Titel: Dick, Beiträge zur Metallurgie des Kupfers.
Autor: Dick, A.
Fundstelle: 1856, Band 141, Nr. LIV. (S. 207–225)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj141/ar141054

LIV. Beiträge zur Metallurgie des Kupfers; von Hrn. A. Dick.

Aus dem Philosophical Magazine, Juni 1856, S. 409.

Die folgenden Untersuchungen wurden im metallurgischen Laboratorium des Museums der praktischen Geologie zu London, auf Veranlassung von Dr. Percy angestellt; sie bezweckten hauptsächlich, die Ursachen der charakteristischen Eigenschaften des gewöhnlichen „zähen Gaarkupfers“ (tough pitch copper) und des „überpolten oder zu stark geschäumten Kupfers“ (overpoled copper) zu ermitteln.

Ehe wir in die Details der Versuche eingehen, wird es zweckmäßig seyn, denjenigen Theil des Waleser Flammofen-Schmelzprocesses kurz zu |208| beschreiben, welchen man das Raffiniren 30) nennt, wobei das Kupfer in dem genannten Zustande dargestellt wird.31) Ein unreines, das sogenannte Blasenkupfer, das Product des Rohkupferschmelzens, wird in der oxydirenden Atmosphäre eines Flammofens lange Zeit geschmolzen erhalten. Die Producte sind Kupfer, welches Oxydul aufgelöst enthält und eine an Kupferoxydul reiche Schlacke. Der Zweck dieses Processes ist, so vollständig als möglich durch Oxydation die letzten Spuren verschiedener Metalle und den Schwefel zu entfernen, welche nach der vorhergehenden Behandlung in dem Kupfer zurückgeblieben sind. Das auf diese Weise mit Oxydul gesättigte Kupfer wird trockenes oder übergaares Kupfer (dry copper) genannt. Die Schlacke wird dann abgehoben und Anthracit auf die Oberfläche des geschmolzenen Kupfers geworfen. Durch diese Mittel wird das Oxydul reducirt, und die Wirkung wird dadurch vervollständigt, daß man das eine Ende eines Pols, d.h. einer Stange von grünem oder lufttrockenem Holz, unter die Oberfläche des geschmolzenen Metalles steckt und dasselbe umrührt. Die durch die Zersetzung des Holzes erzeugten Gase veranlassen eine Art von Aufkochen, wodurch jeder Theil des Metalles schneller und vollkommener mit dem Anthracit in Berührung gebracht wird, als dieß sonst der Fall wäre. Wenn das Kupfer seine größte Zähigkeit und Geschmeidigkeit erreicht hat, so wird es in Formen ausgeschöpft und kommt als „zähes Gaarkupfer“ (tough pitch copper) in den Handel. Wenn das Polen oder Schäumen über einen gewissen Punkt fortgesetzt wird, so verliert das Metall viel von seiner Zähigkeit und Geschmeidigkeit und ist unter der Benennung „überpoltes Kupfer“ (overpoled copper) bekannt.

Uebergaares Kupfer (dry copper). – Bestimmung des Oxydulgehalts. – Das zu diesen Versuchen angewendete Kupfer wurde im Jahre 1848 auf der Hafodhütte bei Swansea, in Gegenwart des Dr. Percy dargestellt.

a) Durch Erhitzen eines bekannten Gewichts übergaaren Kupfers in Wasserstoffgas und Wägen des entstandenen |209| Wassers. – Ein Stückchen von dem Block abgeschnittenes Kupfer wurde so dünn als möglich ausgewalzt und dann in kleine Stückchen zerschnitten; 132,34 Gran wurden in eine Röhre von böhmischem Glas gebracht, die mit einer abgewogenen Röhre, welche Chlorcalcium enthielt, verbunden wurde. Ein Strom von trockenem Wasserstoffgas wurde dann durch beide Röhren geleitet, und nachdem alle Luft aus denselben vertrieben war, wurde die das Kupfer enthaltende Röhre erhitzt. Nachdem die Temperatur die Rothglühhitze erreicht hatte, besaß das entweichende Gas deutlich den Geruch von Schwefelwasserstoff und es wurde auch mit Bleiessig getränktes Papier durch das entweichende Gas sogleich geschwärzt. Diese Entstehung von Schwefelwasserstoff beweist, daß das mit Oxydul gesättigte Kupfer noch eine Spur von Schwefel in irgend einer Form enthält. Im Verlauf des Versuches bildete sich ein geringes metallisches Sublimat in dem kältern Theil der Röhre – dieser Theil war immer noch zu warm, als daß sich Arsenik hätte verdichten können – und man fand, daß dasselbe Blei enthält. Seine Menge war jedoch zu gering, als daß man sehr genaue Versuche damit hätte anstellen können. Nachdem man den Versuch noch einige Zeit fortgesetzt hatte, wurde die Chlorcalcium enthaltende Röhre abgenommen und nach ihrem Erkalten gewogen. Das Gewicht des Wassers war 1,93 Gr., entsprechend 10,21 Proc. Oxydul im übergaaren Kupfer. – Bei einem andern Versuch mit 136,41 Gran desselben übergaaren Kupfers erhielt man 1,82 Gr. Wasser, entsprechend 9,34 Proc. Oxydul. Zu Anfang des Versuchs wurde wieder Schwefelwasserstoff wahrgenommen. Das angewendete Wasserstoffgas war ganz frei von geschwefeltem Wasserstoff und auch von Wasser. Die abweichenden Resultate beweisen, daß das Verfahren nicht hinlängliche Genauigkeit gewährt.

b) Durch Schmelzen eines bekannten Gewichts übergaaren Kupfers in Wasserstoffgas und Bestimmung des Sauerstoffs mittelst des Verlusts. – Man verwendete zu diesem Versuche einen kleinen Stourbridge-Tiegel mit durchlöchertem Deckel; er wurde mittelst einer kleinen Porzellanröhre, die durch das Loch im Deckel ging, mit Wasserstoffgas gefüllt erhalten, während er mit Holzkohlen in einem zweckmäßigen Ofen zum Glühen gebracht war. Man erlangte nur ungenügende Resultate, denn als das übergaare Kupfer auf diese Weise geschmolzen wurde, spratzte es stark und die umhergeworfenen Kügelchen konnten von dem Innern des Deckels und des Tiegels nicht alle gesammelt werden. Dieses Spratzen erfolgte aber auch dann, als der Tiegel nur sehr langsam und nach und nach erhitzt wurde und es rührte wahrscheinlich |210| von dem Entweichen des durch die Reduction des Oxyduls entstandenen Wassers her.

c) Durch den Verlust auf nassem Wege. – Ein gewogener Theil des übergaaren Kupfers wurde in Salpetersäure aufgelöst, die Lösung mit Aetzkali gefällt und dann gekocht. Der Niederschlag wurde auf einem Filter gesammelt, gewaschen, geglüht und gewogen. Darauf wurde er mit Salpetersäure versetzt, abgedampft und geglüht, bis sein Gewicht constant war. Aus dem erhaltenen Oxyd wurde das Metall berechnet, und die Differenz zwischen dem Gewicht desselben und demjenigen des übergaaren Kupfers als Sauerstoff angenommen. Dieses Verfahren liefert nicht absolut richtige Resultate, weil das übergaare Kupfer nicht ein Gemisch von absolut reinem Kupfer und Oxydul ist, sondern auch geringe Mengen von Blei, Antimon und andern Metallen beigemischt enthält, welche wegen der Verschiedenheit ihrer Atomgewichte Einfluß auf die Resultate haben; der Fehler ist jedoch nur ein geringer. Bei einem Versuch gaben 10,73 Gr. übergaares Kupfer 13,18 Gr. Oxyd; bei einem andern 9,17 Gr. Metall 11,26 Gr. Oxyd. Nach dem ersten Versuch enthielt also das übergaare Kupfer 98,09 Proc. reines Kupfer; nach dem zweiten Versuch belief sich der Gehalt auf 98,01 Procent. Die als Sauerstoff angenommene Differenz entspricht beim ersten Versuch 17,04 und beim zweiten 17,74 Proc. Kupferoxydul.

Zähes gaares Kupfer (tough pitch copper). – In diesem Zustande besitzt das Metall, wie in gewissen Zuständen chemisch reines Kupfer, den höchsten Grad der Geschmeidigkeit und Dehnbarkeit bei allen Temperaturen. Bekanntlich kann zähes gaares Kupfer nur unter besonderen Bedingungen umgeschmolzen werden, ohne seine Geschmeidigkeit oder Streckbarkeit theilweise zu verlieren. Karsten (Metallurgie, Bd. V S. 253 f. f.) zeigte, daß es Kupferoxydul enthalte und daß dieses wesentlich ist, um dem nachtheiligen Einfluß fremder Metalle auf seine Streckbarkeit entgegenzuwirken. Es ist daher einleuchtend, daß zähes gaares Kupfer nicht umgeschmolzen werden kann, ohne einen Theil seiner Geschmeidigkeit zu verlieren; denn wenn die Atmosphäre eine reducirende ist, so wird das Oxydul reducirt und das Metall erlangt die Sprödigkeit des überpolten Kupfers; ist die Atmosphäre hingegen eine oxydirende, so bildet sich zuviel Oxydul und das Metall wird so spröde wie übergaares Kupfer. Die nachstehenden Versuche beziehen sich auf diesen Gegenstand. Das dabei benutzte zähe Gaarkupfer rührte entweder von Blöcken oder Güssen der Hafod-Hütte, oder von im Handel befindlichem Draht und Blech her.

Zähes Gaarkupfer von Blöcken war, nachdem man es in Wasserstoffgas geschmolzen hatte, so spröde, daß es sogleich zersprang, als es bei |211| gewöhnlicher Temperatur gehämmert wurde, und seine Sprödigkeit war in der Hitze noch bedeutender. Verschiedene Muster von Blech und Draht zeigten sich bei gleicher Behandlung stets mehr oder weniger spröde, besonders wenn man sie in der Wärme hämmerte. Mehrere, unter einer Holzkohlendecke geschmolzene Stücke zeigten eine ähnliche Veränderung; und daß dieselbe nicht von Kohlenstoff herrührte, welchen das Metall aufgenommen hatte und der nachtheilig auf die Geschmeidigkeit desselben einwirkte, wird später vollkommen bewiesen werden. Ich muß jedoch hier bemerken, daß galvanoplastisches Kupfer, welches fast chemisch rein war, nach dem Schmelzen unter Holzkohlen vollkommen geschmeidig blieb.32) Die bei diesen und den nachstehenden Versuchen verwendete Holzkohle war vorher mit Salzsäure digerirt und dann sorgfältig mit Wasser gewaschen worden, damit nicht eine Wirkung vorhandener Asche auf das Metall bei Gegenwart von Kohlenstoff stattfinden konnte.

Nachweisung der Gegenwart von Kupferoxydul in zähem Gaarkupfer.

a) Durch Erhitzen eines bekannten Gewichts in Wasserstoffgas und Wägen des erzeugten Wassers. – Das Metall wurde in Wasserstoffgas bis zum Rothglühen erhitzt, wobei sich Wasser bildete. Darauf wurden Versuche angestellt, um das Verhältniß des Oxyduls auf dieselbe Weise zu bestimmen, wie unter a) bei dem übergaaren Kupfer, und die erhaltenen Resultate waren eben so abweichend und ungenügend. Beim Beginn eines jeden Versuchs zeigte sich eine Spur von Schwefelwasserstoff, wie bei der Behandlung des übergaaren Kupfers; ferner überzeugte ich mich durch Auflösen des zähen Gaarkupfers in Salpetersäure und Prüfung der Lösung auf Schwefelsäure, daß dasselbe eine Spur von Schwefel enthält. Auch bildete sich ein geringes metallisches Sublimat, welches bleihaltig war, eben so wie bei den Versuchen mit übergaarem Kupfer. Der höchste nach diesem Verfahren gefundene Oxydulgehalt war 2,95 Procent.

Wenn man Kupferdraht oder Kupferblech auf angegebene Weise behandelt, so erleiden sie eine bemerkenswerthe Veränderung. Nachdem sie in Wasserstoffgas geglüht worden waren, zerbrachen sie sogleich beim Biegen und verloren ihre glänzende Oberfläche. Die Biegsamkeit des Drahtes oder Bleches konnte durch Ausglühen bis zur Rothgluht in Wasserdampf (welcher angewendet wurde, weil er weder oxydirend noch reducirend wirkt) |212| nicht wieder hergestellt werden. Die Biegsamkeit ging ebenso verloren, wenn statt des Wasserstoffgases Kohlenoxyd- oder Steinkohlengas angewendet wurde. Dieser Verlust der Biegsamkeit rührt offenbar von der Porosität her, welche durch die Reduction des im Kupfer enthaltenen Oxyduls veranlaßt wurde, und er muß von der Sprödigkeit unterschieden werden, welche durch das Schmelzen des Drahtes oder Blechs in einem dieser Gase entstand. Denn wenn das Metall zuerst in einem dieser Gase geschmolzen und dann ausgewalzt wird (was geschehen kann, obgleich das Metall kleine Kantenrisse erhält), so findet man, daß das auf diese Art erhaltene Blech durch Erhitzen in den Gasen nicht im geringsten verändert wird. Ueberdieß wird galvanoplastisches Kupfer, welches kein Oxydul enthält, durch Erhitzen in einem dieser Gase nicht verändert.

b) Durch Schmelzen eines bekannten Gewichts Kupferdraht in Wasserstoffgas und Bestimmung des Sauerstoffes durch den Verlust. – Es fand dasselbe Sprechen, Streuen oder Spritzen statt, wie beim übergaaren Kupfer, jedoch in geringerem Grade, dennoch aber hinreichend, um das Verfahren unzuverlässig zu machen.

c) Durch Schmelzen eines bekannten Gewichts Kupferdraht unter Holzkohle und Bestimmung des Sauerstoffes als Verlust. – Selbst wenn die Hitze nur nach und nach einwirkte, fand zuweilen dasselbe Spritzen statt, weßhalb auch die im Tiegel verbliebenen Holzkohlen nach Beendigung des Versuches stets durch Decantiren ausgewaschen wurden, um die Kügelchen, welche sie enthielten, zu gewinnen; waren diese wägbar, so wurden sie dem Gewicht des Königs beigefügt. Der Verlust, welchen das Kupfer durch diese Behandlung erlitt, wurde als Sauerstoff angenommen. Daß das Metall nicht soviel Kohlenstoff aufnimmt, daß derselbe einen wesentlichen Einfluß auf die Resultate hätte, wird weiterhin nachgewiesen werden. Zu der nachstehenden Bestimmung des Oxydulgehalts wurden zwei verschiedene Drahtstücke angewendet, welche wir mit A und B bezeichnen wollen. A war ein dickerer Draht als B.

A. 218,24 Gr., Verlust beim Schmelzen unter Holzkohle 0,76 Gr., welche 3,10 Proc. Oxydul entsprechen.

B. 176,48 Gr., Verlust durch Schmelzen unter Holzkohle 0,635 Gr., welche 3,21 Proc. Oxydul entsprechen. Bei einem andern Versuch mit 200,68 Gr. belief sich der Verlust auf 0,765 Gr., entsprechend 3,37 Proc. Oxydul.

Nach Karsten beträgt der Oxydulgehalt des zähen Gaarkupfers unter 2 Proc.; meine Versuche zeigen aber, daß das Oxydul jetzt in dem englischen Gaar- oder raffinirten Kupfer in größerer Menge vorkommt.

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Obgleich im Vorhergehenden angenommen wurde, daß der Sauerstoff als Oxydul vorhanden ist, so dürfte doch nicht sämmtlicher Sauerstoff in diesem Zustande im Kupfer enthalten seyn; denn das im Handel vorkommende Kupfer enthält geringe Quantitäten verschiedener Metalle, gewöhnlich Blei oder Antimon, oder beide, welche darin als Oxyd und nicht als Metall vorkommen können. In dem oben mit A bezeichneten Kupferdraht wurden 0,17 Proc. Blei gefunden, indem man ein bekanntes Gewicht desselben in Salpetersäure auflöste, die Lösung mit Schwefelsäure bis zur Trockne abdampfte und die Salzmasse in Wasser auflöste. Das zurückgebliebene schwefelsaure Blei wurde dann auf einem Filter gesammelt, mit Wasser gewaschen und unter den gewöhnlichen Vorsichtsmaßregeln geglüht. Dieser Draht enthielt kein Antimon. Sein specifisches Gewicht war 8,853. In dem mit B bezeichneten Stück fand man auf dieselbe Weise 0,29 Proc. Blei, und 0,31 Proc. Antimon; das Antimon wurde von dem Kupfer dadurch abgeschieden, daß man die gemengten Schwefelmetalle mit Schwefelammonium digerirte, welches einen Ueberschuß von Schwefel enthielt. Das specifische Gewicht dieses Stückes war 8,733. In einem Stück Kupferblech wurden 0,27 Proc. Blei, aber kein Antimon gefunden. Alle diese Stücke bekamen Kantenrisse, wenn sie nach dem Schmelzen unter Holzkohlen, bei der Dunkelrothgluht gehämmert wurden. Kalt können sie hingegen gehämmert werden, ohne im geringsten Risse zu bekommen. Die den Versuchen unterzogenen Stücke wogen ungefähr 150 bis 200 Gran; größere Stücke dürften sich vielleicht schwieriger ohne Risse hämmern lassen. Aehnliche Stücke wie die erwähnten, welche von Güssen der Hafodhütte abgehauen worden waren, bekamen sogar Risse, als sie, nach dem Schmelzen in Wasserstoffgas oder unter Holzkohlen, kalt gehämmert wurden. Der Bleigehalt dieses Kupfers wurde nicht bestimmt. Es wurdet! auch keine vollständigen Analysen von dem als Draht oder Blech vorkommenden Kupfer gemacht; und die dem Verfasser bekannten, von andern Chemikern herrührenden, erwähnen des Sauerstoffs als Bestandtheil nicht. Dagegen werden in einigen dieser Analysen, sonderbarer Weise, Metalle wie Kalium, Calcium und Magnesium als in dem Kupfer vorkommend aufgeführt! In russischen Kupfermünzen fand man einen Sauerstoffgehalt, allein bei dieser Kupfersorte scheint er der Geschmeidigkeit weniger nachtheilig zu seyn, als beim englischen Kupfer; denn wenn das Oxyd im russischen Kupfer durch Schmelzen unter Holzkohle reducirt wird, so kann das Metall selbst in der Rothglühhitze gehämmert werden, ohne viel Risse zu bekommen. Dieß weist auf eine größere Reinheit hin, obgleich dieselbe noch nicht so bedeutend ist, als beim galvanoplastischen Kupfer.

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Einige Versuche wurden in der Absicht gemacht, ein Verfahren aufzufinden, um zähes Gaarkupfer, ohne Vermehrung oder Verminderung seines Oxydulgehaltes, zu schmelzen; denn wenn man ein solches Verfahren besäße, so wäre ein Umschmelzen dieses Kupfers ohne nachtheilige Folgen für seine Geschmeidigkeit möglich. Die beiden angewendeten Substanzen waren gewöhnliches Kochsalz (nicht reines Chlornatrium) und Chlorcalcium. Das Verfahren bestand darin, das Salz zu schmelzen und das Metall hineinzutröpfeln. Man fand, daß galvanoplastisches Kupfer, auf diese Weise geschmolzen, nachher sowohl dunkelrothglühend als kalt gehämmert werden konnte, ohne an den Kanten die geringsten Risse zu bekommen; daß hingegen gewöhnlicher Kupferdraht, nachdem er so geschmolzen war, in der dunkeln Rothglühhitze gehämmert, Risse bekam. Bei Anwendung bekannter Gewichte von Kupferdraht ergab sich ein bedeutender Gewichtsverlust. So verlor bei dem einen Versuch der Draht B durch das Schmelzen unter Kochsalz 2,44 Proc., bei einem andern Versuch 2,05 Proc., und bei einem dritten Versuch, in einer Temperatur welche gerade hinreichte um ihn zu schmelzen, belief sich der Verlust auf 1,35 Proc. Als das Salz, in welchem das Metall geschmolzen worden war, in Wasser aufgelöst wurde, blieb eine unlösliche Substanz zurück, welche Kupfer und Chlor enthielt, die ich aber nicht weiter untersuchte. Bei Anwendung von Chlorcalcium war der Gewichtsverlust weit größer, er belief sich in einem Falle auf 7,17 Proc. Mit gewogenen Mengen von galvanoplastischem Kupfer wurden keine ähnlichen Versuche angestellt.

Das beste Verfahren, Kupfer auf einen Sauerstoffgehalt zu prüfen, besteht darin, einen Streifen desselben von der Dicke eines Sechspence-Stücks in einer Reductionsatmosphäre beiläufig eine halbe Stunde lang zu glühen und dann zu untersuchen, ob er seine Biegsamkeit vollkommen beibehielt, was bei einem beachtenswerthen Sauerstoffgehalt nicht der Fall seyn wird. Die Verminderung des specifischen Gewichts in Folge der Porosität, welche durch die Reduction des Oxyduls veranlaßt wird, werde ich später besprechen, bei der Wirkung des Ammoniaks auf rothglühendes Kupfer.

Ueberpoltes Kupfer. – Man nimmt allgemein an, daß die Sprödigkeit des überpolten Kupfers von einem Gehalt an Kohlenstoff herrührt. In allen Stücken die der Verfasser untersuchte, oder durch Schmelzen von zähem Gaarkupfer, oder käuflichem Draht und Blech in Holzkohle selbst herstellte, fanden sich Blei oder Antimon, oder beide. Auch ergaben Versuche, daß der Zusatz dieser Substanzen zu reinem Kupfer in demselben Verhältniß wie sie in überpoltem Kupfer vorkommen, ausreicht um dem vorher reinen Kupfer die Sprödigkeit des überpolten zu ertheilen. Verschiedene |215| andere Substanzen, die ebenfalls in dem überpolten Kupfer vorkommen können, wurden aufgesucht und Versuche angestellt, um ihre Wirkung kennen zu lernen, wenn sie reinem Kupfer beigemischt werden.

Wirkung des Stickstoffs. – Ein geringer Gehalt an Stickstoff soll das Kupfer sehr spröde machen. Man soll Stickstoffkupfer erhalten, wenn man trockenes Ammoniakgas über rothglühenden Kupferdraht leitet; das Metall soll dadurch am absoluten Gewicht zunehmen und an specifischem abnehmen. Es scheint sich jedoch bei diesem Verfahren keine solche Verbindung zu bilden. Es ist richtig, daß Ammoniak, über rothglühenden Kupferdraht geleitet, denselben sehr spröde macht; dieß rührt aber offenbar von der Reduction des Oxyduls, und nicht von einer Stickstoff-Absorption her; denn wenn man Ammoniakgas Aber rothglühenden Draht leitet, der aus galvanoplastischem Kupfer verfertigt worden ist, welches kein Oxydul enthält, so bleibt der Draht unverändert. Oder wenn man den im Handel vorkommenden Draht zuerst in Wasserstoff oder unter Holzkohlen schmilzt, um das Oxydul zu reduciren, ihn dann auswalzt und hernach der Einwirkung von Ammoniakgas in der Rothglühhitze unterzieht so bleibt er vollkommen unverändert. Bei den über diesen Gegenstand angestellten Versuchen fand ich stets, wenn der Draht durch die Einwirkung von Ammoniakgas in der Rothglühhitze seine Biegsamkeit verlor, daß derselbe an Gewicht abgenommen hatte und sein specifisches Gewicht vermindert, auch Wasser gebildet worden war. Wenn der Draht seine Biegsamkeit nicht verlor, so hatte sich das absolute und das specifische Gewicht nicht verändert und kein Wasser gebildet.

Zähes Gaarkupfer, d.h. Kupfer mit Oxydulgehalt, erhält, wenn man es der Wirkung des Ammoniak- oder irgend eines andern reducirenden Gases in der Rothglühhitze unterzieht, auf der Oberfläche ein anderes Ansehen, wegen der entstandenen schwachen Porosität; eine vorher polirte Oberfläche wird matt. Wird der Versuch lange genug fortgesetzt, um das Oxydul selbst in der Mitte des angewandten Metallstücks zu reduciren, so kann es alsdann vollständig in Pulver verwandelt werden, durch mäßiges Stoßen und Reiben im Mörser. Hat sich aber die Einwirkung des Gases nicht bis ins Innere ausgedehnt, so verbleibt ein Korn zähen Metalls, von welchem die veränderten Theile durch Hin- und Herbiegen des Stückes abbrechen. Bemerkenswerth ist, daß das oxydulhaltige Kupfer durch Ammoniak spröder gemacht wird als durch irgend ein anderes von den versuchten reducirenden Gasen; daß aber die Veränderung nur durch Reduction des Oxyduls erfolgt, scheint durch die Thatsache bewiesen zu werden, daß Kupfer ohne Oxydulbeimischung beim Erhitzen in Ammoniakgas nicht verändert wird. Quantitative Versuche, um genau zu ermitteln ob jede Spur |216| von Oxydul durch Erhitzen des Drahtes in Ammoniakgas reducirt wird, wurden nicht gemacht; es ist hieß aber wahrscheinlich, weil der Draht, wie schon bemerkt, weit weniger biegsam ist, als wenn er eben so lang in Wasserstoffgas erhitzt wurde. Das specifische Gewicht des Drahtes B hatte sich durch Glühen in Ammoniak von 8,733 auf 8,64 vermindert.

Wirkung des Siliciums. – Berzelius hat zuerst nachgewiesen, daß wenn man ein Gemenge von fein zertheiltem Kupfer, Kieselerde und Holzkohle stark glüht, eine Verbindung von Kupfer und Silicium erhalten wird. Es war daher nicht unwahrscheinlich, daß überpoltes Kupfer etwas Silicium enthält, weil kohlige und kieselige Substanzen mit demselben in Berührung sind, wenn es sich im Ofen im überpolten Zustande befindet. Ich untersuchte daher das überpolte Kupfer auf einen Siliciumgehalt, indem ich es in Salpetersäure auflöste, die Lösung zur Trockne abdampfte und den Rückstand erhitzte bis das salpetersaure Kupfer zersetzt war. Das Oxyd hinterließ aber beim Auflösen in Salzsäure keine Kieselerde. Es wurden jedoch einige Versuche angestellt, um die Eigenschaften des Siliciumkupfers näher kennen zu lernen, und um zu sehen, ob es sich zu irgend einem praktischen Zweck eignet. Dem Ansehen nach ist es bronzeartig, hat aber eine blaßrothe Färbung, wodurch es sich von der Bronze unterscheidet. Es ist härter als Kupfer und zäher als Bronze. Eine Probe, in welcher die Analyse 1,82 Proc. Silicium nachwies, hatte ein specifisches Gewicht von 8,70. In der Kälte konnte das Siliciumkupfer durch Hämmern und Walzen gestreckt werden, aber in dunkler Rothglühhitze gehämmert, bekam es sogleich Risse. Durch Hämmern wurde es hart und durch Ausglühen wieder weich. In Salpetersäure getaucht, wurde es schwarz, behielt aber seine Farbe, wenn etwas Flußsäure mit der Salpetersäure vermischt wurde. Es wurde ein Medaillon davon gegossen; das Metall zeigte sich strengflüssiger als Bronze, und die Oberfläche des Gusses war gut.

Wirkung der Kohle. – Man hat angenommen, daß der Kohlenstoff die Ursache der Sprödigkeit des überpolten Kupfers sey. Nach Karsten (Metallurgie, Bd. V S. 246) sind 0,05 Proc. Kohle hinreichend, um Schiefern oder Kantenrisse beim Hämmern des Kupfers im heißen Zustande zu erlangen. Er fügt hinzu, daß durch Kohle der nachtheilige Einfluß geringer Mengen von Blei, Antimon etc. auf die Geschmeidigkeit des Kupfers erhöht werde.

Es wurden sehr viele Versuche angestellt, um die Wirkung der Kohle auf das Kupfer zu ermitteln. Es würde unnütz seyn, sie alle zu beschreiben, und wir begnügen uns diejenigen mitzutheilen, aus denen sich bestimmte Folgerungen machen lassen.

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Eine Quantität fein zertheilten Kupfers (best selected – bestes ausgewähltes – von den HHrn. Newton, Keats und Comp.) wurde mit Holzkohlenpulver vermengt und mehrere Stunden lang stark geglüht, um die Wirkung der Kohle auf das Kupfer zu erfahren. Die Metallkügelchen wurden hernach unter Holzkohle zusammengeschmolzen. Das auf diese Weise behandelte Metall konnte kalt zu Blech ausgewalzt und zu Draht ausgezogen werden, wogegen es in der Hitze Kantenrisse bekam. Bei der Analyse dieses Kupfers fand man eine nicht unbedeutende Silicium- und eine geringe Phosphor- und Eisenmenge. Diese Metalle scheinen hauptsächlich von der angewendeten Holzkohle herzurühren.

Man fand, daß kleine Stückchen galvanoplastisches Kupfer, nachdem sie unter Holzkohle geschmolzen worden waren – welche wie gewöhnlich vorher mit Salzsäure digerirt und mit Wasser ausgewaschen worden war – ohne Risse zu bekommen, sowohl glühend als kalt gehämmert werden konnten.

Ein Gemenge von ziemlich großen Stücken galvanoplastischen Kupfers und Holzkohlenpulver wurde etwa eine halbe Stunde lang der Temperatur der beginnenden Weißglühhitze ausgesetzt. Der Inhalt des Tiegels wurde dann mit einem Stück Holz umgerührt, damit das Metall zu Boden sank, worauf es in einen eisernen Einguß ausgegossen und zu Draht ausgezogen wurde. Der nachstehende ähnliche Versuch wurde zu gleicher Zeit angestellt.

Mehrere Stücke galvanoplastischen Kupfers wurden in einen Tiegel gethan, der im Innern mit Holzkohlenpulver bekleidet war und dann ungefähr eine Stunde lang der beginnenden Weißglühhitze ausgesetzt. Man ließ dann den Ofen, welcher den Tiegel enthielt, nach und nach erkalten, so daß das Metall, unter den günstigsten Umständen, bei allen zwischenliegenden Temperaturen Kohlenstoff aufnehmen konnte, da es auf allen Seiten mit Kohle umgeben war. Das Metall wurde unter ähnlichen Umständen umgeschmolzen und der so erhaltene König in eine kleine Form ausgegossen und dann zu Blech ausgewalzt und zu Draht ausgezogen. Dieß geschah auf gewöhnliche Weise; die Walzarbeiter und Drahtzieher wurden aber ersucht, ein Urtheil über die Beschaffenheit des Metalles abzugeben. Dasselbe lautete dahin, daß zwar der Guß nicht gut, aber das Metall zu jedem Zweck geeignet sey. Es scheint aus diesem Versuch hervorzugehen, daß der Kohlengehalt des Kupfers es nicht spröde machen kann, und daß das Metall in diesem Falle weit leichter Kohle aufnehmen konnte, als während der kurzen Periode, welche zwischen der Zeit verläuft, wo das Kupfer sich im zähen gaaren und im überpolten Zustande bei dem Raffinirprocesse befindet, so daß erwiesenermaßen die Sprödigkeit des überpolten Kupfers |218| nicht von der Kohle herrührt. Eine sehr auffallende Wirkung der Kohle auf einen wie gewöhnlich ausgeführten Guß wird unten besprochen werden. Ob die im überpolten Kupfer enthaltene Kohle die nachtheiligen Wirkungen der stets vorhandenen fremdartigen Metalle auf die Geschmeidigkeit des Metalles noch erhöht, habe ich nicht näher untersucht. Wenn zähes Gaarkupfer – welches, da es Oxyd enthält, keine Kohle enthalten kann – in Wasserstoff geschmolzen wird, so wird es spröde, eben so als wenn es unter Holzkohle geschmolzen wäre; aber den Unterschied der Sprödigkeit zu erkennen, das erfordert eine größere Erfahrung, als sie der Verfasser besitzt.

Eine große Reihe von Versuchen wurde in der Absicht angestellt, zu bestimmen, ob in dem unter Holzkohlen geschmolzenen Kupfer wirklich Kohlenstoff enthalten sey. Von diesen Versuchen wollen wir die entscheidendsten mittheilen, woraus man ersehen wird, daß die Frage noch nicht gelöst ist. Galvanoplastisches Kupfer wurde unter Holzkohle geschmolzen und dann ausgewalzt. Nachdem das Blech mit Salpetersäure und durch Kochen in einer Lösung von Aetzkali gereinigt worden war, wurde es in Eisenchlorid aufgelöst. Man ließ die Lösung einen oder zwei Tage ruhig stehen, damit sich eine geringe Menge von einer suspendirten Substanz absetzen konnte, welche durch Decantiren ausgewaschen wurde. Getrocknet hatte sie eine dunkle bläulichgraue Farbe. Diese Substanz wurde nun mit etwas kurz vorher ausgeglühter Glätte vermengt und das Gemenge in einer kleinen Röhre geglüht. Es entstanden mehrere kleine Kügelchen von weichem Blei. Da die Substanz, von der man annehmen konnte, daß sie Kohle sey, oder wenigstens solche enthalte, vorher nicht auf Halb-Schwefelkupfer untersucht worden war (welches, wenn es gegenwärtig gewesen wäre, etwas Bleioxyd reducirt haben würde), so kann dieser Versuch allein nicht als entscheidend angesehen werden.

Ungefähr 672 Gran galvanoplastisches Kupfer, welche unter Holzkohlen geschmolzen worden waren, wurden als Feilspäne mit frisch geglühtem chromsaurem Blei vermengt und das Gemenge in einer Verbrennungsröhre, die mit gewogenen Liebig'schen Kalikugeln verbunden war, erhitzt, indem man die Verbrennung wie bei einem organischen Körper bewerkstelligte. Man sah in der Kalilösung keine Gasblasen aufsteigen. Am Ende des Versuchs sog man etwas Luft durch den Apparat und die Kalikugeln wurden dann wieder gewogen. Ihre Gewichtszunahme betrug nur 0,115 Gr. Nimmt man dieselbe als Kohlensäure an, so entspricht dieß 0,031 Gr. Kohlenstoff in 672 Gr. Kupfer. Dieser Versuch ist auch nicht entscheidend.

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Ein Stück des Blechs, welches von dem oben erwähnten Guß (galvanoplastisches Kupfer mit Holzkohlenpulver geschmolzen) ausgewalzt worden war, wurde durch Kochen in Aetzkali gereinigt; es wog 221,10 Gran. Man legte es in eine Platinschale, welche in einer Lösung von schwefelsaurem Kupfer mit freier Schwefelsäure untergetaucht wurde. Die Platinschale wurde dann mit dem positiven Pol einer galvanischen Batterie verbunden, und eine mit dem negativen Pol verbundene Kupferplatte über der Schale in der Kupfervitriollösung angebracht. Das Ganze wurde zum Schutz gegen Staub zugedeckt und sich selbst überlassen, bis der Rückstand in dem Schälchen sehr gering war. Er enthielt noch etwas metallisches Kupfer, welches durch Behandlung mit einer Eisenchloridlösung die etwas freie Salzsäure enthielt, weggeschafft wurde. Der Rückstand wurde dann durch Decantiren ausgewaschen, getrocknet und gewogen. Er hatte eine sehr dunkelgraue, fast schwarze Farbe und wog 0,08 Gr. Als ein Theil desselben auf einem kleinen Platinblech geglüht wurde, entwickelte er einen schwachen und eigenthümlichen Geruch, glühte einen Augenblick und hinterließ einen geringen unverbrennlichen Rückstand. Ein anderer Theil, welcher 0,012 Gr. wog, wurde auf ein sehr kleines Stückchen Platinblech gelegt und dasselbe in eine kleine Glasröhre gesteckt, deren eines Ende in eine Aetzbarytlösung getaucht wurde, welche gegen den Luftzutritt geschützt war; das andere Ende dieser Glasröhre wurde mit einem Apparat verbunden, der einen sehr schwachen, vollkommen kohlensäurefreien Luftstrom liefern konnte. Man ließ solche Luft durch die Röhre, welche das Platinblättchen enthielt, so wie auch in die Barytlösung strömen, und überzeugte sich, daß keine Trübung der Flüssigkeit veranlaßt wurde. Darauf wurde derjenige Theil der Röhre, wo sich das Platinblech mit dem Pulver befand, mittelst einer Weingeistlampe erhitzt. Zuerst entwickelte sich ein sehr schwaches Sublimat mit Schwefelgeruch, welches sich in dem kältern Theil der Röhre verdichtete. Als das Platinblech mit dem Pulver rothglühend geworden war, veranlaßte jedes Luftbläschen, welches durch das Barytwasser strömte, einen Niederschlag. Nach kurzer Zeit wurde der Apparat auseinander genommen und die Barytlösung mit überschüssiger Salzsäure versetzt, wodurch sich der Niederschlag mit Aufbrausen auflöste. Der Rückstand auf dem Platinblech wog 0,003 Gr. Er hatte eine hellröthliche Farbe und löste sich fast gänzlich in Salzsäure auf; der unlösliche Theil war wahrscheinlich eine Spur von Kieselerde, welche als Silicium in dem Kupfer enthalten war und von der Holzkohle herrührte, die, obgleich man sie mit Salzsäure und Wasser ausgewaschen hatte, doch nicht chemisch rein war. Die Lösung enthielt eine Spur von Eisen, gab aber keine blaue Farbe mit Ammoniak. Der einzige schwache Punkt dieses sonst entscheidenden |220| Experimentes ist der, daß der Niederschlag, welcher sich in der Barytlösung bildete, schwefligsaurer und nicht kohlensaurer Baryt seyn konnte; dieß ist um so wahrscheinlicher, weil zu Anfang des Versuchs ein geringes Sublimat mit Schwefelfarbe beobachtet wurde. Das bei dem vorhergehenden Versuch angewandte Kupfer wurde daher auf Schwefel untersucht, indem man es in Königswasser auflöste und alsdann die Lösung mit überschüssiger Salzsäure kochte, um alle Salpetersäure auszutreiben. Die Schwefelsäure in der Lösung wurde alsdann gefällt und als schwefelsaurer Baryt gewogen. Man fand, daß das Kupfer 0,05 Proc. Schwefel enthielt. Die sehr ähnliche Reaction, welche Schwefel und Kohle bei dem vorhergehenden Versuch hervorbringen mußten, wurde damals übersehen, daher es noch eine unentschiedene Frage ist, ob Kupfer, wenn es unter Holzkohle geschmolzen wird, irgend einen Kohlegehalt aufnimmt. Der Verfasser beabsichtigt über diesen Punkt neue entscheidende Versuche anzustellen. Der Schwefel welchen das Kupfer enthielt, konnte von dreierlei Quellen herrühren; diese sind: die angewendete Holzkohle, die Atmosphäre des Ofens, oder die geringe Menge der Flüssigkeit, aus welcher das Kupfer durch die Batterie gefällt worden und die in dessen Poren zurückgeblieben war. Die Holzkohle wurde in Salzsäure gekocht und mit Wasser gewaschen, konnte daher keine Schwefelverbindungen enthalten; da jedoch eine große Quantität angewendet wurde, um das Metall beim Schmelzen vom Zusammenlaufen abzuhalten, so ist es möglich, daß die geringe, aber wichtige, oben erwähnte Schwefelmenge von dieser Quelle herrührte.

Veränderungen im Ansehen und den Eigenschaften des Kupfers, welches auf verschiedene Weise geschmolzen und gegossen worden ist.

Wenn galvanoplastisches Kupfer in Wasserstoffgas geschmolzen und abgekühlt worden ist, so kann es sowohl glühend als auch kalt, ohne Kantenrisse zu bekommen, gehämmert werden. Es ist gleich geschmeidig, mag es nun in Holzkohlen, oder in Spiegelglas, oder in Kochsalz geschmolzen worden seyn.

Wurde es unter Holzkohlen geschmolzen und im Tiegel erkalten gelassen, so ist die Oberfläche des Metallstücks immer mit krystallinischen Zeichen bedeckt, besonders die obere Fläche, in deren Mitte sich stets eine Vertiefung befindet, welche von dem Schwinden des Metalles während des Erstarrens herrührt. In dieser Vertiefung zeigt sich gewöhnlich eine Anzahl krystallinischer Punkte. Das Ansehen des unter Holzkohlen geschmolzenen Kupfers hängt von verschiedenen Umständen ab. Einer derselben verdient besonders erwähnt zu werden, da er zu den charakteristischen Zeichen des überpolten Kupfers gehört, nämlich das „Steigen in der Form“, d.h. die |221| Eigenschaft desselben, sich beim Erkalten in den Formen, in welche es gegossen worden ist, auszudehnen.

Wenn unter Holzkohlen geschmolzenes Kupfer unter den gewöhnlichen Umständen in eine Form gegossen wird, so entwickelt der Einguß beim Abkühlen ein Gas, wodurch zuweilen kleine Metallkügelchen in die Höhe getrieben werden, und es erstarrt der Guß mit einer zwar sehr rauhen aber ziemlich ebenen Oberfläche. Manchmal werden keine Kügelchen in die Höhe geworfen und der Guß kühlt sich mit einer glatten Oberfläche ab; sie ist aber auch in diesem Fall nicht eben, denn im Augenblick der Erstarrung wird ein Theil des noch flüssigen Metalles von der Mitte des Gusses nach der Mitte der obern Fläche gedrängt und bildet dort einen Streifen. Wenn solche Güsse zerbrochen werden, so haben sie ein verschiedenartiges Ansehen. In dem erstem Fall, wo sie mit rauher Oberfläche erstarrten, zeigt der Bruch zahlreiche röhrenförmige Vertiefungen mit glatten und metallglänzenden Oberflächen. Die allgemeine Richtung dieser Höhlungen geht von den Seiten und dem Boden des Gusses nach der Mitte der obern Oberfläche, also dem Theil, welcher zuletzt erstarrte. Viele derselben können von den Seitenwänden nach der Oberfläche verfolgt werden, wo sie in kleinen Kratern endigen, die von dem entweichenden Gas im Augenblick des Erstarrens des Gusses gebildet werden. Zu diesen größern Höhlungen kommen noch zahllose kleinere, die nur mittelst einer Loupe wahrgenommen werden können, mit deren Hülfe man auch die Porosität der ganzen Masse erkennt. Im letztern Fall, wo der Guß mit einer glatten Oberfläche und mit einem Streifen auf deren Mitte erstarrt, ist das Bruchansehn ein etwas anderes. Es zeigen sich dann keine größeren Höhlungen, sondern es ist die ganze Substanz des Metalles gleichartig porös, was man schon mit unbewaffnetem Auge erkennen kann.

Zwischen diesen beiden extremen Fällen kommen alle Uebergänge vor. Manche haben zahlreiche kleine Poren und dabei eine glatte und ebene Oberfläche. Andere haben wenige und große Poren und eine glatte Oberfläche mit einem Streifen auf deren Mitte. Das specifische Gewicht eines kleinen Gusses, der durch Schmelzen von galvanoplastischem Kupfer unter Holzkohle und durch Ausgießen unter gewöhnlichen Umständen erhalten war, und welcher dieses Ansehen hatte, betrug 7,851. Andere Güsse haben zahlreiche große Poren unter den kleinen und eine sehr rauhe Oberfläche, veranlaßt durch die kleinen Krater, aus denen das Gas entwich. Das specifische Gewicht eines Stücks von einem kleinen, gleich den vorhergehenden dargestellten Gusse, der dieses Ansehen hatte, wurde = 8,211 und dasjenige eines andern Stückes von demselben Gusse = 8,285 gefunden. Es ist demnach das spec. Gewicht nach dem Grade verschieden, |222| in welchem diese Höhlungen bei der Bestimmung desselben mit Wasser angefüllt werden. Das angewendete Verfahren bestand darin, das Metallstück in siedendes Wasser zu tauchen und es dann in und mit demselben kalt werden zu lassen. Man fand dabei höhere Resultate, als wenn dasselbe Kupferstück unter einer entleerten Luftpumpenglocke in Wasser gelegt wurde; die Ausfüllung der Poren war jedoch nie vollkommen, da sie nicht miteinander in Verbindung stehen. Als Ursache der bekannten Gasentwickelung hat man angenommen, daß von dem geschmolzenen Kupfer Sauerstoff aufgelöst und während der Erstarrung ausgetrieben wurde. Es scheint jedoch gewiß zu seyn, daß dieses Gas kein Sauerstoff ist, weil „übergaares“ und „zähes gaares Kupfer,“ die doch sicher Sauerstoff enthalten, beim Erstarren keinen entwickeln; auch haben die Wände der Poren, wenn ein Guß von einander gebrochen wird, vollkommenen Metallglanz, was nicht der Fall seyn könnte, wenn bei der Temperatur in welcher sie gebildet wurden, Sauerstoff mit ihnen in Berührung gewesen wäre. Das Gas scheint entweder Kohlensäure, oder Kohlenoxyd, oder schweflige Säure zu seyn, wie die nachstehenden Versuche zeigen.

Wenn ein Stück Kupfer unter Holzkohlen geschmolzen und im Tiegel erkalten gelassen wird, so findet man, daß das Ansehen des Bruches, obgleich die Abkühlung und andere Dinge darauf ihren Einfluß äußern, niemals eine Spur von Porosität zeigt; wogegen, wenn das Metall, statt sich im Tiegel abzukühlen, unter gewöhnlichen Umständen in eine Form ausgegossen wird, der Bruch porös ist. In letzterm Falle wird jedoch das Resultat von einem andern Element afficirt, nämlich von der Luft, durch welche das Metall aus dem Tiegel in die Form fließt und derjenigen welche auch nach dem Guß in der Form mit seiner Oberfläche in Berührung steht. Dadurch verbindet sich ein Theil des Kupfers mit Sauerstoff, und weil sich dieses mit einem andern Theil des Kupfers vermischt, der noch Kohle oder Schwefel enthält, so entsteht das Gas, welches die Porosität veranlaßt. Auffallend ist es, daß das Gas gerade in dem Moment des Erstarrens entweicht, oder nur in diesem zu entweichen scheint. Daß aber die Gasentwickelung wirklich von der erwähnten Reaction herrührt, beweist folgende Thatsache. Wenn Kupfer unter Holzkohle geschmolzen und in einer Atmosphäre von Steinkohlengas in eine mit solchem Gas gefüllte Form statt unter den gewöhnlichen Umständen ausgegossen wird, so erstarrt das Metall mit einer glänzenden und glatten Oberfläche und zeigt auf dem Bruche durchaus keine Poren. Statt einer Erhöhung auf der obern Fläche, wie sie sich beim Guß unter freiem Luftzutritt zeigt, findet man eine Vertiefung. Letztere zeigt sehr deutlich die krystallinische Structur des Metalles; denn während der auf die Erstarrung |223| folgenden Schwindung, scheint der noch flüssige Theil in den centralen des Gusses gezogen worden zu seyn. Die Bewegungen verschiedener Theile des Metalles während des Erstarrens, wodurch Theile die Sauerstoff enthalten, mit solchen die einen Kohlen- und Schwefelgehalt haben, vermischt werden, sind wohl eine von den Ursachen, weßhalb das entwickelte Gas dann besonders bemerklich wird. Der verschiedenartige Erfolg, je nachdem man das Metall in eine oxydirende oder eine reducirende Atmosphäre ausgießt, wurde sehr häufig beobachtet; man war auf diese Weise im Stande, aus einem und demselben Tiegel den einen Guß porös und den andern dicht auszuführen und zwar sogleich nach einander.

Will man das unter Holzkohle geschmolzene Kupfer vollkommen frei von Poren oder Blasen darstellen, so müssen die größten Vorsichtsmaßregeln getroffen werden, um die Luft auszuschließen. Das von dem besten Erfolge begleitete Verfahren bestand darin, den Tiegel mit einem genau passenden und an der Peripherie mit zwei Oeffnungen versehenen Deckel zu verschließen. Auf die Form wurde ein ebenfalls mit zwei Löchern versehener Deckel von Eisenblech gelegt und dieselbe mit Steinkohlengas gefüllt erhalten, von welchem ein Strom durch die eine Oeffnung eindrang und durch die andere wieder entwich. Wenn das Metall in dem Tiegel geschmolzen war, so wurde es durch die eine Oeffnung in dem Deckel desselben in die Form ausgegossen. Die geringe, hierbei durch die andere Oeffnung eindringende Luftmenge wurde durch die Kohle sofort desoxydirt, während das Metall verhindert war beim Uebergang aus dem Tiegel in die Form Sauerstoff zu absorbiren, weil der Ausguß in einem Kohlengasstrom erfolgte; bei der getroffenen Anordnung des Tiegels konnte das Metall nämlich nur durch das Gas fallen und die atmosphärische Luft gar nicht einwirken. Das auf diese Weise gegossene Kupfer hat auf dem Bruch im Allgemeinen das Ansehen von zähem Gaarkupfer. Es läßt sich auch dadurch mit einer dichten Textur darstellen, daß man in die Form etwas feines Holzkohlenpulver wirft und den Tiegel jener so nahe als möglich hält, so daß das Metall beim Guß nur eine ganz kurze Zeit lang der Luft ausgesetzt ist, denn sobald es den Boden der Form erreicht, wird seine Oberfläche mit Kohlenpulver bedeckt. Das beschriebene Verfahren, das Kupfer, nachdem es unter einer Holzkohlendecke geschmolzen worden ist, in einer Steinkohlengas-Atmosphäre auszugießen, um einen dichten Guß zu erhalten, dürfte sich mit Erfolg beim Guß der Walzen für Kattundruckereien, oder anderer Gegenstände die einer großen Dichtigkeit bedürfen, anwenden lassen.

Die verschiedenartige Structur des dicht oder porös (blasig) gegossenen Kupfers veranlaßt auch noch andere Verschiedenheiten, z.B. in der |224| Farbe. Dieß hängt von der Art ab, wie das Licht auf die Bruchfläche fällt. In gewissen Stellungen gleicht die Farbe der Bruchoberfläche eines porösen Gusses derjenigen eines Gusses mit dichter Textur, sie zeigt aber nicht den Seidenglanz. Wenn hingegen der Bruch des porösen Gusses eine solche Stellung hat, daß das auf ihn einfallende Licht in die kleinen Blasenräume dringt und von denselben gegen den Beobachter reflectirt wird, so zeigt er eine schöne röthliche Farbe, welche die Bruchfläche eines dichten Gusses in keinem Lichte wahrnehmen läßt. Dieß rührt offenbar von den zahlreichen Reflexionen des Lichts in den Blasenräumen her, wodurch seine Farbe weit dunkler wird.

Mag nun aber das Kupfer dicht oder blasig seyn, so scheint es doch gleiche Geschmeidigkeit und Dehnbarkeit zu besitzen; denn die Sprödigkeit des überpolten Kupfers rührt, wie schon bemerkt, von Uneinigkeiten in dem Metall und nicht von seiner blasigen oder porösen Struktur her. Es wurden keine Versuche gemacht, um zu ermitteln ob der aus einem blasigen Guß dargestellte Draht eine eben so große Zähigkeit besitzt wie der aus einem dichten Guß gezogene, und eben so wenig über die Einwirkung ätzender Flüssigkeiten auf das aus solchen Güssen ausgewalzte Blech. Ein vor dem Hämmern oder Walzen in einen Schraubstock eingespannter und mit Hammerschlägen behandelter blasiger Guß zerbricht weit leichter, als ein gleich behandelter dichter Guß.

Das specifische Gewicht des unter Holzkohle geschmolzenen und auf verschiedenartige Weise behandelten galvanoplastischen Kupfers ersieht man aus nachstehender Tabelle:

Stück von einem unter gewöhnlichen Umständen gegossenen
und daher blasigen Guß

8,535
Ein anderes Stück von demselben Guß 8,505
Draht von demselben Guß, vor dem Ausglühen 8,916
Derselbe Draht nach dem Ausglühen 8,919
Stück von einem Guß, der in einer Form gemacht wurde, die
soviel Kohlenpulver enthielt, daß die Oberfläche des Metalles
bedeckt und die Luft ausgeschlossen werden konnte


8,946
Ein anderes Stück von demselben Guß 8,952
Stück von einem andern Guß, welcher auf gleiche Weise
ausgeführt wurde

8,922
Draht von dem letztern Guß, vor dem Ausglühen 8,952
Draht, verfertigt aus Kupfer, welches in einem Tiegel der
Holzkohle enthielt, geschmolzen worden und darin erkaltet
war, vor dem Ausglühen


8,937
|225|
Derselbe Draht nach dem Ausglühen

8,930
Stück von einem in einer Steinkohlengas-Atmosphäre bewirkten
Guß

8,948
Ein anderes Stück von demselben Guß 8,958

Aus meinen Versuchen ergibt sich: 1) daß zähes Gaarkupfer ein Kupfer ist, welches soviel Sauerstoff enthält, daß er 3 bis 3,5 Procent Kupferoxydul entspricht, und außerdem geringe Mengen fremdartiger Metalle, wie Blei, Antimon, oder beide, und daß das Vorhandenseyn einer gewissen Sauerstoffmenge in solchem Kupfer für die vollkommene Geschmeidigkeit desselben nothwendig ist;

2) daß die Sprödigkeit des überpolten Kupfers nicht von Kohle, sondern von den fremdartigen Metallen herrührt, die in dem zähen Gaarkupfer vorkommen, deren Einfluß auf die Geschmeidigkeit des Metalles nicht mehr durch die Sauerstoffverbindungen entgegengewirkt wird, indem diese durch den Kohlenstoff reducirt worden sind)

3) daß die poröse oder blasige Structur des überpolten Kupfers durch eine Reaction zwischen Sauerstoff und Kohlenstoff oder Schwefel veranlaßt wird (denn der bei den Waleser Kupferhüttenprocessen angewendete Anthracit ist schwefelhaltig); der Kohlenstoff und Schwefel werden nämlich von dem Metall im Ofen und der Sauerstoff beim Gießen absorbirt, was eine Gasentbindung veranlaßt;

4) daß das Kupfer mit einer dichten Structur gegossen werden kann, wenn man Vorsichtsmaßregeln anwendet, um die Luft abzuhalten; indem man z.B. die Form mit Steinkohlengas füllt und das Metall so ausgießt, daß es durch Kohlengas und nicht durch Luft fällt;

5) daß die Porosität nicht die Ursache der Sprödigkeit des überpolten Kupfers ist;

6) daß das specifische Gewicht des unter Holzkohlen geschmolzenen und mit einer blasigen Structur gegossenen Kupfers, durch Ausziehen desselben zu Draht vergrößert und fast so groß wird als dasjenige des aus dichtem Guß dargestellten Drahtes;

7) daß das specifische Gewicht des Kupfers, welches unter einer Holzkohlendecke geschmolzen und mit dichter Structur gegossen ist, durch Ausziehen desselben zu Draht nicht vergrößert wird, und daß das specifische Gewicht des Drahtes vor und nach dem Ausglühen dasselbe ist.

|208|

Bei den Waleser und überhaupt den Flammofen-Hüttenprocessen wird das Gaarmachen des Rohkupfers Raffiniren genannt. Da aber die Ausdrücke Gaarkupfer, übergaares Kupfer etc. deutschen Metallurgen geläufiger sind, als raffinirtes, überraffinirtes etc., so behalten wir jene bei und bemerken es zur Vermeidung von Mißverständnissen.

H.

|208|

Die Waleser Kupferhüttenprocesse wurden sehr vollständig von dem französischen Oberbergingenieur und Professor Leplay in Paris beschrieben: „Beschreibung der Hüttenprocesse, welche in Wales zur Darstellung des Kupfers angewendet werden. Deutsch von C. Hartmann Leipzig 1851.

H.

|211|

Das verwendete Kupfer war von den HHrn. Ellington und Comp. zu Birmingham dargestellt.

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