Titel: Wood, über leichtflüssige Legirungen und die Bestimmung ihres Schmelzpunktes.
Autor: Wood, B.
Fundstelle: 1862, Band 164, Nr. XXX. (S. 108–111)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj164/ar164030

XXX. Ueber leichtflüssige Legirungen und die Bestimmung ihres Schmelzpunktes; von Dr. B. Wood.

Aus dem Journal of the Franklin Institute, Januar 1862, S. 61.

Die von mir früher angegebene leicht schmelzbare Legirung von 1–2 Th. Cadmium, 2 Th. Zinn, 4 Th. Blei und 7–8 Th. Wismuth schmilzt bei 65º,5–71º C. Eine andere Legirung aus 1 Th. Cadmium, 6 Th. Blei und 7 Th. Wismuth schmilzt bei etwa 82º C. Ihr Schmelzpunkt liegt also ziemlich in der Mitte zwischen demjenigen des alten leichtflüssigen Metalles (aus den drei Metallen: Blei, Zinn und Wismuth) und demjenigen der oben genannten Legirung von den vier Metallen (Cadmium, Zinn, Blei und Wismuth). Diese Legirung beweist abermals die Erniedrigung des Schmelzpunktes durch Cadmium bei gewissen Combinationen; auch ist sie dadurch merkwürdig, daß der mittlere Schmelzpunkt ihrer Bestandtheile viel höher liegt als bei dem alten leichtflüssigen Metall, während sie doch bei einer viel niedrigeren Temperatur schmilzt. Sie ist leichtflüssiger als alle bekannten Legirungen von drei Metallen.

Das erwähnte Verhältniß entspricht dem niedrigsten Schmelzpunkt, welchen man durch Combination von Cadmium, Blei und Wismuth erreichen kann, da alle Abänderungen der Mischung den Schmelzpunkt erhöhten.

Die Legirung hat einen reinen, hellen Metallglanz, der nicht leicht blind wird, während die Legirungen von Blei und Wismuth nicht allein bald ihren Glanz verlieren, sondern sich auch an der Oberfläche oxydiren. Ihre Farbe kann man „weiß“ nennen, doch ist sie eher ein helles |109| Bläulichgrau, sehr ähnlich dem Platin in Glanz und Färbung. In Formen gegossen, hat sie ein weißes gefrorenes Ansehen. In dünnen Platten ist sie sehr biegsam und im Bruch hakig, in dickeren Stücken aber von glattem Bruch, ähnlich dem von gehärtetem Stahl. Sie ist hämmerbar, bricht aber, wenn sie auf 1/3 oder 1/2 der ursprünglichen Dicke ausgedehnt ist. Die Härte ist gleich derjenigen des Wismuths oder einer Legirung aus 2 Th. Blei und 1 Th. Zinn, welcher sie auch sonst vielfach ähnelt.

Möglicherweise stellt sich der Schmelzpunkt dieser Legirung noch niedriger, wenn die Bestimmung desselben nach einer vollkommeneren Methode erfolgt.

Nach Lipowitz (polytechn. Journal Bd. CLVIII S. 376) kommt meinem Metall ein viel niedrigerer Schmelzpunkt als der von mir angegebene zu. Nach seiner Angabe erweicht eine Legirung von 3 Th. Cadmium, 4 Th. Zinn, 8 Th. Blei und 15 Th. Wismuth zwischen 55º und 60º C., und wird bei 60º vollkommen flüssig, während ich fand, daß die am leichtesten schmelzbare Mischung bei 71º zum Gießen flüssig wurde und bei 65º,5 erstarrte, und darnach ihren Schmelzpunkt als zwischen 65,5 und 71º C. liegend angegeben hatte. Von verschiedenen Abänderungen gaben folgende Verhältnisse oder dazwischen liegende Mischungen den niedrigsten Schmelzpunkt, nämlich in beiden Fällen genau oder doch sehr nahe 65º,5 C.:

Cadmium 1 Th., Zinn 1 Th., Blei 2 Th., Wismuth 4 Th.,
oder 3 Th., 4 Th., 8 Th., 15 Th.

Bei der Bestimmung des Schmelzpunktes dieser Legirungen mittelst eines Quecksilber-Thermometers, dessen Kugel 1/4 Zoll tief in das in einem Porzellantiegel enthaltene geschmolzene Metall tauchte, bemerkte ich, daß das Metall beim Abkühlen in der Nähe der Kugel bei 65°,5 flüssig war, daß es bei 63–64° noch weich war, daß dann das Thermometer auf 65°,5 stieg und nachdem es auf diesem Grade kurze Zeit stationär geblieben war, das Metall vollständig erstarrte, worauf das Quecksilber noch kurze Zeit auf diesem Grade stationär blieb, bevor es zu fallen begann. Das Gemisch von 1 Th. Cadmium, 2 Th. Zinn, 4 Th. Blei und 7 Th. Wismuth erstarrt bei 68° C.

Es stellen sich also hier Schwierigkeiten in der Bestimmung des Schmelzpunktes heraus, welche in Verbindung mit den verschiedenen angewandten Methoden und vielleicht auch der Unvollkommenheit unserer Instrumente, die Ursache der abweichenden Angaben der Experimentatoren ausmachen. Welches ist der wirkliche Schmelzpunkt oder die Beschaffenheit des Metalles, die man Schmelzen nennt? Soll man den Punkt des Weichwerdens, des Flüssigwerdens, oder des Erstarrens bestimmen? Bei |110| manchen Legirungen fallen diese Punkte zusammen, bei anderen liegen sie weit auseinander. Es besteht sogar meistens ein Unterschied zwischen dem Punkt, wo das Metall beim Erhitzen weich oder flüssig wird, und demjenigen wo es beim Erkalten weich oder flüssig bleibt, so sorgfältig man auch den Versuch anstellt. Ferner, wie soll man die Temperatur des flüssigen Metalls messen? Soll die Thermometerkugel untertauchen oder nur mit ihrem Ende eintauchen? In letzterem Fall steigt die Temperatur beim weiteren Einsenken der Kugel. Beim Messen der Lufttemperatur ist die Kugel und die Röhre von dem Medium umgeben. Wenn man die Kugel theilweise in eine heiße Flüssigkeit eingesenkt hat, so strahlt der obere Theil des Quecksilberinhaltes einen Theil der von unten empfangenen Wärme aus. Taucht man die Kugel etwa 1/2 Zoll tief in heißes Wasser, so zeigt z.B. die Scale 84º, nimmt man sie dann so weit heraus, daß nur das untere Ende im Wasser bleibt, so fällt das Quecksilber auf 77º. In anderen Fällen wird man Differenzen von etwa 8º C., oder mehr oder weniger beobachten. Die unteren Schichten der heißen Flüssigkeit können allerdings heißer als die oberen seyn, allein daraus folgt ein ähnlicher Unterschied für die verschiedenen Quecksilberschichten, so daß man bei hinreichender Länge der Kugel die Wirkung der Hitze auf das untere Ende durch kalte Umschläge auf den oberen neutralisiren könnte. Ein Stück Metall kann man an einem Ende in der Hand halten, während es am anderen schmilzt. Allerdings leiten flüssige Metalle die Wärme besser, indessen wird eine genaue Untersuchung dennoch bedeutende Wärmedifferenzen in verschiedenen Schichten der Masse zeigen, und das Gleichgewicht wird nur dann in der flüssigen Masse hergestellt, wenn man das Ganze in diesem Zustand in einem gleichförmigen Medium läßt. Ebenso werden beim Abkühlen die äußeren Schichten eher ihre Wärme verlieren, als sich dieselbe aus der Mitte ersetzt, und sie werden daher auch zuerst erstarren.

Es bedarf jedoch keines Beweises, daß die Anzeigen des Thermometers falsch sind, wenn der größte Theil der Kugel in einem kühleren Medium befindlich ist; die angeführten Thatsachen sollen nur darthun, daß der Irrthum größer ist, als man gewöhnlich annimmt, und daß auch die andere Methode der Bestimmung ihre Schwierigkeiten hat. Speciell für den vorliegenden Zweck deuten sie auf die Nothwendigkeit einer gleichförmigen Bestimmungsweise, damit die Näherungswerthe möglichst gleichmäßig ausfallen, wenn genaue Bestimmungen nicht gemacht werden können.

Wenn die Kugel in geschmolzenem Metalle untertaucht, so kann man die niedrigste Temperatur, wobei sie sich frei bewegt, als den |111| Schmelzpunkt, und diejenige, wobei das Metall an der Kugel haftet, als den Erstarrungspunkt betrachten. Dabei ist die cylindrische Form des Quecksilberbehälters passender als die Kugelform, und es würde sich die Gestalt eines umgekehrten Kegels noch besser zu diesen Bestimmungen eignen.

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