Titel: Zeitschriftenschau.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1907, Band 322 (S. 573–576)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj322/ar322190

Zeitschriftenschau.

Dampfturbinen.

Das Turbinengebläse von C. A. Parsons als Hochofengebläsemaschine. (Fürstenau.) Die erste Ausführung eines solchen Gebläses wurde 1904 in Betrieb gesetzt; seitdem sind weitere 23 ausgeführt worden. Das erste auf dem Kontinent aufgestellte Gebläse ist dasjenige des Eisenwerks Trzynietz in Oesterreichisch-Schlesien mit einer normalen Leistung von 450 cbm Luft i. d. Minute. Je nach der Fördermenge schwankt die Umdrehungszahl zwischen 2400 u. 3400 i. d. Minute, die Luftpressung zwischen 0,2 u. 0,7 kg/qcm. Die Dampfturbine der bekannten Parsonsschen Bauart steht unter dem Einfluß eines Federregulators, dessen Hülsenbelastung durch eine Federspannvorrichtung für die weit auseinanderliegenden Umdrehungszahlen geändert werden kann. Die Hülse besitzt zu diesem Zwecke zwei Ringnuten; in der einen greift der Hebel der Federwage, in der anderen der Schwinghebel für die Dampfsteuerung an. Die Regulatorspindel wird von der Turbinenwelle durch ein Schneckenrad angetrieben. Ein weiterer, auf der gleichen Spindel sitzender Pendelregulator, dessen Gewichte erst bei Ueberschreitung einer bestimmten höchsten Umdrehungszahl ausschlagen und durch die Vermittlung eines Schneckengetriebes das Absperrventil zum Schluß bringen, dient als Sicherheitsregulator beim Versagen der normalen Regulierung. Am Ende der senkrechten Regulatorspindel sitzt der Kolben einer Kapselpumpe, welche das Drucköl für die Lager liefert.

Der Abdampf der Turbine wird in einem Oberflächenkondensator niedergeschlagen. Ein Elektromotor treibt die Kühlwasserkreiselpumpe unmittelbar, die trockne Schieberluftpumpe und die Kondensatpumpe durch Riemen an. Beim Versagen der Kondensation vollzieht sich die Umschaltung auf Auspuff selbsttätig durch eine Klappe im Turbinengehäuse, welche im normalen Betrieb durch das Vakuum festgesogen wird.

Textabbildung Bd. 322, S. 573

Die leichte Anpassung der Dampfturbine an wechselnde Betriebsverhältnisse macht sie zum Antrieb von Gebläsemaschinen äusserst brauchbar. Das Gebläse von Parsons selbst besteht aus einer Reihe vielschaufeliger Ventilatoren, die hintereinander geschaltet und durch Leitschaufelkränze von einander getrennt sind. Entsprechend der Luftverdichtung nach dem Austritt hin, ist die Länge der Schaufeln dreimal abgestuft. Das Gebläse stellt so das umgekehrt angeordnete Gegenstück zur Dampfturbine dar, durch welche es seinen Antrieb erhält. Die Formen des Gebläsezylinders, der mit dem Grundrahmen aus einem Stück gegossen ist, mit seinen Stutzen für den Luftein- und -austritt, sind einfach und mit Rücksicht auf einen günstigen Luftweg gewählt. Die Windleitung ist in der Nähe des Gebläses mit dem Mauerwerk verankert unter Zwischenschaltung eines elastischen Stückes, um Erschütterungen durch die Luftbewegung in der Windleitung möglichst von dem Gebläse und der Turbine fern zu halten. Die Turbine und das Gebläse sind auf freier Decke, nicht auf einem festen Fundament aufgestellt und zeigen nicht die geringsten Erzitterungen.

Die Gebläsewelle ist wie die Dampfturbinenwelle in Lagern mit mehrfachen, konzentrisch ineinandersteckenden Schalen gestützt; der Achsialschub wird durch Kammleger an den Enden beider Wellen aufgenommen, so weit dies nicht durch die Entlastungskolben der Turbinen- und Gebläsespindel geschieht. Auf der Gebläsewelle sind die 25 Laufräder warm aufgezogen; sie bestehen aus einer Scheibe von Panzerblech und tragen an ihrem Umfang in schwalbenschwanzförmiger Nut eingesetzte Stahlschaufeln. Weiter hat das Gebläse keine beweglichen Teile. Versuche mit verschiedenen Luftmengen, Pressungen und Umdrehungszahlen haben folgende Beziehungen ergeben: Bei gleichbleibender Luftpressung ändert sich die geförderte Luftmenge in gleichem Verhältnis mit der Umdrehungszahl. Bei gleichen geförderten Luftmengen ändern sich die Umdrehungszahlen mit den Quadratwurzeln aus den Luftpressungen. Wird im Falle des Gichtstürzens der Wind am Hochofen abgesperrt, so steigt der Druck bis auf einen ganz bestimmten Höchstwert, wie aus vorstehendem Diagramm hervorgeht. Es braucht jetzt nicht, wie beim Antrieb durch Kolbenmaschinen, die Umdrehungszahl herabgesetzt zu werden, damit das Gebläse nicht stecken bleibt, sondern es läuft in der gepreßten Luft einfach weiter, um die Luftförderung sofort wieder aufzunehmen. Dieses Verhalten ist für den Betrieb äußerst wertvoll.

Bei einem vierstündigen Versuch wurden folgende Ergebnisse gewonnen:

Dampfdruck am Absperrventil der Turbine 8,4 at abs.
Dampftemperatur am „ „ „ 168° C.
Kondensatorspannung 0,045 at abs.
Uml./Min 3170,3
Windpressung 336,66 mm Hg.
Windmenge 578,65 cbm/Min.
Temperaturerhöhung der Luft 58,7 ° C.
Dampfverbrauch i. d. Stunde 5348,7 kg.

Die Windgeschwindigkeit zur Bestimmung der Windmenge wurde mit Hilfe einer Pitotschen Röhre gemessen. Als thermischer Wirkungsgrad, d. i. Verhältnis der Temperaturerhöhung (33,2°) bei adiabatischer Kompression zur tatsächlich erreichten Temperaturerhöhung ergaben sich 56,5 v. H.

Jedes Kilogramm Luft nimmt eine Arbeit von 58,76. cv ∙ 426 = 4260 mkg auf, so daß sich für 578,65 cbm/Min. eine Leistung des Gebläses von

PS ergibt.

Mit einem mechanischen Wirkungsgrad des Gebläses von 85 v. H. beträgt die effektive Turbinenleistung 842 PSe und somit der Dampfverbrauch f. d. effektive Pferdestärke und Stunde 6,35 kg, ein für gesättigten Dampf sehr günstiger Wert. Im Vergleich zum Dampfverbrauch der Kolbenbläsemaschinen wurden nahezu 15 v. H. an Dampf gespart, also abgesehen von den Ersparnissen in der Einrichtung, der Wartung und Unterhaltung ein recht bedeutender Gewinn. (Zeitschr. d. V. d. I. 1907, S. 1125–1132.)

M.

Eisenbahnwesen.

Einphasen-Wechselstrombahn. (Durand.) Die erste Einphasen-Wechselstrombahn der Westinghouse-Gesellschaft ist in Europa in Bergamo (Italien) in Betrieb gesetzt worden. Zum Betriebe dient Strom von 6000 Volt und 25 Perioden, der durch hydraulische Turbinen erzeugt wird. Den Strom für die Beleuchtung der Bahnhöfe liefern besondere Maschinen. Die Leitungen sind auf einem teils aus Auslegermasten, teils aus Jochen bestehenden |574| Gestänge geführt und zwar dient eine achtförmige Kupferleitung von 8 mm Durchm. als Fahrleitung, eine weitere Leitung vom gleichen Querschnitt als Speiseleitung und zwei Leitungen von je 4 mm Durchm. als Beleuchtungsleitungen für die Bahnhöfe. Zur Rückleitung des Fahrstromes dienen allein die Fahrschienen, die leitend miteinander verbunden sind.

Die Fahrleitung ist mittels Klemmen aus schmiedbarem Guß und Flacheisenstreifen an einen siebenlitzigen Tragseil aufgehängt. Auf der geraden Strecke beträgt die Spannweite 35 m, auf die vierzehn Aufhängepunkte für den Fahrdraht kommen. In Krümmungen ist die Spannweite entsprechend geringer; dort wird der auf den Fahrdraht kommende Seitenzug durch Spanndrähte aufgenommen. Aehnliche Anordnungen sind auch auf der geraden Strecke vorhanden, um Hin- und Herpendeln der Fahrleitung zu verhindern. Zur Aufhängung des Tragseiles dienen paarweise angeordnete zweiteilige Isolatoren mit durchgehenden Tragstiften, die auf aus zwei 60 mm hohen U-Eisen bestehenden Querträgern befestigt sind. Die durch Oelschalter herzustellenden Verbindungen zwischen der Speiseleitung und der Fahrleitung sind so angeordnet, daß die Abschaltung von Teilen der Strecke zur Vornahme von Ausbesserungsarbeiten bewirkt werden kann. Da jedoch betriebsmäßig zwei Lokomotiven zusammenfahren können und mit ihren 12 m voneinander entfernten Stromabnehmern die Unterbrechungsstellen in der Fahrleitung überbrücken könnten, sind gegen beide Leisungsabschnitte isolierte Zwischenstücke von je 15 m Länge eingeschaltet. Die zur Rückleitung dienenden Fahrschienen sind alle 800 m durch 2 m tief in den Erdboden eingelassene verzinkte Eisenbleche geerdet.

Die zum Betriebe dienenden Lokomotiven, vorläufig fünf, sind mit vier 57 PS-Westinghouse-Einphasenmotoren, ausgerüstet, die in Drehgestellen angeordnet sind und die Laufräder mit einfachem Zahnradvorgelege (15 : 70 Uebersetzung) antreiben. Zur Stromabnahme von der Fahrleitung dient ein durch Luftdruck zu steuernder Scherenstromabnehmer. Den Motoren wird der Strom über einen Transformator zugeführt, der die Fahrleitungsspannung (6000 Volt) auf 250 Volt herabsetzt. Der Transformator ist als Spartransformator mit nur einer Spule gebaut und wird durch einen Ventilator gekühlt. Die Regelung der Motoren geschieht durch Anschließen an die Klemmen des unterteilten Niederspannungsteiles des Transformators. Die hierzu nötigen Schalter werden ebenso wie die Stromabnehmer durch Druckluft gesteuert, die über elektromagnetisch überwachte Ventile in die entsprechenden Luftzylinder eingelassen wird.

Die Motoren sind mit Kompensationswicklungen auf dem feststehenden Teil und in Nuten verlegten Neusilberwiderständen zwischen der Ankerwicklung und den Kommutatorlamellen zur Verringerung des Bürstenfeuers versehen; dem gleichen Zwecke dienen Ausgleichsleitungen für die Ankerwicklung, die besonders nützlich sind, wenn Ankerachse und Feldachse infolge Lagerabnutzung nicht mehr übereinstimmen.

Die Lokomotiven vermögen einen 100 t-Zug mit einer Geschwindigkeit von 56 km/Std. zu befördern. Auf einer Steigung von 2 v. H. kann ein 130 t Zug noch mit 18 km/Std. Geschwindigkeit gezogen werden. (Elektrical Review New York 1907, Bd. I, S. 1012–1015.)

Pr.

Eisenbeton.

Probebelastung von Voutondecken. (Koenen.) Um die Frage der Größe des Biegungsmomentes in den Feldmitten von durchgehenden, mit den unterstützenden Trägern zusammenhängenden Eisenbetonplatten zu klären, sind im Königlichen Material-Prüfungsamt in Groß-Lichterfelde die Koenenschen Voutonplatten einer Probebelastung unterzogen worden. Ein Raum von 25,35 m lichter Länge und 5,00 m lichter Weite wurde in der Weise überdeckt, daß zwischen Unterzügen verschiedener Form (Bulbeisen, I-Träger und Eisenbetonbalken) Eisenbetonplatten gespannt waren, welche konsolartig an die Unterzüge anschlössen. Die Eiseneinlagen liegen in den Feldmitten an der Unterseite, an den Unterzügen an der Oberseite und sind teils um die Flanschen der letzteren herumgekröpft, teils ohne Kröpfung in das Nachbarfeld übergeführt. Die Enden der Unterzüge sind an den Auflagern fest eingemauert.

Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die Belastung eines Feldes auch die benachbarten Felder in Anspruch nimmt, oder daß jedes Deckenfeld durch die Mitwirkung der benachbarten Felder entlastet wird, und daß der Drehungswiderstand der zwischen die Platten eingeschlossenen Trägerkörper ebenfalls die einzelnen Deckenplatten entlastet. Außerdem sohl durch die konsolartige Ausbildung der Plattenenden ein gewölbeartiger Widerstand in der Platte erzeugt werden, so daß die bei teilweiser Belastung an der Oberseite auftretenden Zugspannungen unschädlich gemacht werden. Endlich soll die Eiseneinlage wegen ihrer Form wie eine Kette oder wie ein über die Unterzüge weglaufender angespannter Faden wirken der schon allein die Querkräfte aufnehmen und auf die Unterzüge übertragen kann.

Die gewöhnlichen Formeln über die Drehung der Endtangenten und die Durchbiegung eines Trägers können auf diese Deckenform nicht ohne weiteres angewendet werden, da infolge der Querschnittsänderung innerhalb der Plattenenden das Trägheitsmoment der Platte nicht konstant ist.

Auf zeichnerischem Wege wird der Einfluß des veränderlichen Trägheitsmomentes auf die Verdrehung und die Durchbiegung der Voutenplatten nachgewiesen. Es zeigt sich, daß die Einspannungsmomente mit der Höhe und der Ausladung der Vouten wachsen und daß die Momentennullpunkte näher nach der Plattenmitte liegen, als bei Platten mit konstantem Querschnitt. Mit der Verdrehung der Unterzüge ist jedoch wieder nach der Mitte der Träger hin eine Abnahme des Einspannungsmomentes verbunden.

Der theoretischen Ableitung entsprechen die Ergebnisse der Probebelastung, welche nach den amtlichen Bestimmungen vom 16. April 1904 vorgenommen ist. Die Belastung wurde auf eine mehrere cm starke Sandschicht aufgebracht und bestand aus dicht über die Fläche verteilten Sandsäcken und Eisenbarren. Es wurde nur die Hälfte der Deckenfelder belastet, so daß zwischen den belasteten Feldern immer ein unbelastetes Feld vorhanden war. Die Durchbiegungen wurden in den belasteten Feldern an drei Stellen, in den unbelasteter Feldern an einer Stelle gemessen. Aus den Durchbiegungen wurde unter Annahme des Elastizitätsmoduls des Betons zu 230000 bezw. zu 315000 die Größe der Einspannungsmomente berechnet, so daß sich ihr Einfluß auf die Biegungsmomente in den Feldmitten ermitteln ließ. Die auftretenden Spannungen sind nach den amtlichen Bestimmungen berechnet. Die größte Druckspannung im Beton betrug 75,9 kg/qcm, die größte Zugspannung im Eisen 1498 kg/qcm. Weder an der Unterseite in den belasteten Feldern, noch an der Oberseite in den unbelasteten Feldern wurden Risse bemerkt, auch waren keine nennenswerten bleibenden Durchbiegungen zu beobachten.

Das Ergebnis der Probebelastung ist, daß das größte Biegungsmoment aus der Nutzlast in den Mittelfeldern und in den Endfeldern ist, so daß es gerechtfertigt erscheint, diese Werte bei der Berechnung der Abmessungen zu Grunde zu legen. (Mitteilungen über Zement, Beton- und Eisenbetonbau der deutschen Bauzeitung 1907, S. 49–50 und S. 54–56.)

Dr.-Ing. P Weiske.

Lokomotivbau.

Lokomotivenantrieb. (Jahn.) Nach einer eingehenden Untersuchung über die verschiedenen Antriebsarten bei Lokomotiven kommt der Verfasser zu folgenden Hauptergebnissen:

  • 1. Die Verbundwirkung beeinflußt die Eigenschaften sämtlicher Bauarten in günstigster Weise. Der Hochdruckzylinder soll bei der Lokomotive mit zwei Innenzylindern |575| die voreilende, bei der mit zwei Außenzylindern die nacheilende Kurbel antreiben.
  • 2. Die Lokomotive mit zwei Außenzylindern ist allen andern Bauarten, besonders der mit zwei Innenzylindern, erheblich unterlegen.
  • 3. Die Vierzylinder - Verbundlokomotive steht hinsichtlich der Umfangskräfte ungefähr auf gleicher Stufe mit der Innenzylinder-Verbundlokomotive; hinsichtlich der Lagerdrücke und der Rahmenbeanspruchung ist sie allen anderen Bauarten bei weitem überlegen.
  • 4. Die Dreizylinder-Verbundlokomotive ist hinsichtlich der Umfangskräfte und Lagerdrücke der Innenzylinder-Verbundlokomotive gleichwertig; bei Vorwärtsfahrt, gezogenem Zug und 0,2 Füllung bei 60 km Geschwindigkeit ist die Rahmenbeanspruchung sogar erheblich geringer als bei dieser. Nur bei großen Füllungen sind die Rahmenbeanspruchungen nicht eben günstig.

Man wird sich im allgemeinen für eine zweizylindrige Lokomotive entscheiden, sofern nicht die Unterbringung der Zylinder wegen zu großer Durchmesser Schwierigkeiten macht, wegen sehr hoher Geschwindigkeiten ein besonders guter Massenausgleich gewünscht wird, und dergl. mehr. Von den Zweizylinderlokomotiven verdient die Innenzylinderlokomotive, und zwar – wenn Verbundanordnung gewählt wird – mit voreilender Hochdruckkurbel entschieden den Vorzug. Die früher als Nachteile betrachteten Umstände: die gekröpfte Welle und die höhere Kessellage, sind heute keine Nachteile mehr. Die Zugänglichkeit des Triebwerkes ist freilich erschwert, doch kann diese durch bessere Einrichtung der Löschgruben in den Lokomotivschuppen erleichtert werden.

Bei Versuchen der dänischen Staatsbahnen wurden hinsichtlich der sonstigen Gesamtanordnung genau gleiche Innen- und Außenzylinderlokomotiven in Betrieb gestellt. Bei ersteren konnten infolge der schwächeren Rahmenausführung, und weil das Zylindergußstück gleichzeitig die Rahmenversteifung bildet, 1620 kg an Rahmen und Zubehör gespart werden; die Laufdauer der Reifen war fast doppelt so groß.

Die Reibungszahl ist bei elektrischen Lokomotiven größer festgestellt und die Ursache hierfür u.a. im Stromdurchgang durch Rad und Schiene gesucht. Man braucht nicht auf derartige rätselhafte Vorgänge zurückzugreifen, wenn man nicht in den Fehler verfällt, zu glauben, daß sich die Umfangskräfte gleichmäßig durch die Welle von Rad zu Rad und durch die Kuppelstange von Achse zu Achse verteilen. Ersteres trifft nur für Innentriebwerke teilweise, letzteres häufig nur sehr unvollkommen zu. Die Umfangskraft am einzelnen Rad ist maßgebend. Uebersteigt diese die Reibungsgrenze, so gleitet das Rad und wird durch Wellenverdrehung ein Teil der Umfangskräfte auf das Rad der anderen Seite übertragen. Sind bis dahin die Kuppelstangen infolge zu großer Spielräume an den Stangenlagern oder am Kuppelachslager noch spannungslos, so gleitet die Triebachse weiter und teilt den Stangen Spannung mit. Folgende Tatsachen werden angegeben:

  • 1. Die gewöhnlich benutzte Reibungszahl μ = ⅙ bis 1/7 ist erheblich kleiner als die wahre, die größer als ¼ sein dürfte.
  • 2. Bei Lokomotiven kommt die Reibung dem letztgenannten Wert um so näher, je gleichmäßiger die Umfangskraft ist und je vollkommener die Kuppelstangen ihren Zweck erfüllen. Hierzu sind die Spielräume der Stangenlager möglichst klein und der Spielraum der Triebachsen etwas größer als der an der Kuppelachse zu halten.
  • 3. Ungekuppelte Lokomotiven werden mit größerer Reibungszahl arbeiten als gekuppelte, Innenzylinderlokomotiven mit größerer als solche mit Außenzylindern. An erster Stelle stehen also ungekuppelte Innenzylinderlokomotiven. Die hohen Zugkräfte englischer Lokomotiven dieser Bauart bestätigen dies.
  • 4. Wenn man elektrische Lokomotiven mit gekuppelten Achsen ausführt, so geht ein Teil der Vorzüge, den der elektrische Antrieb hinsichtlich hoher Reibungszahlen bietet, wieder verloren.

(Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1907, S. 1046–1055, 1098 bis 1106 und 1141–1144.)

Ky.

Dampfturbinen-Lokomotiven. (Felix Langen.) Die Anwendung der Dampfturbine zum Antrieb von Lokomotiven erscheint verlockend durch den gänzlichen Fortfall der störenden Bewegungen und Gefahren, welche bei hoher Fahrgeschwindigkeit durch die Massen des Triebwerks auftreten. Bei unmittelbarer Kupplung der Turbine auf der Radachse, welche für hohe Leistungen und Geschwindigkeiten allein in Frage kommt, kann aber die Umfangsgeschwindigkeit der Turbine höchstens gleich der Zuggeschwindigkeit werden, bei 200 km std. Fahrgeschwindigkeit, also nur etwa 50 m i. d. Sek. Eine so geringe Umfangsgeschwindigkeit verlangt aber entweder eine Turbine mit vielen Stufen oder aber es wird die Dampfausnutzung, die bei dem allein möglichen Auspuffbetrieb ohnehin schon eine beschränkte ist, ungünstig. Eine Turbine, welche mit 16 at Anfangsdruck bei einer Dampftemperatur von 450° arbeitet, müßte zwölf Druckstufen mit je zwei Geschwindigkeitsstufen haben und ergäbe mit einem thermischen Wirkungsgrad von 60 v. H. einen Dampfverbrauch von 6,6 kg f. d. PSe und Stunde. Der Abdampf mit einer Temperatur von 230° könnte das Speisewasser um 165° vorwärmen, so daß sich mit einem Kesselwirkungsgrad von 50 v. H. bei einem Heizwert der Kohlen von 8000 WE f. d. kg ein Kohlenverbrauch von 1,06 kg f. d. PSe und Stunde ergibt, ein Wert, der den Verbrauch bei Lokomotiven mit Kolbenmaschinen um mehr als ein Viertel unterschreitet. Für eine geringere Fahrgeschwindigkeit von 120 km i. d. Stunde errechnet sich mit einem thermischen Wirkungsgrad der Turbine von 42 v. H. ein Kohlenverbrauch von 1,43 kg f d. PSe und Stunde; auch hierbei könnte sie mit der Kolbenlokomotive noch in Wettbewerb treten. Die Anordnung könnte so getroffen werden, daß von sechs Achsen – je zwei in einem Drehgestell vereinigt – vier Turbinenantrieb erhalten, wobei je drei Druckstufen auf einer Achse in einem Gehäuse untergebracht sind. Die Möglichkeit, den Turbinenantrieb bei Lokomotiven auszuführen und bei Dauerfahrten wirtschaftlich zu gestalten, liegt also vor. Die Erhöhung der Wirtschaftlichkeit durch Anordnung eines Oberflächenkondensators mit Luftkühlung ist ausgeschlossen, da sich schon bei einem Kondensatordruck von 0,5 at abs. eine Kühlfläche von etwa 4000 qm ergeben würde. Zum Rückwärtsfahren würde wohl am zweckmäßigsten eine besondere kleine Kolbenmaschine angeordnet, welche mittels ausschaltbarer Kupplung auf eine Tenderachse arbeitet. Ein schlimmer Punkt beim Antrieb durch Dampfturbinen ist deren geringes Anzugsmoment, besonders bei Verwendung einer geringen Stufenzahl. Während einer längeren Anfahrzeit wird aber unverhältnismäßig viel Dampf verbraucht. Die Gefahr, daß der Kessel bei Stillstand der Lokomotive und beim Anfahren leer gepumpt wird, liegt nahe. Bei dem häufiger Anhalten und der Fahrtverminderung unseres mitteleuropäischen Bahnbetriebes liegen die Verhältnisse für die Dampfturbinen-Lokomotive sehr ungünstig. Bei der Neuanlage von Schnellbahnen wird wohl nur elektrischer Antrieb in Frage kommen. (Zeitschrift für das gesamte Turbinenwesen 1907, S. 305–307.)

M.

Technische Chemie.

Mischkristalle. (Tammann.) Nach der von Mitscherlich seinerzeit aufgestellten Regel bilden chemisch analog zusammengesetzte Körper Mischkristalle. Tammann suchte auf Grund der zahlreichen metallographischen Untersuchungen, die unier seiner Leitung ausgeführt wurden, leinen Zusammenhang zwischen der Fähigkeit zweier Elemente, Mischkristalle zu bilden, und ihrer gegenseitigen Stellung im periodischen System. Er gibt folgende Zusammenstellung:

|576|

I. Im flüssigen wie im festen Zustande mischen sich in jedem Gewichtsverhältnis:

CuMn CuNi AgAu MgCd BiSb MnFe MnNi MnCo FeCo FeNi NiCo PtCu PtAu PdCu PdAg PdAu InPb BrJ.

Es bilden nicht nur Elemente derselben Gruppe des periodischen Systems Mischkristalle, sondern auch oft solche, die verschiedenen Gruppen angehören; aber im letzteren Falle handelt es sich immer um Metalle von hohem Schmelzpunkte.

Unter diesen 18 Legierungen ist nur eine, InPb, wo zwei Elemente mit verhältnismäßig tiefem Schmelzpunkt, die nicht zu derselben Gruppe des periodischen Systems gehören, eine lückenlose Reihe von Mischkristallen bilden.

II. Im flüssigen Zustande lösen sich folgende Paare beim Schmelzpunkt des höher schmelzenden Bestandteiles nur so wenig ineinander, daß die Löslichkeit nicht mehr genau bestimmt werden konnte:

AgFe AgCo ZnPb ZnTe ZnBi CdAl AlTi AlPb AlBi Fe Te Fe Pb FeBi MnBi MnPb NaMg NaAl NaZn.

III. Folgende Paare sind im flüssigen Zustande miteinander in allen Verhältnissen mischbar, trennen sich aber beim Erstarren:

CuAg AuPb AuSb MgZn AlMg MgSn MgPb MgSb MgBi Sb Zn Sb Cd SnCo TeCu NaHg NaSn NaCd.

IV. Folgende Paare sind im flüssigen Zustand unbegrenzt, im festen Zustande nur in den gleichzeitig angegebenen Grenzen ineinander löslich:

1. Cu Tl Cu Pb Cu Fe Cu Co Ag Tl Ag Sn Ag Bi Ag Ni
10 0 3 0 2,5 3 4 10 10 0 20 0 5 0 0 4
Ag Bi Zn Hg Zn Al Hg Pb Pb Ni Mn Bi
5 0 33 0 0 < 0 35 0 4 > 0
2. Cu Zn Cu Cd Cu Al Cu Sn Ag Mg Ag Zn Ag Al Ag Sb
30 2,5 1-2 0 10 4 5 0 28 0 22 4 16 0 15 0
Au Zn1) Au Cd Au Sn Mg Tl Mg Sn Al Fe Bi Tl Sn Mn Sn Fe
30 8 18 0 4 0 8 0 0 5 0 35 0 7 0 4 0 19
Sn Ni Pb Ni Sb Ni
0 15 0 4 0 7,5

Die Zahlen bedeuten Gewichtsprozente, z.B. sagt aus, daß sich im kristallisierten Kupfer drei Gewichtsprozente Blei lösen, dagegen im erstarrten Blei kein Kupfer gefunden wird. Die Paare der Reihe 1 bilden keine Verbindungen, wohl aber die der zweiten Reihe.

In allen den 34 unter 1 und 2 aufgezählten Fällen löst das höher schmelzende Element mehr Atomprozente vom niedriger schmelzenden Element als umgekehrt.

In den drei folgenden Fällen löst das niedriger schmelzende Element mehr:

Au Fe Cd Hg1) Tl Sb
26 28 28 75 22 0

V. Unsicher ist es, ob Mischkristalle auftreten, oder wie die Endglieder der beiden Reihen von Mischkristallen zusammengesetzt sind, bei folgenden Paaren:

CuAg CuAu CuSb2) CuCd AuAl AuTe AuNi ZnSn2) ZnBi CdTl CdSn202) CdPb CdBi HgTe AlSn AlBi TeSn SnPb2) PbBi SnBi NaBi BaSb.

Am Schlusse fast Tammann die Ergebnisse seiner Arbeit folgendermaßen zusammen: „Während aus den binären Schmelzen die Metalle mit hohem Schmelzpunkte in der Regel nicht als reine Metalle, sondern als Mischkristalle auskristallisieren, scheiden sich die Metalle mit niedrigem Schmelzpunkt in der Regel als praktisch reine Kristalle aus. Wenn die Schmelzpunkte beider Metalle hoch liegen, so tritt in der Regel lückenlose Mischbarkeit auf. Bestimmender als die chemische Analogie auf die Fähigkeit der Elemente, Mischkristalle zu bilden, ist die Temperatur der Kristallisation. Die Gründe hierfür können in der größeren kinetischen Energie gesucht werden, welche die Moleküle des in der Schmelze gelösten Stoffes bei höherer Temperatur besitzen, und in dem größeren Abstande, welchen die Moleküle in den Kristallen des schwerer schmelzenden Stoffes bei höheren Temperaturen voneinander haben. (Zeitschrift f. anorgan. Chemie, 53, 1907, S. 446 bis 456.)

A

|576|

Atomprozente.

|576|

Atomprozente.

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Aus der elektrischen Leitfähigkeit der Cu Sb-Legierungen läßt sich schließen, daß sich keine Mischkristalle bilden. Das Gleiche gilt von SnPb, ZnSn, CdZn; dagegen ergibt die Leitfähigkeitsänderung mit dem Gehalt, daß Cu wohl Sb, nicht aber Sb auch Cu im festen Zustande löst.

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Aus der elektrischen Leitfähigkeit der Cu Sb-Legierungen läßt sich schließen, daß sich keine Mischkristalle bilden. Das Gleiche gilt von SnPb, ZnSn, CdZn; dagegen ergibt die Leitfähigkeitsänderung mit dem Gehalt, daß Cu wohl Sb, nicht aber Sb auch Cu im festen Zustande löst.

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2)Aus der elektrischen Leitfähigkeit der Cu Sb-Legierungen läßt sich schließen, daß sich keine Mischkristalle bilden. Das Gleiche gilt von SnPb, ZnSn, CdZn; dagegen ergibt die Leitfähigkeitsänderung mit dem Gehalt, daß Cu wohl Sb, nicht aber Sb auch Cu im festen Zustande löst.

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Aus der elektrischen Leitfähigkeit der Cu Sb-Legierungen läßt sich schließen, daß sich keine Mischkristalle bilden. Das Gleiche gilt von SnPb, ZnSn, CdZn; dagegen ergibt die Leitfähigkeitsänderung mit dem Gehalt, daß Cu wohl Sb, nicht aber Sb auch Cu im festen Zustande löst.

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