þegar þeir kólna: δ fasinn samsvarar Cu 31 Sn 8 og þar með u.þ.b. 32,5% tini. Það myndar gífurlega stóra, andlitsmiðjuða rúmmetra frumu með 416 atómum og er afar hörð. Orthorhombic ε-fasinn samsvarar Cu 3 Sn og er því um 38,4% tini. Á tæknilega viðeigandi svæði myndast δ fasinn við 520 ° C þegar γ blönduðu kristallarnir sundrast í eutectoid uppbyggingu α og δ blönduðum kristöllum með 27% tini. Frekari upplausn rof á δ blönduðu kristöllunum í α og ε blandaða kristalla við u.þ.b. 350 ° C á sér ekki lengur stað við raunverulegar tæknilegar aðstæður, þar sem dreifingin er of mikil. Til að koma á jafnvægi þyrfti kaldmyndun og glæðingu í nokkra mánuði.

Uppbyggingin sem raunverulega myndast ræðst fyrst og fremst af mikilli dreifingartregðu tins, sem kemur í veg fyrir að jafnvægi komist á við kristöllun úr bræðslunni. Þetta þýðir að tinbrons hefur aðeins uppbyggingu α blandaðra kristalla með tiniinnihald undir 5–6%; með hærra innihaldi samanstendur það af mjúkum α blönduðum kristöllum og hörðu α / δ eutectoid.

Með því að bæta við tini eykst styrkur málmblöndunnar og nær hámarki á milli 10 og 15% tini. Ávöxtunarstyrkurinn eykst næstum línulega og margfaldast miðað við hreint kopar og nær hámarki í kringum 20 prósent. Byrjað á háum kopargildum byrjar lengingin við brot að minnka hratt umfram 5% tini og nálgast núlllínuna næstum veldishraða, sem næst nánast á milli 20 og 25%. Harkan eykst jafnt og þétt, sem eykst með hærra tiniinnihaldi. Þéttleiki minnkar um 0,1 g / cm³ fyrir hverja 6% tin sem bætt er við. Með 8% tini er það 8,79 g / cm³.

Málmblöndur og aukefni í álfelgur

Uppbygging úr steyptu bronsi með 11% tini og blýi, sýnilegt dendritic α-blönduðu kristöllunum með aðgreiningu , fínkornuðum eutectoid og dökkum blýsöfnum

Tinbrons eru staðlað sem kopar-tin málmblöndur og vegna grundvallar mismunandi krafna og eiginleika er þeim skipt í smíðaðar málmblöndur (hámark 9% tin), sem henta til málmmyndunar og steyptar málmblöndur (9% til 13% tini ). [8] Að auki eru svokölluð bjalla brons með um 20%, en ekki meira en 22% tini.

  • Fosfór dregur úr koparoxíði og fljótir þannig bræðuna. Tinoxíð minnkar ekki en getur auðveldlega risið upp í gjallið í afoxuðu bræðslunni. Þegar fosfór er bætt við sem afoxunarefni, venjulega sem forblendið fosfór kopar með 10 eða 15% fosfórinnihaldi, verður skammturinn að vera þannig að amk 0,01% umfram fosfór er eftir í bræðslunni eftir afoxun. Forðast er að steypa þotuoxun og steypanleiki og eðlisfræðilegir eiginleikar í steypunni eru bættir. Fosfór hefur aðeins neikvæð áhrif á rafleiðni. Ef innihaldið er meira en 0,1%kemur Cu 3 P fyrir í uppbyggingunni. Þegar um er að ræða burðarefni getur þetta verið æskilegt; þegar um leiðandi kopar er að ræða þarf að skipta út fosfór sem afoxunarefni fyrir mangan kopar eða aðra fosfórlausa aðalblendi.
  • Nikkel, sem veldur myndun viðbótar ϑ blandaðs kristals á svæði 9% tin, eykur seigju og dregur úr áhrifum veggþykktar á styrk. Það er því aðeins notað fyrir steyptar málmblöndur með allt að 2,5%hlutdeild.
  • Blý myndar sinn eigin fasa og dreifist fínt í uppbygginguna. Það bætir vinnsluhæfni og renna eiginleika, en eykur heitt viðkvæmni. Það er því notað með 2% í steyptum málmblöndum til burðarefna, í unnum málmblöndum með 4% aðeins í sérstöku tilfellum samfelldrar, ræmur og vírsteypu, þar sem síðari heitmyndun er ekki lengur nauðsynleg og varan ætti að vera vinnsluhæf.
  • Undir vissum kringumstæðum getur sink komið í stað helmings magns af tini; það er notað af efnahagslegum ástæðum. Það hefur afoxandi áhrif, svo það er engin þörf á að bæta við fosfór. Þetta er meðal annars notað fyrir málmblöndur fyrir snertiefni.

Suðuvörur og málmblöndur sem byggðar eru á kopar-tini eru háðar eigin stöðlun þeirra.

Fleiri brons

Ef málmblöndur innihalda lítið eða ekkert tini eru þær oft kallaðar „sérstakar brons“. Nöfn þeirra eru fengin úr aukefni í álfelgur: álbrons, manganbrons, nikkelbrons osfrv. (Sjá yfirlitstöflu hér að neðan). Beryllium brons er sérstakt kopar efni fyrir neista-laus verkfæri sem inniheldur aðeins 2-3% beryllium og lítið magn af kóbalti .

Blýblý (einnig kopar-tin-blý-brons) er burðarblendi með 5–22% blý.

Gunmetal er ekki tinbrons, þannig að það er ekki "brons" í þrengri merkingu, þó að það sé stundum nefnt "vélbrons", "fallbyssu" og þess háttar. Það er koparblönduð málmblendi en eiginleikar hennar ráðast minna af því að bæta tini við en sink , blý og nikkel .

Taflayfirlit yfir bronsblöndurnar

Málmheiti Hlutar í kopar eignir nota
Steypt tinbrons allt að 22% tini , aðallega 10-12% tini, þéttleiki um 8,8024 kg / dm³ teygjanlegt, seigt, tæringarþolið Aðallega sem steypt er hægt að kaldvalsa allt að 6% tini í málmplötur og stimplunarefni (medalíur, mynt) og vír draga allt að 10% tini. Bell steypu ( bjalla brons : um 20–24% tini), fallbyssu er sögulegt, sömuleiðis hljóðfæri. Stytta brons fyrir liststeypu (lítil brons, minjar)
Ál brons 5-10% ál sjóþolið, slitþolið, teygjanlegt, örlítið segulmagnað, gulllitað Vorplata, jafnvægisgeisli, skipskrúfa , efnaiðnaður
Blýbrons allt að 26% forystu tæringarþolinn, góðir renna eiginleikar Með málmi, samsettu og steyptu efni, forn myntbrons innihélt oft blý, þar sem ekki var allt silfrið fjarlægt
Mangan brons 12% mangan tæringarþolinn, hitaþolinn rafmótstöðu
(Í Bandaríkjunum, þrátt fyrir 20-40% sink innihald í sumum málmblöndum, kallað mangan brons , til dæmis í sumum efnum sem Ampco framleiðir)
Kísill brons 1-2% kísill vélrænt og efnafræðilega mjög streituvaldandi, mikil leiðni Loftlínur, rennibúnaður, efnaiðnaður
Beryllium kopar (beryllium brons) 2% beryllíum hörð, teygjanleg, eitruð Gormar, klukkur, áhaldalaus verkfæri
Fosfór brons 7% tini , 0,5% fosfór hár þéttleiki og styrkur erfiðar vélarhlutar, öxulaga, gítarstrengir
Leiðandi brons Magnesíum , kadmíum , sink (samtals 3%) rafmagns eiginleikar svipaðir kopar, en með meiri togstyrk Loftlínur , raforkukerfi
Gunmetal Tin , sink , blý (samtals 10-20%) tæringarþolinn, góðir rennieiginleikar og steypanleiki Sléttar legur, festingar, ormagír, list
Corinthian malm (Corinthium aes) 1-3% gull , 1-3% silfur ,
stundum nokkur prósent arsen , tin eða járn
Hægt að lita svart með patination sögulegt efni fyrir styttur og munaðarvörur (fornöld)
Pottur Franska nafnið á málmblöndur byggðar á kopar . Potin gris má lýsa sem bronsblendi . Potin jaune er steypt kopar úr gömlu kopar.
Hugtak einnig fyrir keltnesk myntbrons
Fulltrúi þýsku koparstofnunarinnar fyrir bronssteypu og málmblöndur

Stytta brons

Meyers frá 1905 nefndu 89% kopar, 8,2% tini og 1,5% blý fyrir málmblönduna í veðurþolnu bronsi. [9]

Samsetning nútíma bronsstytta var nefnd árið 1905: [9]

stytta kopar sink tin leiða
Friedrich Wilhelm IV., Köln 89,55 7.46 2,99 -
Lion bardagamenn, Berlín 88,88 9,72 1,40 -
Amazone, Berlín 90,00 6.00 4,00 1,00
Blücher, Berlín 90.10 5.30 4,60 -
Friedrich II., Berlín 88.30 9.50 1,40 0,07
Mikill kjósandi, Berlín 89.09 1,64 5.82 2.26
87,91 1.38 7.45 2,65

Að sögn Meyers höfðu þeir fallega græna patina árið 1905: [9]

stytta kopar sink tin leiða járn nikkel
Hirðir við tjörnina, Potsdam 89.20 0 1.12 8,86 0,51 0,18 -
Brons frá 16. öld 89,40 - 8.17 1.05 0,34 0,19
Diana, München 77.30 19.12 0,91 2.29 0,12 0,43
Mars og Venus, München 1575 94.12 0 0,30 4,77 0,67 - 0,48

saga

Stúlka (dansari) frá Mohenjodaro

Tinbrons er frá miðju 4. árþúsund f.Kr. Höfðu bæði milli miðju Dóná og Kaspíahafs, z. B. frá 3. árþúsundi f.Kr. F.Kr. á Balkanskaga, sem og fyrir Kura-Arax menningu (Transcaucasia).

Hugtakið, sem þegar er þekkt á grísku, tengist einnig Brundisium , latneska heiti suður -ítalska Brindisi í dag , sem til forna , tilheyrði Nýja Grikklandi, var einskonar miðstöð bronsvinnslu og bronsviðskipti.

Talið er að bronsframleiðsla hafi verið á milli 2500 og 2000 f.Kr. Byrjaði í Miðausturlöndum ; lítil mynd af stúlku (dansara) fannst í Mohenjo-Daro . Í Kína er notkunin einnig á 3. árþúsundi f.Kr. F.Kr., skráð í síðasta lagi á Xia tímabilinu .

Brons er talið vera eitt af fyrstu málmblöndunum sem menn hafa búið til og notað. Það er erfiðara en hreinn kopar. Hreint kopar bráðnar við 1084,62 ° C; Brons með 20 prósenta massa í massa þegar við 900 ° C (skýringarmynd hér ). Samsetning elstu bronsanna var oft háð málmgrýti sem notað var; Málmblöndur með arseni voru búnar til, en neikvæð áhrif þeirra á vélrænni eiginleika eru þekkt í dag. [10] Einnig innihalda brons sem innihalda blý og - vegna unninna málmgrýti - þeir sem hafa antímón voru búnir til og unnir.

The Bronze Age , sem arftaki Copper Aldur , sem aftur kom í stað New Stone Age , fært brons vopn , tæki og skart (brons Nælur) til Aunjetitz menningu og Alpine bronsöld. Það var smám saman skipt út fyrir snemma járnöld ( Urnfield menning , Lúsatísk menning ) og að lokum, með Hallstatt menningunni, var fornöld kynnt. Brons og járn voru enn notuð hlið við hlið, allt eftir verkefninu. Með tilraunum og mistökum fannst smíðajárn með lítið kolefni. Þess vegna missti brons sífellt mikilvægi sitt fyrir framleiðslu handvopna. Hjá Grikkjum og Rómverjum upplifði vopnatækni gæði sem aldrei hefur sést áður og þróast í byggingariðnaði. Bronsminjar vitna einnig um mikla upplifun í fornöld. Snemma miðalda veitti nýjum hvata; Bjölluhöfundar og stykkjavörur studdu kirkjulega og veraldlega stjórn í nokkrar aldir þar til járnbræðsla og járnsteypa kom í stað brons.

nota

Hefðbundin notkun á bronsum

Bronsbjalla frá barokktímanum (steypuár: 1694)
  • Bjöllur og sambærileg hljóðfæri frá trúarbrögðum sem ekki eru kristin, styttur úr stærð í stórri stærð og allt frá því að krúttin var fundin upp - byssur. Í seinni heimsstyrjöldinni var fjöldi bjalla felldur til að nota kopar og tin til herklæða. „ Bjöllukirkjugarður “ í Hamborg þjónaði sem tímabundin geymsla fyrir bræðsluofninn. Í lok stríðsins voru enn margar bjöllur þar sem hægt var að skila til samfélaga þeirra.
  • Listaverk ( leiklist ). Sögulegar bronshurðir eru þekktar, svo sem Bernward hurðin í Hildesheim dómkirkjunni
  • Lítil brons, minnismerki og steypt eða upphleypt verðlaun (bronsverðlaun í íþróttakeppni).
  • öflugur hljóðfæri ss tromma skálabumbur og hi- húfur
  • Mynda stúta fyrir pastaframleiðslu
  • forn til nútíma mynt, til dæmis As .

Brons og bronsblendi sem hluti af nútíma tækni

Kopar-tin málmblöndur fyrir mismunandi aðferðir eru einnig aðlagaðar að kröfum með jafn mismunandi málmblöndur. Viðbót nikkel eykur hörku steypu málmblöndur og styrkleika unnar málmblöndur.Bly er ómissandi þáttur í öllum legueiningum: aðskilin í uppbyggingu sem málmblý, það styður við neyðareiginleika sem eru mikilvægir fyrir legur . [11]

Víðtækt notkunarsvið fyrir kopar-tin málmblöndur er vélaverkfræði og verkfæragerð, en einnig fyrir vor- og snertiforrit í rafmagnsverkfræði og rafeindatækni, t.d. B. í hringlaga innstungum með gullhúðuðu vorbronsi. Efna- og matvælaiðnaður nýtir tæringu og slitþol.

Klassískt tinbrons hentar ekki til framleiðslu á skrúfum fyrir siglingaskip; þess í stað eru notuð margþætt álbrons sem eru ónæm fyrir kavitun og tæringu í snertingu við sjó.

Alveg eins og fín og ofurfín korn eru framleidd úr öðrum málmum og málmblöndum - almennt kallað „málmduft“ (koparduft, álduft) - einnig úr bronsi. Pyrophoric eiginleikar gera öll málmduft hluti af flugeldum, en það sem er mikilvægara er að þeir gera tækni við duflueldunarúðun kleift að framleiða þrívíða hluti. Með viðbótar heitri jafnstöðuspressun ( sintering ) næst eiginleikum málmlíkans og þannig sparast tími og kostnaður við framleiðslu frumgerða og smára sería.

Eftirlíkingarbrons

Með því að blanda bronsdufti við fljótandi tilbúið plastefni, eins og með köldu steyptu bronsi, eru framleiddar ódýrar eftirlíkingar úr bronsi.

gallerí

bókmenntir

  • Lexicon of metal technology. Handbók fyrir alla kaupmenn og listamenn á málmvinnslusviði. Ritstýrt af J. Bersch. A. Hartlebens Verlag, Vín / meindýr / Leipzig, ekkert ár.
  • Brons - ómissandi efni nútímans. German Copper Institute (DKI), Düsseldorf 2003.
  • Tobias L. Kienlin : Early Metal in Northern Alpine Region: Rannsókn á tæknilegum og vitsmunalegum þáttum snemma málmvinnslu sem byggist á uppbyggingu ása á bronsöld . Í: Fornleifaupplýsingar . borði   27 , 2004, bls.   187-194, Doi : 10,11588 / ai.2004.1.16825 ( journals.ub.uni-heidelberg.de [PDF; 5,9   MB ; aðgangur 24. mars 2020]).
  • Upplýsingar prentar i15 og i25 frá þýsku koparstofnuninni (DKI), Düsseldorf 2004.
  • Steypt úr koparblöndu. Frá Ameríku eftir Ernst Brunhuber, Schiele & Schön, Berlín 1986, ISBN 3-7949-0444-3 .

Vefsíðutenglar

Commons : Brons - Safn mynda, myndbanda og hljóðskrár
Wiktionary: Bronze - skýringar á merkingum, uppruna orða, samheiti, þýðingar

Þýska koparstofnunin (DKI) :

Einstök sönnunargögn

  1. Ernst Pernicka: Útbreiðsla tinbrons á 3. árþúsundi . Í: Bernhard Hänsel (ritstj.): Maðurinn og umhverfið á bronsöld Evrópu . Oetker Voges Verlag, Kiel 1998, ISBN 978-3-98043-222-1 , bls. 135-147 ( [1] á archiv.ub.uni-heidelberg.de)
  2. Stafsetning og framburður orðsins brons. Í: duden.de. Duden , opnaður 24. mars 2020 .
  3. Gagnablað fosfórbrons. Sótt 24. desember 2020 .
  4. Etymology . Í: The Great Duden . borði   7. Bibliografische Institut AG, Mannheim 1963.
  5. Martin Löpelmann: Etymological orðabók á basknesku tungumálinu . borði   1. Walter de Gruyter, Berlín 1968, bls.   231 ( takmörkuð forskoðun í Google bókaleit).
  6. ^ Friedrich Kluge , Alfred Götze : Siðfræðileg orðabók þýskrar tungu . Ritstj .: Walther Mitzka . 20. útgáfa. De Gruyter, Berlín, New York 1967, ISBN 3-11-005709-3 , bls.   102 (endurútgáfa („21. óbreytt útgáfa“) ibid 1975).
  7. ^ Karl Lokotsch : Etymological orðabók á evrópskum (germönskum, rómönskum og slavískum) orðum af austurlenskum uppruna (= indóevrópskt bókasafn. Deild 1: safn af indóevrópskum texta og handbókum. Sería 2 : orðabækur . Bindi   3 ). Vetur, 1927, ZDB -ID 843768-3 , bls.   132   f .
  8. DIN CEN / TS 13388; DIN SPEC 9700: 2015-08 - Kopar og koparblendi - Yfirlit yfir samsetningar og vörur. Í: din.de. DIN, opnað 24. mars 2020 .
  9. a b c brons. á Zeno.org, bls. 454 sbr.
  10. Tobias L. Kienlin, E. Bischoff, H. Opielka: Kopar og brons á eolithic og snemma bronsöld: málmfræðileg athugun á ásum frá Northalpine svæðinu . Í: Fornleifafræði . borði   48 , nei.   3 , 2006, bls.   453–468 , doi : 10.1111 / j.1475-4754.2006.00266.x (enska, greiningar á fyrstu bronsum).
  11. Kopar-tin og kopar-tin-sink steypt málmblöndur (tini brons). (PDF 1930 kB) Í: kupferinstitut.de. Þýska koparstofnunin, desember 2004, opnað 24. mars 2020 .