Silicat Lexikon: Nichtmetallisch-anorganische Werkstoffe, vorwiegend silicatische Minerale und Gesteine, Biographien [Reprint 2021 ed.] 9783112594360, 9783112594353

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Silicat-Lexikon

SILICAT

LEXlKON

Nichtme tallisch- anorganische Werkstoffe, vorwiegend silicatische Minerale und Gesteine, Biographien

Herausgegeben von Prof. Dr. rer. nat. habil. WILHELM HINZ Berlin

AKADEMIE-VERLAG

BERLIN

1985

Erschienen im Akademie-Verlag Berlin, D D R - 1 0 8 6 Berlin, Leipziger Straße 3—4 © Akademie-Verlag Berlin 1985 Lizenznummer: 202 . 100/513/85 Printed in the German Democratic Republic Gesamtherstellung: V E B Druckhaus „Maxim Gorki", 7400 Altenburg Lektor: Fritz Schulz LSV 1257, 1427, 1457 Bestellnummer: 762 512 0 (6458) 15000

Über Werk und Herausgelber

Nichtmetallisch-anorganische Natur- und Werkstoffe bedeuten einerseits die hier erfaßten Minerale und Gesteine; auf der anderen Seite werden die hieraus gefertigten Werkstoffe — insbesondere Glas, Keramik und Zement — dargestellt. Unter Grundlagen sollen die Techniken und Hilfswissenschaften verstanden werden, die zum Verständnis und zur Aufklärung obiger Begriffe notwendig sind (s. hierzu „Schematische Grobübersicht",). Mit dem „Silicat-Lexikon" ist versucht worden, die Begriffe dieses Wissensgebietes zu definieren und umfassend zu erläutern. Ein weiterer, nicht weniger interessanter Aspekt ist die historische Entwicklung der angewandten Silicate mit ihren bewunderungswürdigen Zeugen der Kulturgeschichte der Menschheit. Wenn die nachfolgenden Begriffe der nichtmetallisch-anorganischen Natur- und Werkstoffe sowie ihrer Grundlagen mitunter auch als „Silikatwissenschaft und -technik", als „Silikatkunde" oder als „Si-Lex" bezeichnet werden, so deshalb, weil die Silikatlexikonkartei (SLK) als Beilage der Zeitschrift „Silikattechnik" diesem Buch Pate gestanden hat und hier auch nichtsilicatische Stoffe — durch gleichartige Techniken begründet — mit einbezogen wurden. (In einigen europäischen Ländern hat sich das Gebiet der „Nichtmetallischanorganischen Werkstoffe" zu einer Disziplin entwickelt, während in anderen europäischen Ländern der Name „Silikattechnik" und „Industrielle Silikate" für dieses erweiterte Gebiet erhalten geblieben ist. In einigen angelsächsischen Ländern ist hierfür der Name „Ceramics" gebräuchlich.) Die Idee, eine Kartei als Beilage zu einer Zeitschrift allmählich wachsen zu lassen, stammt von G. Weiss aus dem Jahre 1961; sie machte sich der Verfasser zu eigen und ließ sie im Verlaufe einer 20jährigen monatlichen Folge von jeweils 16 Begriffen zur Realität werden. Ihm oblag dabei die Gewinnung geeigneter Mitarbeiter, die wissenschaftliche Betreuung und Ausrichtung der Kartei sowie die Organisation des Zusammenspiels der verschiedenen Teilgebiete zu einem einheitlichen Ganzen, wobei ein Großteil der Begriffe vom Herausgeber selbst verfaßt wurde. Mit der Einstellung des Erscheinens der Kartei wurde sie vom Betreuer überarbeitet, ergänzt und als Lexikon zusammengestellt, nachdem sie während ihres 20jährigen Bestehens bereits unverkennbar zum Schrittmacher für Wörterbücher und spezielle Lexika geworden ist. Zweck dieser Veröffentlichung ist es, über Begriffe aus dem Gesamtbereich der Silicate und ihren Grenzwissenschaften (s. Benutzungshinweis 1) so umfassend zu informieren, daß sich zumeist eine weitergehende Recherche der Literatur erübrigt. Vielfach sind die Daten aus den verschiedensten Quellen zusammengetragen und in komprimierter Form dargestellt, so daß eine rationelle und optimale Wissensübermittlung ermöglicht wird. Die angebrachten Verweise vermitteln den Anschluß an den entsprechenden Wissenskomplex. Der Tatsache, daß es sich um eine Wissenschaft und Technik handelt, die sich international entwickelt hat und durch Wissenschaftler aus vielen Ländern geprägt worden ist, wird durch Biographien von renommierten Silicatwissenschaftlern und -technikern aus aller Welt Rechnung getragen. Der Autor ist sich dabei bewußt, daß alle hervorragenden Vertreter des Fachgebietes noch nicht berücksichtigt werden konnten und dies einer Ergänzung bzw. einem Ausbau des Werkes vorbehalten bleiben muß; auf keinen Fall ist mit der derzeitigen Erfassung ein Werturteil nicht erwähnter Fachwissenschaftler verbunden. So bleibt der Wunsch des Autors, daß die in 20jähriger Korrespondenz mit den Fachkollegen, Mitautoren und Lesern sich herausgebildete enge Verbundenheit auch weiterhin bestehen möge und daß durch weiteren Kontakt und gegebene Hinweise die Aktualität durch Vervollständigung und Ergänzung des Werkes gewahrt bleibe. W. Hinz T)ber den Herausgeber 8. —> HINZ, Wilhelm

Schematische Grobübersicht des im „Silicat-Lexikon" erfaßten Stoffgebietes

Gelb in R o t : Naturstoffe Gelb in Blau: Werkstoffe Grün: dazugehörige Techniken und Hilfswissenschaften

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Analytik, Ajfbereitung, Formgebungs-,Track• äatenecmifiJühg, Prüf.- und Meßmethoden

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Nichtmetalliseh-anorganische Werkstoffe

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imiymJnwWu^ •Untersuchungen, Reakhonsverhatten, System'Untersuchungen, UntersuchüngSmethßderi•.

Danksagung

Der Verfasser ist einer Vielzahl von Personen am Zustandekommen des Werkes zu außerordentlichem Dank verpflichtet: Den Grundstock des Lexikons bildet die Silikatlexikonkartei, an deren Herausgabe die Redakteure der Zeitschrift „Silikattechnik", Frau A. Behnisch und Frau Ch. Hillmann wesentlichen Anteil haben. Tatkräftig sorgten sie fast 20 Jahre für das regelmäßige Erscheinen, für die richtige Form, für die Übersetzung der Termini, für die Angabe der DK-Zahlen und für eine unkomplizierte und sorgfältige Korrekturvornahme, wofür an dieser Stelle vielmals gedankt sei. Besonderer Dank gebührt weiterhin den zahlreichen Wissenschaftlern des In- und Auslandes, von denen einige (s. Anhang) ihr Fachgebiet voll vertraten und mit persönlichem Engagement zu diesem Werk beitrugen. In den Dank seien aber auch die vielen unbenannten Wissenschaftler eingeschlossen, die einen oder wenige Bausteine zum Gesamtgebäude beigesteuert haben. Bereits in der SLK konnten — dank der langjährigen Unterstützung von Freunden der Kartei im Ausland — die Termini viersprachig wiedergegeben werden, was nunmehr dem viersprachigen Index des „Silicat-Lexikons" zugute kommt. Gedankt sei hierfür besonders Mme. L. Lewandowsky, Société Française de Céramique, Paris, für die französische Übersetzung, Mr. Th. H. Elmer, Corning Glass Works, New York, für die englische Übersetzung, Prof. 0. P. Mcedlov-Petrosjan, Har'kov, Dr. F. Kerbe und Dr. M. Kirsch, DDR, für die russische Übersetzung. Es ist weiterhin ein Anliegen des Verfassers dem Verlagsleiter des Verlages für Bauwesen, Herrn S. Seeliger zu danken, daß er in uneigennütziger Weise der Herausgabe eines Lexikons durch den Akademie-Verlag unter Verwendung der im Verlag für Bauwesen erschienenen SLK zugestimmt hat. Mit freundlicher Zustimmung folgender Verlage und Firmen wurde die Reproduktion von Text- und Bildmaterial vorgenommen: Verlag für Kunst, Dresden (künstlerisches Glas), Brockhaus-Verlag, Leipzig (Gesteinsbegriffe), Pilkington Broth. Lim., St. Helens (Floatglas-Prozeß). Die Mineralabbildungen entstammen zumeist — wie die der SLK — dem Buch von W. E. Tröger, „Optische Bestimmung der gesteinsbildenden Minerale", Bd. 1: Bestimmungstabellen. Für Hilfe und Geduld verdient die Ehefrau des Verfassers Dank und Anerkennung. Schließlich möchte der Verfasser dem Leiter des Forschungsbereiches Chemie der AdW, Herrn AM. Prof. Dr. sc. nat. Dr.-Ing. G. Keil für die Empfehlung und Förderung des Werkes, dem Akademie-Verlag für die Drucklegung und last not least dem verantwortlichen Lektor, Herrn F. Schulz und Frau G. Güntherberg für mühevolle Kleinarbeit, einer zweckmäßigen Gestaltung und für Erfüllung zahlreicher Sonderwünsche seinen besonderen Dank aussprechen.

Autoren der Einzelgebiete

Prof. Dr. J. Barthel, Dresden Dr. I. Berger, Weimar Dr. W. Bettke, Bitterfeld Dipl.-Ing. H. Bettzieche, Halle Dr. G. Boden, Dresden Obering. G. Bornschein, Dessau Dipl.-Min. W. Fehling, Berlin Dr. M. Hähnert, Berlin Ing. W. D. Hämisch, Dresden Dr. G. Heike, Hermsdorf Prof. W. Henze, Berlin Dr. K. Herdt, Jena-Burgau Ing. C.-H. Horte, Berlin Dr. B. Kade, Meißen Dr. A. Kaller, J e n a Dr. R. Katzschmann, J e n a Dr. D. Kaysser, Weimar Dr. D. Knaust, Weimar Dr. A. Krähner, Weimar Dr. 0. Kröckel, Sonneberg Dr. P. Kruspe, Sonneberg Ing. P.-O. Kunth, Berlin Dr. J. Lange, Weißwasser Dr. Cr. Medicus, Torgau Dipl.-Min. I. Mensel, Berlin

Dr. L. Michalowsky, Hermsdorf Dipl.-Ing, Gl. Müller, Halle Dipl.-Ing. A. Oelschläger, Dessau Dipl.-Ing. A. Palatzky, Hermsdorf Dr. Th. Plani, Weimar Dr. B. Ranschenbach, Dresden Dr. E. Richter, Dresden Prof. S. Robert, Weimar Dr. G. Rohde, Berlin Dr. R. Sauer, Berlin Dipl.-Chem. H. Schikore, Berlin Dr. R. Schott, Auma Dr. W. Schröder, Berlin Hans Hubert, Dresden Dr. B. Schumacher, Berlin Chem.-Ing. G. Solow, Berlin Prof. H. Sonntag, Berlin Dipl.-Chem. U. Sonntag, Berlin Dipl.-Ing. G. Stötzner, Coswig Dr. R. Strienitz, Freiberg Dr. O. Verworner, Meißen Dipl.-Chem. H. Völker, A r n s t a d t Dr. M. B. Volf, Sazawa (CSSR) Dr. H.-J. Wächtler, Dessau Dr. F. G. Wihsmann, Berlin

Benutzungshinweise 1. Über die erfaßten Gebiete Wie der aufgeführte Katalog der erfaßten Fachgebiete zeigt, ist mit dieser Publikation versucht worden, eine Silicatkunde in breitestem Sinne herauszugeben (s. Vorwort). Dabei wurde eine gewisse Abgewogenheit der Begriffe aus den Einzelgebieten angestrebt. Die gewählte Ordnung nach den Substantiva mit nachgestellten Adjektiva. bringt es mit sich, daß gewisse gleichartige Buchstabenanhäufungen auftreten, wie z. B. bei Glas, . . . , Glasuren, . . . , Feuerfesterzeugnisse, . . . , u.a., die jedoch nicht darüber hinwegtäuschen sollen, daß sich andere zusammengehörige Begriffe über das gesamte Volumen verteilen wie z. B. die analytischen Bestimmungen, die jeweils nach dem zu bestimmenden Bestandteil geordnet sind. Der Katalog der erfaßten Fachgebiete soll in etwa den fachlichen Rahmen des Lexikons abstecken, wobei er als sehr grobe Vereinfachung einer Stoffgebietsdarstellung anzusehen ist: Analytik der Silicate Betone u n d Mörtel Bindemittel Biographien Emails Technische Emails Kunstemails Feuerfeststoffe Allg. Begriffe Basische Feuerfeststoffe Hochtonerdehaltige Erzeugnisse Hochkieselhaltige Erzeugnisse Schamotte- u. Kaolinerzeugnisse Schmelzgegossene Erzeugnisse Formsteine Gleichgewichtssysteme Gleichgewichtslehre Spezielle Systeme Geologie Allg. Begriffe Pétrographie Glas Allg. Begriffe Altertümliches u. künstlerisches Glas Bauglas Glasfasern Glasfehler Glasherstellung Spezialgläser Glasuren Glasurarten

Glasurfehler Glasieren Keramik Allg. Begriffe Elektrokeramik Feinkeramik Grobkeramik Kunst- u. altertümliche Keramik Technologie Kieselsäuren, -sole und -gele Maschinen Glasformmaschinen Keramikmaschinen Mischmaschinen Zerkleinerungsmaschinen Mineralogie u. Kristallographie Allg. Begriffe Silicatminerale u. a. Tonminerale, Schmucksteine Öfen Oxidkeramik Physikalische Begriffe Prüfverfahren und Untersuchungsmethoden der Silicate Schlacken Staublungenerkrankungen Zuschlagstoffe

10 2. Ordnung der Begriffe Die Begriffe sind durchgehend alphabetisch geordnet. Bei Begriffen, die aus Substantiv und Adjektiv bestehen, wurde das Adjektiv nachgestellt und die alphabetische Ordnung in erster Linie konsequent nach dem Substantiv vorgenommen (Eigennamen sind dabei durch das groß geschriebene Adjektiv kenntlich) und in zweiter Linie nach dem Adjektiv, z. B . : Faserglas Glas Glas, Böhmisches Glas, optisches Gläser

Umlaute werden wie die entsprechenden Vokale behandelt. Die Systeme wurden in sich so geordnet, daß in der Formel der am stärksten basische Bestandteil zuerst und der saure zuletzt steht. Im übrigen wurde die alphabetische Reihenfolge eingehalten. Beispiel: System System System System

CaO-FeO Ca0-P205 Na20-Al203-Si02 Na 2 0—Si0 3

Im Begriffsverzeichnis sind die Begriffe viersprachig (deutsch, russisch, englisch, französisch) wiedergegeben. Synonyma finden sich generell, durch Kommata getrennt, hinter dem fett gedruckten Begriff, so daß auf eine besondere Kennzeichnung — bis auf Ausnahmen — verzichtet worden ist. 3. Darstellungsform der Begriffe Im allgemeinen ist jeder Begriff durch den ersten Satz definiert. Dem Charakter des Begriffes entsprechend, erfolgt die Erläuterung und nähere Ausführung zum Begriff unterschiedlich: Minerale werden einheitlich in raumsparender Weise gemäß unten stehendem Schema nach 9 Punkten und Literaturangaben abgehandelt. Bei Werkstoffen wurde vielfach eine Aufgliederung des Begriffes in Definition, Herstellung, Eigenschaften und Anwendung vorgenommen. Um die speziellen „Systeme" möglichst informativ zu gestalten, wurden jeweils die invarianten Punkte mit Kennzeichnung im betreffenden Zustandsdiagramm nach Art und Temperatur aufgelistet. Am Schluß eines Begriffes ist — bes. bei Systemen und Mineralen — mitunter die den Begriff betreffende Literatur (i. allg. unter „Lit") aufgeführt. Hierbei handelt es sich um Literatur, die für die Erarbeitung des Begriffes herangezogen worden ist, aber auch um Erstliteratur, die dem Begriff zugrunde liegt. Minerale sind vielfach mit ihren allgemeinen Charakteristika und gesondert als „(Schmuckstein)" aufgeführt, wobei die allgemeinen Mineraldaten auch für den Schmuckstein gelten (beim Schmuckstein zumeist Hinweis auf das Mineral als solches). Weiterhin wurden wegen der Verwirrung, die bei einigen Mineralen für die Bezeichnung der Hoch- und Tieftemperaturmodifikation ( Abstehwanne (Arbeitswanne). Während der Abstehperiode erreicht das Glas die für die Verarbeitung nötige Viskosität. Es ist darauf zu achten, daß sich die Ofenatmosphäre (oxidierend — reduzierend)^ nicht zu stark ändert, da sich sonst infolge der Änderung des Redox-Gleichgewichtes in der Glasschmelze Gasblasen oder Mißfärbung bilden können. Die Gasblasen können infolge der sich erhöhenden Viskosität nicht mehr auftreten. Eine langsame Abkühlgeschwindigkeit oder langes A. kann zu einer Verbesserung der Glasqualität führen, da kleine Bläschen vom Glas resorbiert werden können; Zusammensetzungsunterschiede gleichen sich zu einem gewissen Grade noch aus. Ein Wiedererhitzen ist auf jeden Fall zu vermeiden; Blasenbildung wäre die Folge. Abstehwanne -> Abstehzone Abstehzone — Teil eines —> Glasschmelzwannenofens, in dem die Glasschmelze auf die der Verarbeitungszähigkeit notwendige Temperatur (Verarbeitungstemperatur) heruntergekühlt wird. In diesem Teil findet eine weitgehende Homogenisierung der Glasschmelze statt. Im Gegensatz zu anderen Zonen nimmt die Glasschmelze keine Wärme mehr auf, sondern gibt sie an den Ofenraum bzw. das Gewölbe ab. Vielfach bildet die A. einen gesonderten Wannenteil, die Abstehwanne, die durch Schwimmer, -» Brücken oder -> Durchlässe von der Schmelzwanne (-> Läuterzone) baulich abgetrennt ist. Abstichkorund — eine sich auf die Schmelztechnologie beziehende Bezeichnung für Schmelzkorund. Im Gegensatz zum „Blockverfahren" (-5- Blockkorund) wird kontinuierlich geschmolzen, d. h., die kontinuierlich dem Schmelzgefäß mit oder ohne Zusatz von Koks zugeführten Rohstoffe -> Bauxit und/oder calcinierte Tonerde werden im Gefäß reduzierend geschmolzen, und die Reaktionsprodukte — wie Ferrosilicium, Carbide und Nitride, sowie der mehr oder weniger reine -»Korund (-> Edelkorund, -> Normalkorund) — werden in regelmäßiger zeitlicher Folge aus dem Reaktionsgefäß entfernt. Die Abkühlung der Schmelze erfolgt meist in kokillenähnlichen Gefäßen, und die Kristallisation wird weitgehend geregelt. Abstichschlacke — -> Schlacke, die beim Abstich eines Hoch- oder Schachtofens gemeinsam mit

Abziehbilder dem Metall (z. B. Roheisen) anfällt. Unter Abstich wird daher das öffnen des Stichloches (Ausflußloches) durch Eintreiben und anschließendes Herausziehen einer zumeist mit Druckluft betriebenen Stahlstange verstanden. Die A. wird in Gießpfannen oder Schlackenwagen gesammelt und kann zum Weiterverarbeitungsort transportiert werden. Die Temperatur dieser Schlacke entspricht i. allg. etwa der des abgestochenen Metalls. Temperaturunterschiede gleichen sich während des Transportes in der Pfanne aus, so daß eine gleichmäßige Schlacke zur Verarbeitung zu Granulat, ->• Hüttenbims o. ä. kommt. Wird die Schlackentemperatur beim Abstich als zu niedrig angesehen, wird die Schlacke mit Walzsinter oder Hüttenstaub geimpft und — als Gußschlacke — zum Vergießen in Gruben abgeleitet. Abstrahlen -> Sandstrahlen Abwärtsbohren — unter Mitwirkung von Metallen ablaufende Korrosionserscheinung von -> Feuerfesterzeugnissen im Wannenboden von -> Glasschmelzwannen, für die auch der Begriff abwärtsgerichteter Lochfraß gebräuchlich ist. A. ist insbesondere an thermisch isolierten Wannenböden wegen des beträchtlich verminderten Temperaturgradienten und der damit erhöhten Temperatur im glasnahen Bereich des feuerfesten Materials festzustellen. Glasschmelze feuerfestes

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A. können durch folgende Ursachen hervorgerufen werden: 1. Zu dünner Emailauftrag, so daß die zu geringe Emailmenge die zu große Eisenoxidmenge nicht vollständig auflösen kann. 2. Verwendung eines zu leicht schmelzenden Grundemails mit einem zu kleinen -»• Einbrennintervall, das bei einer zu hohen Einbrenntemperatur gebrannt wird. 3. Zu lange Brennzeit oder zu hohe Einbrenntemperatur. 4. Flächenhafte Verunreinigung der Stahlblechoberfläche (Rost, Beizreste). 5. Verunreinigung des -*• Emailschiickers (Chloride, Sulfate). 6. Verunreinigung der Ofenatmosphäre (H 2 0, S0 2 , Cl2). Geringfügige A. treten fast immer an scharfen Schnittkanten auf. Abziehbilder — -> Dekorationsverfahren für keramische Gegenstände, bei dem als Träger für die Drucke ein spezielles Papier verwendet wird, das mit einem in Wasser löslichen oder quellbaren Stoff (z. B. Gummi arabicum) beschichtet ist. Diese Schicht dient zum Trennen des Druckes vom Trägerpapier. A. werden immer dann angewandt, wenn das Druckverfahren (Flach- oder Tiefdruck) das direkte Bedrucken der starren und nie ganz ebenen Oberflächen keramischer Gegenstände nicht zuläßt bzw. wenn dem handbemalten Porzellan ähnliche Effekte auf Massenartikeln preisgünstig erzielt werden.sollen. Die befeuchteten A. werden mit der Bildseite nach unten, d. h. seitenverkehrt (Konterverfahren) auf den Gegenstand aufgebracht und mit Hilfe eines Naturschwammes auf den Gegenstand angedrückt. Das Trägerpapier wird dann abgezogen. Es erwies sich in der Keramik ökonomischer die Bilder so zu fertigen, daß das Trägerpapier abgeschoben werden kann (Schiebebilder). /

A. kann unter Mitwirkung von Metallschmelzen oder von festen Metallen ablaufen und ist an den Grenzbereich Metall(schmelze) — Glasschmelze — feuerfestes Material gebunden. Das Korrosionsbild des A. ist unterschiedlich; neben ausgesprochenem Tiefenbohren ist auch flächenförmiger Abtrag des feuerfesten Materials zu beobachten. Ausschlaggebend für die Intensität des A. ist die Temperatur am Wannenboden und das Temperaturgefälle. (-> Blasenbohren). Lit.:

SANDMEYER/MIILER : « l a s t e c h n . B e r . 4 6 ( 1 9 7 3 ) , 1 7 7 -

182. - BoaauM: Sprechsaal 107 (1974), 5 6 5 - 5 6 9 .

Abzehrung, Durchzehrung > Emaillierfehler — über eine geschlossene Fläche auftretende Kupferköpfe. Der Fehler entsteht dann, wenn eine flächenhafte Überoxidation der Stahlblechoberfläche dazu führt, daß das Grundemail die zu großen Mengen an Eisenoxiden nicht vollständig auflösen kann. An den A. kommen dabei meist sämtliche Stadien der Übersättigung des Grundemails mit Eisenoxid vor.

1 — Gegenstand, 2 — Haftschicht, 3 — Dekor, 4 schicht, 5 — Trägerechicht (Papier)

Trenn-

Die H e r s t e l l u n g der A. erfolgt in Druckereien nach einem fotochemischen Verfahren, bei dem mit einem lichtempfindlichen Film überzogene Stahlplatten über aufgelegte Schablonen belichtet werden. Hierdurch werden die belichteten Partien gehärtet, während sich die unbelichteten herauswaschen lassen. Die gehärteten Partien werden mit Druck- und Puderfarben versehen und bleiben beim Drucken auf dem mit einer Kleisterschicht versehenen Papier (Meta-, Duplex-, Kollodiumpapier) haften. Für bunte A. muß für jede Farbe eine entsprechende Druckplatte angefertigt werden.

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Achat

Achat — feinfaseriges Kieselsäureaggregat (-> Chalcedon, -> Si0 2 -Varietäten) radialstrahliger u n d konzentrisch-schaliger S t r u k t u r . Vom Chalcedon unterscheidet sich der A. durch weit geringere Durchsichtigkeit, kräftigere F ä r b u n g und ausgesprochene Lagenstruktur. Zwischen den Fasern aus Quarz konnten Opalgehalte (-> Opal) bis zu 3 0 % gefunden werden. D = 2,60 ± 0,05. B e k a n n t waren früher die jetzt erschöpften A.-Lagerstätten von Idar-Oberstein. Wichtigste Produktionsgebiete finden sich in Südbrasilien u n d Uruguay. V e r w e n d u n g : in der keramischen Industrie als Achatstift zum Polieren des Goldes; als Mahlbecher und -kugeln von Achatmühlen u. a.

Bei der Metasomatose ist die Stoffverdrängung ziemlich lokalisiert, die P r o d u k t e sind vielfältig u n d haben verschiedene N a m e n erhalten, wie Natronhornfelse, Spilosite (fleckig), Desmosite (bänderig), Adinolhornfelse und Adinolschiefer. Bemerkenswert ist, daß gerade die Tonschiefer f ü r die Natronmetasomatose besonders empfindlich waren. I n vielen Fällen waren aber die Tonablagerungen während der Umwandlung noch ungehärtet, so daß die Bodenschlamme als Absorptionsapparat f ü r die Natronlösung fungiert haben. Das Natriumsilicat ist durch die überschüssigen Tonerden als Albit gebunden worden. I n A. gefundene Badiolarien zeugen von den submarinen Entstehungsbedingungen.

Achatglas — farbig gebändertes Glas, durch Zusammenschmelzen verschiedenfarbiger Glasmassen e n t s t a n d e n ; bildet mit dem Jaspisglas u n d dem Chalcedonglas eine bestimmte Art der marmorierten Gläser. Die Bezeichnung ist in der historischen Literatur nicht einheitlich. Die früheste Herstellung ist aus Ägypten zur Zeit der Diadochen Murrinen) bekannt. I n der venezianischen Glask u n s t spielen die marmorierten Gläser eine wichtige Rolle. - » Antonio N E R I beschreibt mehrere Arten, einen „Chalcedonier" zu machen. Eine verwandte Art ist das Karneolglas, das vorwiegend rötlich geädert ist und seit dem 17. J h . in Venedig hergestellt wurde. Es ist nicht zu verwechseln mit dem böhmischen Lithyalinglas E G E R M A N N S aus der ersten H ä l f t e des 19. J h .

Achatglaskelch, Venedig 19. J h . ? {Bayrisches N a t i o n a l m u s e u m , München)

Achroit —> Turmalin Adinole — (griech.: adinos = sich drängend) an K o n t a k t e n der Diabase und Basalte umgewandelte Tonschiefer, die im extremen Falle zu reinen Quarz-Albit-Gesteinen werden. Adinolkontakte, besonders um Diabasmassen, sind sehr verbreitet (z. B. Harz).

Aegirin 1. NaFe+++[Si 2 0 6 ], z . T . CaFe++ an Stelle von NaFe+++. 2. Monoklin-prismatisch; CfÄ — C 2 /c; aa = 0,966 60 = 0,879 c0 = 0,526; a0:60: c0 = 1,099:1:0,598; ß = 107 °20'; Z = 4; A. gehört innerhalb der -> Inosilicate zu den Klinopyroxenen. 3. Kristalle eingewachsen, meist stengelig nach der c-Achse, oft spießig (-»- Akmit); vorhandene Flächen: (100) (110) (010); Zwillinge nach (100), oft lamellar. 4. HM = 6,5; D = 3,576; # vollkommen nach (110), Spaltwinkel 93°, nach (010) deutlich; G = Glasglanz; F = schwarz bis grünlichschwarz, rötlichbraun bis bräunlichschwarz, im Dünnschliff grün durchsichtig. 5. nx = 1,776 nv = 1,821 n. = 1,836; A = 0,060 ( — ); X geg. C = 0 - 8 ° , Y\\b,Zgeg.a = 9---17 0 , X = spitze Bisektrix; 2VX = 70---60 0 ; Pleo = grünlich nach gelblich; geringe Auslöschungsschiefe. 6. Vor dem Lötrohr leicht schmelzbar; schwer zersetzbar durch HCl; Fpt sa 1253 K unter Abscheidung von H ä m a t i t . 8. Gemengteil der Alkaligranite und Alkalisyenite, sowie der zugehörigen Gang- und Ergußgesteine; auf den Pegmatitgängen des Eruptivgebiets in Südnorwegen (Langensundfjord), UdSSR- (Halbinsel Kola); R u m ä n i e n (Sieben-

Afwillit

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bürgen), Portugal; in Silikasteinen aus Glasretorten; in gebrauchten SiC-Steinen neben Cristobalit. 9. X P D F 18-1222 : 0,290 10 , 0,637 9 , 0,442 8 , 0,298,, 0,247G, 0,173 6 , 0,140 6 , 0,319 5 . Aenigmatit 1. Na 4 I , efpTi 2 [0 4 /(Si 2 0 6 ) 6 ]. 2. triklin; a0 = 1,04 1 6 0 = 1,081 c0 = 0,893; a0:b0:c0 = 0,963:1:0,826; « = 104 °56' ß = 96 °52' y = 125 °19'; Z = 1; [SiOJ-Tetraeder bilden wahrscheinlich Zweierketten wie bei den —> Pyroxenen; Verhältnis von Fe 2 + :Ti ist im Ae. gleich 5:1. 3. Säulige bis nadelige Kristalle I'e-Richtung; an Formen meist (010) (100) (U0)'(001); Zwillinge nach (110) stets lamellar. 4. HM = 5,5; D = 3,79; # gut nach (010) und (100) mit Winkel von ^ ¡ 6 6 ° ; F = dunkel, stark rotbraun. nx = 1,81 ny = 1,82 nz = 1,88; A = 0,07 ( + ); Pleo = besonders deutlich, hellrotbraun, dunkelbraun, opak; A.-E. (110), s. Abb.; 2V z = 32°. Von Säuren leicht angegriffen. hell rofbroun

S c h n i t t d u r c h eine Aerofall-Mühle 1 — G u t a u f g a b e , 2 — Hebeleiste, Panzerung, 4 — A u s t r a g

— kegelförmige Seiten-

gesetzt. Für die Zementindustrie ist der Einsatz der Aerofall-Mühle zur -> Mahltrocknung besonders interessant, da beim Trockenverfahren eine effektive Nutzung der Abgaswärme geboten ist. Das Aufgabegut kann dabei eine obere Korngröße von 300 mm und einen Feuchtigkeitsgehalt von 20% haben. Beachtenswert ist der hohe Durchsatz, der 600 t/h erreichen kann. Lit.: MARICH.VL: Theoretische u n d experimentelle U n t e r suchungen a n der Aerofall-Mühle, Zement-Kalk-Gips 19 (1966), 361 — 368.

Aerosil — Wz. (Fa. Degussa/BRD) für pyrogen aus SiCl4 hergestellte hochdisperse Kieselsäure, die der Substanzgruppe der Aerosole (s. Tab. bei Sol) zuzuordnen ist. SiCl4 wird in eine Knallgasflamme gesprüht, wobei sich an die thermische Zersetzung des SiCl4 in Silicium und Chlor die Oxidation des gebildeten Siliciums zu feindispersem Si0 2 unmittelbar anschließt, so daß sich die Aerosilbildung auch als Flammenhydrolyse des SiCl4 gemäß

diTkosi5-1 ientraßi- •' , a

SiCl,

- 2 H „ 0 -> Si0 2 H,

8. Mit -> Aegirin und -> Arfvedsonit, nur in magmatischen Natron- und Nephelinsyeniten, Natrontrachyten und Phonolithen; z. B. Afrika (Kenia) und Pantalleria. 9. X P D F 22-1453: 0,809 lo , 0,315 10 , 0,2709, 0,254 8 , 0,293-, 0,212,, 0,241 6 , 0,162 6 . LU.:

GOSSNEK/MÜSSGNUG : ZBL.

M i n . (1929), 5.

Aerofall-Mühle — mit einem -> Windsichter kombinierte -> Mühle (—> Zerkleinerungsmaschinen), bei der die Haufwerkbrocken die Funktion der Mahlkörper übernehmen (autogene Mahlung). I m Prinzip kann als Mahlaggregat jede —> Trommelmühle Verwendung finden, jedoch wurden in den letzten J a h r e n hierfür spezielle Mühlen entwickelt, die ein großes Durchmesser-Länge-Verhältnis kennzeichnet. Durch den großen Trommeldurchmesser (bis etwa 7 m) und eine hohe Drehzahl (etwa 0,8 • »krit) wird eine ausreichende kinetische Energie der Mahlbrocken gewährleistet. Dies ist notwendig, da die Dichte der Mahlbrocken wesentlich geringer ist als die der Stahlkugeln in der Trommelmühle. Heute wird dieser Mühlentyp zur Zerkleinerung von Erzen, Kalkstein, Schlacken, Koks usw. ein-

4 HCl

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formulieren läßt. Als Dispersionsmittel dient dabei die Luft. In letzter Zeit sind Verfahren entwickelt worden, bei denen an Stelle der Knallgasflamme ein Sauerstoffplasma eingesetzt wird. Eigenschaften: Spez. Oberfläche ( B E T ) Primärteilchengröße Dichte Stampfvolumen pH-Wert Porendurchmesser

50—600 m'/g (z.B. Aerosil 300: 300 m 2 /g) 5—50 u m

2,2 k g / d m 3

1000—2000 mi/100 g 3,6—4,3

keine P o r e n bis zu einer Oberfläche von 300 m£/g

V e r w e n d u n g : Füllstoff (besonders für Gummi und in der Kunststoffindustrie); Fließmittel; Mattierungsmittel; pharmazeutische und kosmetische Hilfsmittel (z. B. in Salben und Zahnpasta), zur Adsorption von Dämpfen, als Trägerkatalysator, Verdickungsmittel für Schmierstoffe u. a. m. Ähnliches P r o d u k t : CAB-o-SIL (USA). Lit.: FERCH: Chemie-Ing. Techn. 48 (1976), 9 2 2 - 9 3 3 .

Aerosol -> Kolloid Calciumsilicathydrate.

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Agglomerat

1. Ca 3 [Si0 3 0H] 2 • 2 H 2 0 2. Monoklin-domatisch; Cf — Cc; a0 — 1,627 60 = 0,563 c0 = 1,323; a 0 : &0: c0 = 2,889:1:2,349; 0 = 134°48'; Z = 4; A. rechnet zur Familie der Nesosubsilicate, d. h. Si tritt in Form isolierter Tetraeder auf, wobei einige O-Ecken durch OH-Gruppen ersetzt sind; die Ca-Koordination ist 6 oder 7, wobei die Ca-Polyeder unregelmäßig aufgebaut sind. In (010) sind die Si0 4 -Tetraeder mit zwei Polyederarten zu Bändern verknüpft, die durch eine andere Ca-Polyederart verbunden werden. 3. Meist nadelig und gestreift [010]; auch taflig nach (100) (parallelverwachsene Aggregate). 4. HM = 4; D = 2,630 (291 K); # nach (001), unvollkommen nach (100); F = farblos, weiß; 6 = Glasglanz; Str. = weiß. 5. nx = 1,6169 nv = 1,6204 nz = 1,6336 (NaLicht); A = 0,0167 ( + ); X A [001] = - 3 1 , 2 ° ; Achsenebene (010); 2VZ = 54 °40'. 6. In HCl löslich. 8. Aus Diamantfunden Südafrikas beschrieben (im Doleriteinschluß der Kimberlite mit Apophyllit, Natrolith); als Zementmineral kommt ihm gewisse Bedeutung zu; Synthese hydrothermal bei 383 •• -433 K ; entsteht u. a. bei der Autoklavbehandlung von Calciumsilicaten (z. B. bei der Kalksandsteinherstellung); auch unter speziellen Bedingungen bei der Hydratation von -¡- Portlandzement. 9. X P D F 9-454: 0,31910, 0,28410, 0,27410, 0,6468, 0,5748, 0,4738, 0,2158, 0,1958. L Ü . : MEGA"\V: A c t a C r y s t . 5 ( 1 9 5 2 ) , 4 7 7 . -

HELLER/TAYLOS:

„Cristallographic Data for the Calcium-Silicates"i

London

1956.

Agglomerat (lat.: Anhäufung, Zusammengeballtes) — durch Zusammenballen (Agglomerieren) feiner Teilchen entstandenes gröberes Gut. A. entstehen beispielsweise durch Granulieren, durch Sprühtrocknung usw. In der Geol.: meist unverfestigte Ablagerung aus losen, eckigen groben Gesteinsbruchstücken (s. a. —> Konglomerat). Aggloporit, Sinterbims — ein auf geraden oder runden Sintermaschinen, in Sinterkübeln oder im Schachtofen aus tonigen Rohstoffen oder Industrieabfallprodukten durch Hitzeeinwirkung agglomerisiertes poriges Material. J e nach Ausgangsrohstoff wird der A. auch als Tonsinter, Waschbergesinter, Schlackensinter oder Aschensinter bezeichnet. Gebrochen und klassiert stellt A. einen -> Leichtzuschlagstoff mit offenporiger, zerklüfteter Oberfläche dar; bei Aschensinter Ausbildung auch als Granalien mit geschlossener Oberfläche. Eigenschaften: Kornporigkeit 50% Schüttdichte 0,45—0,80 kg/dm 3 Rohdichte 1,10—1,40 kg/dm" Abhängig von Ausgangsmaterial und Sinterverfahren.

Agricola, Georg, 1495 — 1555 — Mineraloge, Kulturhistoriker, Philosoph. Vater der Technologie des Glases. In seinem zwölfbändigem Werk „Vom Bergwerk" (um 1530) berichtet er über die Fabrikation des Glases und ihrer Verbesserung. Die Schrift ist als erster Versuch zu werten, die Glasmacherkunst wissenschaftlich darzustellen.

Akermanit — s. a. System CaO—MgO — Si0 2 . 1. Ca2Mg[Si207]. 2. Tetragonal-skalenoedrisch; Dld—P42JTO; a 0 =

0 , 7 8 4 c0 = 0 , 5 0 1 ; cja0

= 0,639; Z = 2; ähn-

lichwie ->• Melilith; die Kationen sind tetraedrisch von Sauerstoff umgeben, so daß Tetraederschichten entstehen; somit auch Zuordnung zu den Phyllosilicaten möglich. 3. Dünntaflige Kristalle; meist (001), (100) Flächen ; kommt in Industrieschlacken nie rein vor, kristallisiert in Hochofenschlacken durch Glasund CaS-Einschlüsse gern in „quadratischen" Tafeln mit sanduhrähnlichen Strukturen; häufig zonar gebaut mit schwach negativ brechendem Kern mit anomaler Interferenzfarbe und mehreren isotropen Zonen. 4. HM

= 6; D = 2,944; # = d e u t l i c h n a c h (001),

(110) 5 . n. = 1 , 6 3 9 n0 =

1 , 6 3 2 ; /i =

0 , 0 0 7 ( + ), s. A b b .

Optische Orientierung

6. Gelatiniert mit HCl; „Pflock"-Struktur; F„ = 1727 K. 8. Außer in Hochofen- und verschiedenen Metallhüttenschlacken (oft bedingt durch A120:)Gehalte: Ca 2 Al 2 Si0 7 ) auch als Entglasungsprodukt in Gläsern des Systems Na 2 0—CaO— MgO —Si0 2 mit 2—7% MgO. 9. X P D F 10-391: 0,28710, 0,3093, 0,1763, 0,204.,, 0.2492. 0,3731( 0,555!, 0,422^ Lit.: ERVIN/OSBORN : Amer. Mineral. 34 (1949), 717.

Akkumulation — (lat.: accumulare = anhäufen) 1. Mechanische Anhäufung, d . h . Aufschüttung von vulkanischen Lockermassen oder von Gesteinsmaterial durch Flüsse (Schotter) oder Gletscher (Moränen); allgemein auch soviel wie — Ablagerung. 2. Anreicherung von Erdöl an strukturell günstigen Stellen der Erdkruste. 3. Anreicherung von Schwermetallen und fluiden Phasen in den Kuppel- und Flankenzonen von Granitintrusionen. Akkumulationstheorie, Aufschüttungstheorie, von dem engl. Geologen Ch. LYELL (1797 — 1875) vertretene, heute allgemeingültige Theorie, wonach sich Vulkankegel durch Aufschüttung (Akkumulation) der aus einem Schlot herausgeschleuderten Lockermassen bilden. Akmit — NaFe+++[Si 2 0 6 ] weitgehend identisch mit Aegirin, demgegenüber braungefärbte Kristalle, die durch steilstehende Prismenflächen am Ende zugespitzt sind; oft zonarer Aufbau: Wechsel von grüner (Aegirin) und brauner Substanz, z. B, Rundemyr (Norwegen).

Aktivierungsanalyse Aktinolith (Asbest oder Strahlstein i. e. S.). 1. Ca 2 [Mg, Fe*+) 5 [(OH, F)/Si 4 O u ] 2 . 2. Wie alle Klinoamphibole monoklin-prismatisch Ci„ - C 2/m; a0 = 0,986 b0 = 1,811 c0 = 0,534 a0:b0:c0

=

0,544:1:0,295; ß =

105°; Z

=

2

wichtigstes Glied der Aktinolith-Reihe, Si reich, Ca-führend, Alkali gering; gehört als monoklines Klinoamphibol in die Familie der Amphibole, deren Struktur durch Ketten von [Si0 4 ]-Tetraedern gekennzeichnet ist; im Unterschied zu den Klinopyroxenen besteht diese aus Doppelketten mit der charakteristischen Gruppe [Si 4 O u ]. 3. Aufstellung problematisch, bevorzugt wird die nach TSCHERMAK-MÜGGE-DANA, die dem angegebenen Achsen Verhältnis entspricht; Kristalle säulig bis nadlig, selten mit Endflächen; meist stenglige bis filzige verwachsene Aggregate, gelegentlich auch grobkörnig; Formen selten erkennbar, meist Prismen (110) (100); lamellare Zwillinge nach (100), pleochroitische Höfe. 4. HM = 5 - 6 , D = 3,1; #. = wie alle Amphibole sehr gut nach (110) mit charakteristischem, strukturbedingtem Winkel von «s 124°; F — grün; O = Glasglanz, seidig; Str. = weiß 5. nx = 1,647 riy = 1,659 nz = 1,667; A = 0,020 ( - ) (s. i . ) ; Y\\b, ZAc = 11 —17°; Achsenebene (010), a.2.;2Vx = 80°.

11

Aktivierung, mechanische — Auflösung oder Verstärkung chemischer Reaktionen von Festkörpern auf Grund veränderter physikalischer oder chemischer Eigenschaften durch mechanische Beanspruchung ( - > Mechanochemie). Die m. A . umfaßt somit Möglichkeiten der Erzeugung und die Untersuchung dieser Veränderungen im Festkörper sowie ihre Auswirkung auf spezielle technologische Prozesse. Gegenwärtig wird die m. A. in ausgewählten Feinzerkleinerungsmaschinen (-s- Feinzerkleinerung), wie -> Schwingmühle, - > Desintegrator, -»- Attritor, vorgenommen. Je nach A r t des eingesetzten Maschinentyps ist mit einem unterschiedlichen Energiebedarf zu rechnen, der etwa zwischen 7 kWh/t (für den Desintegrator) und etwa 70 kWh/t (für die Schwingmühle) bzw. bis etwa 125 kWh/t (für den Attritor) beträgt. Entsprechend belaufen sich die Mahlkosten zwischen 10 und 60 M/t. Über das eigentliche Zerkleinerungsergebnis werden durch die m. A. Eigenschaftsveränderungen bewirkt, die im Kristallgitter und dem Zustand der Feststoffoberfläche zu sehen sind. Technischen Einsatz für eine m. A . haben insbes. die Schwingmühle und der Desintegrator gefunden. Lit.: SCHRÄDER: „Mechanochemie und ihre praktische Anwendung", Die Technik 24 (1969), 8 8 - 9 6 .

Aktivierungsanalyse — radiochemische Methode der Element- und Isotopenanalyse zum qualitativen und quantitativen Nachweis kleinster Mengen bestimmter chemischer Elemente.

1 T I X -t birT i | •

Nachweisgrenzen der Aktivierungsanalyse mit Reaktorneutronen

—i— KT i - r r i ' 4-1 i II i i ! CqH£\X /tOmoUSO W/Cafe, " ™ Aktinolith r —

29

1: Optische Baten

Größenordnung der Nachweisgrenze in g

Elemente

10" 15 10-" 10" 10"' 2

Eu In, D y Mn, Sm, Ho, Lu, Re, I r , A u Na, Ar, V, Co, Cu, Ga, As, Br, K r , Rh, Pd, A g , I , Cs, La, Pr, Y b , W AI, Cl, K . Sc, Ge, Sc, Y , Sb, X e , Ba, Gd, Tb, Er, T m , P t , Os, Hf, H g , Th, U Si, P, Cr, N i , Zn, Sr, Nb, Itu, Cd, S, Te, Ce, Nd, Ta F , N e , Mg, T i , Rb, Mo, T l , B i S, Ca, Zr, P b Fe

10-" 10-10 10-' 10-' 10-' 2: Optische Orientierung

¡in 8. Charakteristisch für kristalline Schiefer; als Gemengteil und Einsprengling, auch selbständige Gesteine (Strahlsteinschiefer) bildend; in Talk- und Chloritschiefern und Serpentin; auch in kontaktmetamorphen Kalken; in Gesellschaft mit Chlorit, Epidot, Calcit; aber auch auf Magnetit-, Kies-, Blende- und Bleiglanzlagerstätten. 9. X P D F 25-157: 0,27210, 0,25410, 0,3408, 0,8477, 0,491„ 0,314„ 0,296,, 0,165,. Lit.: ZüSSHANN: Acta Cryst. 8 (1955), 301.

Sie basiert auf der Umwandlung der stabilen Isotope der zu analysierenden Elemente in instabile (radioaktive) Isotope des gleichen Elements oder benachbarter Elemente (Ordnungszahlunterschied ± 2 ) durch Kernreaktionen bei Bestrahlung mit Neutronen (n), geladenen Teilchen (z. B. Protonen (p), Deuteronen (d) oder Alphateilchen ( « ) oder Photonen (y-Quanten)). Anhand der bekannten Halbwertszeit und der ausgesandten charakteristischen radioaktiven Strahlung werden die gebildeten radioaktiven Isotope identifiziert und unter Berücksichtigung der A r t der Kernreaktion, die zur Bildung des entsprechenden Radionuklids führt, den Ausgangselementen zugeordnet (qualitative Analyse). Die quantitative Analyse beruht auf der Proportionalität zwischen der Masse des zu bestim-

30

Akzessorien

menden Elements und der Aktivität des gebildeten Radionuklids. Nach der Bestrahlung wird die Probe entweder direkt gemessen (instrumentelle A.) oder man muß vor der Messung radiochemische Trennungen vornehmen (radiochemische A.). Die Messung kann man nach der absoluten oder der relativen Methode vornehmen. Bei der Absolutmethode wird die unbekannte Masse des zu bestimmenden Elements aus der gemessenen absoluten Aktivität und den Aktivierungs- und Zerfallsparametern nach folgender Gleichung berechnet:

A = Aktivität des gebildeten Radionuklids, 0 = Flußdichte der Projektile pro cm2, a — Aktivierungsquerschnitt in cm®, m -- Masse des zu bestimmenden Elements in g, M = Atommasse des Elements, h — relative Häufigkeit des aktivierbaren Isotops, Na = AvoGADRDsche Zahl, tB = Bestrahlungsdauer, ( , / , = Halbwertszeit des gebildeten Iladionuclids.

Wegen der Unsicherheit der Aktivierungsparameter besteht die Gefahr beträchtlicher systematischer Fehler. Daher benutzt man in der Praxis meist die zeitaufwendigere Relativmethode, wobei die Probe gemeinsam mit einem Standard für jedes zu analysierende Element bestrahlt und anschließend gemessen wird. Aus dem Verhältnis der Aktivitäten von Standard und Probe ergibt sich die Masse der zu bestimmenden Komponente. Die Abb. zeigt schematisch die Ausführung einer A.

Bei Gläsern und Keramiken wird die A. vorrangig als Neutronenaktivierungsanalyse zur Bestimmung von Spurenverunreinigungen, z. B . in Si02, von Dotantenkonzentrationen, z. B . in Lasermaterialien, oder zur Analyse von Bor und Lithium angewandt. Lit.: KRÜGER: Principles of activation analysis, Wilev, New York 1971. - KRIVAN: Angew. Chem. 91 (1979), 132.

Akzessorien, (griech.: accedere = hinzufügen) Übergemengteile — verbreitete aber nur in geringen Mengen in den ->• Gesteinen vorkommende Minerale, wie Zirkon, Apatit, Magnetit u. a. Alabaster — (griech., nach der ägypt. Stadt Alabastron) feinkörnige, dichte, hell durchscheinende Gipsart (-»• Gips), meist weißer, jedoch auch roter oder grauer Farbe. HM: l , 5 - - 2 (mit dem Fingernagel ritzbar im Unterschied zum härteren Kalkalabaster: CaC03); Dichte: 2 , 3 - - 2 , 4 kg/dm3. I n der bildenden K u n s t war bzw. ist A. ein beliebtes Material für Werke der Plastik und des Kunsthandwerks. A. ist leicht bearbeitbar und daher besonders für Kleinplastiken beliebt. Alaungips - » Plaster Albit — s. a. -> System N a 2 0 —A1 2 0 3 — S i 0 2 . 1. Na[AlSi 3 0 8 ]. 2. Triklin-pinakoidal; C\ — P 1; a0 = 0,8138 b0 = 1,2789 c 0 = 0,7156; a0:60:c0 = 0,636:1 : 0,559; ot = 94° 19', ß = 116° 34', y = 87°39'; Z = 4 ; A. ist das reine Na-Endglied der lückenlosen Mischkristallreihe Albit % Anorthit (Plagioklase); gehört als gesteinsbildender —> Feldspat zu den Gerüstsilicaten; Si ist gesetzmäßig durch AI ersetzt, Ladungsausgleich durch Kationen; [Si0 4 ]- und [A10 4 ]-Tetiaeder sind über vier Ecken zu unendlichen Gerüsten verknüpft; zeigt charakteristische Unterschiede zwischen der Hoch- und Tieftemperaturoptik in Abhängigkeit vom Ordnungsgrad der Si ^ AI-Verteilung; die geordnete Tief- und die ungeordnete Hochform sind hier im Gegensatz zu den strukturverwandten Kalifeldspaten beide triklin. 3. Aufgewachsene Kristalle deutlich säulig nach [001], oder dicktaflig nach [010] (typ. „ A l b i t " ) und ferner „Periklintyp" säulig nach [010]; schönere und größere Kristalle als beim -> Anorthit; auch hier zahlreiche Zwillinge analog zum Anorthit; Albitgesetz nach (010) und Periklingesetz nach [010] mit charakteristischem „rhombischen S c h n i t t " am häufigsten; ferner andere analog zum —> Orthoklas; daher polysynthetische Z.-Bildung mit durchkreuzenden Lamellensystemen. 4. HM — 6 ; D — 2,62 (abhängig von der Zusammensetzung); # = sehr gut (001), gut (010) (110) (110); F = weiß, r o t ; G = Glasglanz, Perlmuttglanz. 5. nx = 1,527 nv = 1,531 nz = 1,538 (abhängig von Zusammensetzung); A — 0,011 ( + ) s. A b b . ; 2 V X stark schwankend je nach Zusammensetzung und Hoch- oder Tiefform. 6. Fp = 1391 K ; Up = 1173 K ; im Unterschied zu -> Anorthit von Säuren nicht angegriffen. 8. Als Plagioklas wichtiges gesteinsbildendes Mineral heller saurer Steine (Alkaligranite und

C\\ y h \ /A A ImJA X-t-

Alit

' u

M >

\

t>

Optische Orientierung

T

NL UV / 7

W

ff/

101

-syenite), sowie deren E r g u ß f o r m e n ; häufiger noch in Gneisen, wo er meist erst bei der Metamorphose neu gebildet wird, so z. B. in Chloritschiefern u n d P h y l l i t e n ; aufgewachsen in Granitdrusen als orientierte Ü b e r k r u s t u n g von Orthoklas u n d - > Mikroklin, besonders schön in Drusen und K l ü f t e n von Gneis u n d Chloritschiefer, hier m i t Chlorit ü b e r s t ä u b t ; in Gesells c h a f t m i t Adular, Bergkristall, Rutil, Sphen, Epidot, Calcit; auch auf Erzgängen. 9. X P D F 9-466 : 0,320 10 , 0,378 3 , 0,639,, 0,368 2 , 0,403 2 , 0,366 2 , 0,293 2 , 0,351!. Lit.: COLE,SÖRUM:/TAYLOR: A c t a C r y s t . TAYLOE/DAEBYSHIRE/STRÜIRZ: Z . K r i s t . 8 7 FERÖÜSON/TRAILL/TAYLOR: A c t a C r y s t . 1 1 WILLIAMS/MEGAW : A c t a C r y s t . 1 7 ( 1 9 6 4 ) , M i n . M a g . 3 1 (1956), 47.

4 (1951), 20. — (1934); 404. — (1958), 331. 882. SMITH:

Alexandrit — Chrysoberyll von Edelsteinqualit ä t s m a r a g d g r ü n e r F a r b e , die mit der Cr 2 0 3 F ü h r u n g (bis 0,4%) in Z u s a m m e n h a n g g e b r a c h t wird. A. erscheint bei Tageslicht grün, bei Lampenlicht hingegen rot, in besten E x e m p l a r e n smar a g d g r ü n u n d r u b i n r o t . U m dies möglichst g u t sichtbar werden zu lassen, müssen die Steine eine gewisse Dicke haben, u n d die Tafelfläche m u ß parallel der Längsfläche angelegt werden. Der Pleochroismus ist deutlich, im Tageslicht taubenb l u t r o t — orangegelb — smaragdgrün, im Lampenlicht dunkelrot — gelbrot — dunkelgrün. Beim A. ist eine deutliche Spaltbarkeit vorhanden, was sich bei der Verarbeitung auswirkt (der Bruch ist muschelig). HM: 8,5; D i c h t e : 3,73 kg/cm 3 . Der sog. synthetische Ä. ist ein durch V 2 0 5 -Beimengung dem natürlichen A. ähnlich gefärbter synthetischer -> K o r u n d oder synthetischer alexandritartiger --> Spinell m i t der f ü r diesen charakteristischen anomalen Doppelbrechung. Alit — d u r c h Mischkristallbildung stabilisierte C 3 S-Phase Tricalciumsilicat) im Portlandzementklinker. Alit bildet sich w ä h r e n d des Klinkerbrandes durch Festkörperreaktionen oberhalb 1525 K , im wesentlichen erst bei Erreichen der Sintertemper a t u r im Bereich von 1675 bis etwa 1775 K . Die A r t u n d Menge der in das C 3 S-Gitter eingeb a u t e n F r e m d i o n e n u n d d a m i t auch der Stabilisierungseffekt sind von der chemischen Zu-

31

s a m m e n s e t z u n g der Zementrohmischung und den Brennbedingungen abhängig. Bei niedrigen T e m p e r a t u r e n liegen die Einbaugrenzen niedriger. F ü r eine T e m p e r a t u r von 1825 K werden folgende maximale Einbaugrenzen (Ma. in %) angeg e b e n : MgO, 2,0; A1 2 0 3 1,0; F e 2 0 3 1,1. Von d e n sechs Modifikationen des C 3 S t r e t e n in der F o r m des A. vorwiegend die monokline Modifikation Mi, seltener Mu u n d die rhomboedrische P h a s e R auf. Die trikline Modifikation Ti t r i t t wegen des im Klinker stets v o r h a n d e n e n Überschusses von A1 2 0 3 u n d F e 2 0 3 nicht auf, w ä h r e n d Tu n u r bei Mg-reichem, langsam g e k ü h l t e m Klinker b e o b a c h t e t wurde. I m technischen PZ-Klinker erscheinen die Alitkristalle i. all. idiomorph m i t gedrungen tafligem H a b i t u s u n d meist sechsseitigem Querschnitt, eingebettet in eine feinkristalline Zwischenmasse (-»- Aluminat- u n d Ferritphase). (Die Abbildung zeigt einen entsprechenden Ausschnitt eines Klinkeranschliffs, V «a 175 x ) .

BS W W § I - IH

.! S m a H i

•> ZWmht

Der A. besitzt folgende optische E i g e n s c h a f ten: Lichtbrechung:

Doppelbrechung: Achsenwinkel: Farbe: Dichte:

»« ILZ =

1,716—1,720 1,722- -1,724

NZ — NX - 0,005 (Schwankung etwa 0,002 bis 0,005)

( —) 2V =• sehr klein farblos bis schwach gelb; 3,20 kg/dm 3

C 2 S + C v e r l ä u f t aber so langsam, d a ß es u n t e r den technischen Bedingungen der K l i n k e r k ü h l u n g zum „ E i n f r i e r e n " des A. k o m m t . Begünstigend auf den Alitzerfall h a b e n sich reduzierende Brennbedingungen sowie die Teilnahme b e s t i m m t e r K o m p o n e n t e n — z. B. N a 2 0 oder FeO — an der Mischkristallbildung des C 3 S erwiesen. I m Hinblick auf die hydraulischen Eigenschaften des Portlandzementes, insbes. das E r h ä r tungsvermögen, k o m m t dem A. von allen - » Klinkermineralien die größte B e d e u t u n g zu. Die Mengenanteile des A. im .FZ-Klinker bewegen sich deshalb im Bereich v o n 40---70%. Besonders wichtig ist ein hoher Alitgehalt f ü r die Herstellung frühhochfester P o r t l a n d z e m e n t e . Beim A b b i n d e n entwickelt A. bzw. C 3 S W ä r memengen von etwa 500 J / g ; die Schwindung ist gering.

32

Alkaliburstil) g

Auch die Größe der Alitkristalle beeinflußt in geringem Umfang die hydraulischen Eigenschaften. Alkalibeständigkeit (von keramischen Farben) — Beständigkeit der -> Aufglasurfarben bzw. -> Dekore gegenüber den Einwirkungen alkalisch wirkender Reinigungsmittel. Der Reinigungsprozeß — insbesondere beim maschinellen Spülen — wird durch vier Faktoren bestimmt: chemische Einwirkung, mechanische Einwirkung, Temperatur und Zeit, wobei die Einwirkung von Alkalien (pH 9--• 11) bei erhöhter Temperatur (50- -90°C), sowie der Wechsel von alkalischer Reinigungsspülung und saurer Klarspülung die -> Dekoration am meisten beansprucht und zu Schäden führt. Die Bestimmung der Resistenz gegenüber alkalischen Reinigungsmitteln ist in der DDR und BRD standardisiert. Sie erfolgt in der Weise, daß die dekorierten Prüfkörper in l%iger Lösung von Trinatriumphosphat (Na 3 P0 4 ) 30 min gekocht und danach — je nach dem Grad der Beschädigung — in 5 Gruppen visuell eingeordnet werden. Dieses Schnellprüfverfahren entspricht etwa 5000 Durchgängen im Geschirrspülautomaten.

Tonerdearme Fritten ähnlicher Art schmelzen am besten in schwach reduzierendem Feuer zwischen 1200 und 1 3 0 0 K (SK 010a und 04a) bei gutem Spiegel leicht aus, bedürfen allerdings zum rissefreien Sitzen eines äußerst kieselreichen Scherbens (künstlicher Sandstein), der sich nur schwer verarbeiten läßt. Um das Fritten zu umgehen, kann gemahlenes Wasserglas etwa der Zusammensetzung Na 2 0 • 3,4 • Si0 2 benutzt werden, das bei 290 K allerdings noch eine Wasserlöslichkeit von 3% besitzt. Entsprechende Kali-Wassergläser weisen eine höhere Löslichkeit auf. B E R G E hat solche „ungefrittet e n " Wasserglasglasuren für Glattbrandtemperaturen von 1240--1260 K (SK 07a--06a) erfolgreich entwickelt. Da sie sich aber verhältnismäßig leicht zersetzen (Bildung von Kieselsäuregallerte), lassen sich die Glasuren nur kurze Zeit aufbewahren und verarbeiten. Deshalb scheiden sie für die industrielle Praxis aus, während sie der Kunsthandwerker zur Erzielung kupferblauer (Persisch- oder Ägyptisch-Blau) und manganvioletter Kraquelee-Glasuren sehr schätzt. Zu berücksichtigen bleibt, daß alkalireiche Glasuren ausgesprochen spröde und wegen der großen Ak von K 2 0 und Na 2 0 in hohem Grade haarrissig und damit als alleinige Glasur für Gefäße aus Irdenscherben ungeeignet sind.

Alkalibursting — Verschleißerscheinung von -s„Feuerfesterzeugnissen mit mittlerem Al 2 0 3 -Gehalt" (— Schamotte-Erzeugnisse), seltener solcher „mit hohem Gehalt an A1 2 0 3 ", die verursacht wird Alkalikalktrachyte — —' Gesteine einer meist raudurch die Reaktion mit zuwandernden Alkalihen, porösen Grundmasse aus Orthoklasleisten verbindungen und sich in unstetig ansteigender (Sanidin), Augitkristallen und MagneteisenkörnPorosität auswirkt. chen, in der Einsprenglinge von schön ausgebilDurch die Reaktion der Alkalien mit dem Mullit deten Sanidintäfelchen, Oligoklas und Amphibol und Glas der Schamotte bilden sich verschiedene liegen. Amphibol kann durch Biotit oder Augit —> Feldspäte und/oder Feldspatvertreter Nevertreten werden. phelin, -T- Carnegieit, —> Kalsilit, -> Kaliophilit, —> Leucit), die einen größeren Volumenbedarf haben Alkalitreiben — als Folge einer Wechselwirkung und zum Wachsen führen, wenn nicht genügend der im Portlandzement enthaltenen Alkalien Schmelzphase vorliegt. Deshalb sind —>Q.uarz-Schamit bestimmten -> Betonzuschlagstoffen hervormotte-Erzeugnisse gegenüber A. beständig. gerufenes Treiben. Das A. ist innerhalb bestimmter, jedoch noch Bei Verwendung von kieseligen Zuschlagstoffen nicht genügend bekannter Bedingungen wesentkann es zur Alkali-Kieselsäure-Reaktion kommen. icher Verschleißfaktor für Schamotte-Erzeugnisse. Dabei entstehen quellfähige Alkalisilicat-Gele, die bei Wasseraufnahme ihr Volumen merklich ZU.: TROJER: Kadex-Bäsch. (1956), 1 8 9 - 1 9 6 . vergrößern und dadurch Treiberscheinungen verAlkaliglasuren — aus Alkalifritten oder festen —> ursachen. Wassergläsern bereitete -» bleiborfreie Glasuren Voraussetzung für das Ablaufen dieser Reaktion für niedrigen ->• Glattbrand. Große Alkalimengen ist die Anwesenheit von reaktionsfähiger Kieselverlangen jedoch zur Erzielung genügender Frittesäure. Für die Alkaliempfindlichkeit eines natürStabilität einen hohen Gehalt an Si0 2 und A1203, lichen Zuschlagstoffes ist in erster Linie ein Gehalt die den Fritteversatz außerordentlich zähflüssig an -» Opal, -> Chalcedon, kieseligem Kalkstein, machen. Die Zubereitungstemperatur liegt bei vulkanischen Gläsern und — Z e o l i t h ausschlagetwa 1675 K. Die erhaltenen Fritten schmelzen gebend. dagegen innerhalb eines meistens kleinen TempeDie Verwendung von dolomitischen Zuschlagraturintervalls bei nunmehr geringer Viskosität stoffen birgt die Gefahr der „Entdolomitisierung" zwischen 1175 und 1275 K leicht durch und neigen entsprechend der Reaktionsgleichung CaMg(C03)2 stark zum -»• Ablaufen. + 2KOH K 2 C0 3 + Mg(OH)2 + CaC0 3 in sich. In Zeiten, wo es an blei- und borhaltigen FlußDie Entstehung der schwerlöslichen Verbindungen mitteln fehlte, waren die alkalireichen FritteMg(OH)2 und CaCO;J ist mit spürbarer Volumenglasuren für die Irdentöpferei von Bedeutung, wie vergrößerung verbunden und löst folglich Treibauch alte Kulturvölker Alkalikalkgläser schon wirkungen aus. weitestgehend verwendet haben. Eine altägyptiAlleghanyit sche Glasur hatte z. B. folgende Zusammensetzung: 1. Mn 6 [(0H) 2 /(Si0 4 ) 2 ]. 0,70 KNaO ) 2. Monoklin-prismatisch: C\h — P 21/c; a0 = 0,83 0,02 MgO \ 0,046 A1203 • 3,06 Si0 2 60 = 0 , 4 8 6 c 0 = 1,046;a 0 :b 0 :c 0 = 1,708:1:2,152; 0,28 CaO J ß = 109° 08'; Z = 2; A. ist isotyp mit Chon-

AI—Si-Spinell

3. 4. 5. 8. 9.

drodit und zählt zur Familie der Nesosubsilicate. Meist glänzende, rötliche, abgerundete Körner, die zwillingslamelliert sind. HM = 5,5; D = 4,020; # keine merkliche; F = farblos, rosa, rötlichgelb. nx = 1,756 ny = 1,780 nz = 1,792; A = 0,036 ( - ) ; Achsenebene 1 (010); 2VX = 72°. Meist in Paragenese mit anderen Mineralen in Mn-haltigen Kalksteinen; auch auf Ag—AuQuarzeängen. X P D P 25-1184 : 0,36210, 0,286,,, 0,3148, 0,274,, 0,2617, 0,i81 e , 0,2435, 0,1805.

LII.: CAMPBELL;SMITH/BANNISTER/HEY : Min. M a g . 27, (1944), 3 3 . - LEE/STANFORD: U n i v . P u h l . Geol. Sei. 5 (1955),

13.

allitisch — Bezeichnung für die Art der in halbtrockenen (semiariden) Klimazonen vonstatten gehende Verwitterung von Alumosilicaten durch Wegführung von Si0 2 und Ausfällung von Aluminiumhydroxid unter Anreicherung von Eisenoxid (Bildung von Tonerdehydraten wie -»• Diaspor, Böhmit, -> Hydrargillit). allochthoH — (griech.: allos = anders, chthon = Erde), vom Bildungsort entfernt befindlich, aus dem ursprünglichen Verband gelöst; z. B. allochthone Gesteine, vom Bildungsort fortbewegte Gesteine. Allochthone Kohlenflöze entstanden aus zusammengeschwämmten Pflanzenresten; sie sind meist aschereich. Allochthone Decken, Schollen u. ä. wurden von ihrem ursprünglichen Untergrund gelöst und erfuhren größere, oft kilometerweite Überschiebungen. Gegensatz: autochthon. Almandin 1. Fe"Al 2 [Si0 4 ] 3 . 2. Kubisch-hexakisoktaedrisch; 0'^° — I a3d; a0 = 1,152; Z = 8; A. gehört zur Granatgruppe; JJii = Fe, teilweiser Ersatz des Fe 11 durch Mn, Mg, Ca; jß111 = AI, teilweise Fe 111 diadoch eingebaut, bisweilen auch Y-haltig; zur Mischbarkeit mit anderen Gliedern der Granatgruppe sowie der Änderung von Lichtbrechung und Dichte mit der Zusammensetzung s. Abb. -»• Granatgruppe. 3. -»- Granatgruppe; rundliche Körner oder Kristalle mit {211} und meist untergeordnet {110}. 4. HM = 6,5 — 7,5; D = 4,25; # muschelig bis splitterig; F = rot, braun, seltener schwarz; G = Glasglanz, Fett- bis Harzglanz; Str. = ins Blaue gehend. 5. n = 1,76 — 1,83 (sehr mit der Zusammensetzung wechselnd); reiner Fe—AI-Granat n = 1,830; zur Änderung der Dichte und des Brechungsindex in der Reihe Pyrop-Almandin-Spessartin s. Abb. -> Spessartin. 8. Akzessorisch in Graniten und Gneisen, sehr selten in Oberflächengesteinen; reichlich vorhanden in verschiedenen kristallinen Schiefern (Glimmerschiefer, Amphibolite, Chloritschiefer); kleine Körner neben blauem Cyanit im weißen Granulit (die Granate der Eklogite und Granulite sind meist Mischkristalle der Endglieder Pyrop-Almandin), auch in Seifen; A. ist häufig randlich oder tiefgehend in Chlorit pseudomorphisiert; Verwendung als Schmuckstein (Karfunkelstein), für Schleifzwecke (Schleifkorn, 3

Hinz

33

Schleifpapier, Schleifleinen) in der Stein- und Glasindustrie. 9. X P D F 9-427: 0,25710, 0,154s, 0,2874, 0,1604, 0,4043, 0,1873, 0,1663, 0,1263. Almandin (Schmuckstein) — -> Almandin von Schmucksteinqualität. Es werden zwei verschiedene Farbvarietäten unterschieden: Die Hauptfarbe ist ein dunkles Rot, das deutlich ins Violett geht. Bräunlichrote und rotbraune Kristalle sind ebenfalls recht häufig. Diese braungetönten Granate werden mit „Vermeille" bezeichnet. Für die Brauntönung ist ein höherer Gehalt an Fe 3+ verantwortlich. Künstliche Beleuchtung mindert die Farbschönheit von A. Bemerkenswert ist, daß A. im grünen Bereich des Absorptionsspektrums auffallende Absorptionsstreifen zeigt. Verschiedentlich zeigt A. als besondere Lichterscheinung einen vierstrahligen Stern. Als Schmuckstein sind die bräunlichen „Vermeille-Granate" weniger beliebt als die violettstichigen A. Als reichstes und wichtigstes Almandinvorkommen sind die Edelsteinseifen von Sri Lanka zu nennen (Ceylonesischer Rubin). In Brasilien findet sich A. in den topasführenden Seifen von Minas Novas. Neben mugeligem Schliff werden für A. — wie für Granate — fast sämtliche bekannten Schliffformen verwendet. Al 2 0 3 -Schlieren > Schlieren, die einen höheren Al 2 0 3 -Gehalt als das umgebende Glas aufweisen. Sie entstehen vor allem durch Auflösung von tonerdehaltigem Feuerfestmaterial, z. B. von Wannenseitensteinen, Gewölbesteinen, Rinnsteinen, Pfeifen usw. (s. —> Schlieren vom Feuerfestmaterial). Im Lösungshof dieser Steine bildet sich ein Grenzglas aus, welches stark mit A1203 angereichert ist und meist tonerdehaltige Kristalle als Entglasungsprodukte enthält. Besonders sammelt sich Grenzglas an der -»- Spülkante der Wannensteine und in Löchern und Rissen von sich ungleichmäßig auflösendem Feuerfestmaterial an. Von dort wird bei nicht konstanten Schmelzbedingungen — z. B. bei Schwankungen des Glasspiegels, der Wannentemperatur, der Flammenführung usw. — verstärkt schlieriges Glas abgezogen. Die Al 2 0 3 -Sch. treten meist in Form von scharf begrenzten ->• Fadenschlieren oder -> Knotenschlieren auf. Sie enthalten häufig kristalline Einschlüsse von Mullit, Korund, Feldspat, Nephelin usw. Dabei zeigen Al 2 0 3 -Sch., die durch herabtropfende Gewölbeglasur entstanden sind, oftmals eine leicht gelbgrüne Färbung. Durch die Schlierenuntersuchung soll die Art und die chemische Zusammensetzung der Schlieren ermittelt werden. Die sichersten Ergebnisse bei der Identifizierung der Al 2 0 3 -Schlieren sind dabei durch eine Schlierenuntersuchung mittels Elektronenstrahlmikroanalysator bzw. durch eine Untersuchung der Schlierenätzbarkeit zu erwarten. Ein verstärktes Auftreten von Al 2 0 3 -Sch. läßt sich nur durch konstante Schmelzführung und durch Einsatz von hochwertigem feuerfestem Material (z. B. Korundsteinen usw.) vermeiden. AI—Si-Spinell — Zwischenprodukt der thermischen KaolinitumWandlungsreihe, welches sich nach dem

34

Alterung Lit.:

1333. -

200

400 \ 600

800

1000

\

Kaolinit Al203-2Si02

I \J Metakaolinit 2Hß Al203-2Si02

C°

1400

Al-Si-Spinetl 2Al2033Si02 Mu///f

3Atfiy2Si02 1: 1>TA-Kurve eines Kaolinits (schematisch)

spontanen Gitterzusammenbruch des Metakaolinits oberhalb 1225 K bildet [s. 1.). Der Begriff wurde erstmalig 1958 von BRINDLEY und -»- NAKAHIEA [1, 2] geprägt, um zu kennzeichnen, daß sich aus monoklinem, locker gepacktem Metakaolinit unter Abscheidung von Si0 2 aus dem Gitter nicht — wie lange angenommen — amorphes Si0 2 und y-Al 2 0 3 , sondern eine annähernd kubische Zwischenphase bildet, an deren Aufbau AI und Si beteiligt sind. Diese Spinellphase (s. 2.) kann nur aus dem Metakaolinit, nicht aber aus einer Mischung der Komponenten Si0 2 und A1203 (auch nicht in Gelform) erhalten werden. \[ml

[ho]

2: Strukturvorschlag für den Al-Si-Spinell nach BRINDLEY u n d NAKAHIRA.

Große Kreise: 0 3 ~ in kubisch dichter Packung Kleine Kreise: Al 3+ auf Oktaederlücken P u n k t e : Al 3+ oder Si 4+ auf Tetraederlücken (Bild aus [5])

Der Al-Si-Spinell ist streng nach dem ehemaligen Kaolinitkristall geordnet. Mit der Indizierung der Elementarzelle weist v. GEHLEN [3] nach, daß die (OOl)-Ebene des Kaolinits zur (lll)-Ebene des AI—Si-Spinells und die 6-Achse zur (llO)-Richtung wird. Während der Kristallwasseraustritt aus dem Kaolinit bei 775-•-875 K praktisch keine Schwindung bewirkt, zeigt sich der Zusammenbruch der im Metakaolinit fixierten Gitterlücken (rd. 20%) am Umwandlungspunkt zum AI — Si-Spinell durch einen deutlichen Schwindungssprung. Sicherstes Erkennungsmerkmal ist für die irreversible Umwandlung der exotherme DTA-Effekt [4]. Infrarotspektroskopisch zeigt sich nach FREUND [6] der Übergang nur durch eine Verschmälerung der Bande bei 22 (IM. Nach dem gleichen Verfasser wachsen bereits knapp oberhalb von 1275 K aus der Spinellmatrix Mullitkeime innerhalb der Grenzen 2A1 2 0 3 -Si0 2 heraus.

[1] BRINDLEY/NAKAHIRA: N a t u r e 1 8 1 ( L o n d o n

1958),

[2] BRINDIEY/NAKAHIRA: J . Amer. Ceram. Soc. 42

( 1 9 5 9 ) , 3 1 1 - 3 2 4 . - [3] v . GEHLEN: B e r . d t . k e r a m . G e s . 3 9 (1962), 3 1 5 - 3 2 0 . [4] F R E U N D : B e r . d t . k e r a m . G e s . 3 7 (1960), 2 0 9 - 2 1 8 . [5] F R E U N D : B e r . d t . k e r a m . G e s . 4 4 (1967), 5 - 1 3 . - [6] FREUND: B e r . d t . k e r a m . Ges. 44 (1967), 392-397.

Alterung — Änderung von spezifischen Stoffeigenschaften mit der Zeit. A. tritt vorzugsweise bei Systemen auf, die sich nicht im thermodynamischen Gleichgewicht befinden; sie kann sich auswirken z. B. in einer Änderung des Ordnungszustandes (z. B. bei Gläsern), in Modifikationsänderungen (z. B. bei Quarzporzellan, bei Steatitkeramik), in Diffusionsvorgängen Desakkomodation der Ferrite), in chemischen Reaktionen u. a. m. Die A. ist temperaturabhängig und kann durch Temperaturerhöhung beschleunigt werden. Aluminat- und Ferritphasen — kristalline Erstarrungsprodukte des bei Sintertemperatur entstandenen Schmelzanteils im -> Portlandzementklinker. Im Gefüge des Klinkers bilden sie praktisch die gesamte Füllmasse zwischen den primären -» Klinkermaterialien (-> Alit, - > Belit) und entsprechen somit auch den Klinkerphasen, die vielfach als „Zwischenmasse" , „Grundmasse" bzw. „Matrix" bezeichnet werden. Entsprechend dem zur -» Sinterung erforderlichen Anteil an schmelzflüssiger Phase enthält der PZ-Klinker 20---30% A. u. F. Das Mengenverhältnis von Aluminat zu Ferrit richtet sich nach den geforderten Eigenschaften des Zementes und kann durch die Einstellung eines bestimmten ->• Tonerdemoduls bei der Herstellung der Zementrohmischung zielgerichtet — insbes. hinsichtlich der Sulfatbeständigkeit — beeinflußt werden. Hauptbestandteil der Aluminatphase (dunkle Zwischenmasse) ist das Tricalciumaluminat 3Ca0-Al 2 0 3 (C3A) (kubisch-disdodekaedrisch, Raumgruppe: Tifi — Pa'3, Brechungsindex n = 1,710). Das C3A enthält meist verschiedene Fremdionen, wie Na+ oder Fe 3+ in fester Lösung. Durch die Mischkristallbildung werden die Eigenschaften des reinen C3A modifiziert. Im Klinkeranschliff (s. Abb.) ist das hellgraue Aluminat neben weißlichen Ferritkristallen deutlich zwischen den relativ großen Alitkristallen erkennbar. Neben dem kubischen Aluminat (rechtwinklige

Klinkerschliff, V » 350 X

Aluminiumoxid d u n k l e Zwischenmasse), das n u r selten idiomorph kristallisiert, k a n n es u n t e r b e s t i m m t e n Bedingungen zur Ausbildung einer a n d e r e n Modifikation, der sog. -> prismatischen P h a s e (prismatische d u n k l e Zwischenmasse) k o m m e n . N u r in Ausnahmefällen, nämlich bei sehr schnell g e k ü h l t e m Klinker, erscheint im Gefüge d a s 12/7-Aluminat 1 2 C a 0 - 7 A l 2 0 3 = C 12 A 7 als Bestandteil der A l u m i n a t p h a s e (kubisch-hexakistetraedrisch, R a u m g r u p p e : T\ — 143 m, Brechungsindex n = 1,608). Bei Anwesenheit v o n Alkalien, die weder sulfatg e b u n d e n vorliegen noch zur Mischkristallbildung v e r b r a u c h t wurden, soll die Bildung eines Calciuma l u m i n a t s der Z u s a m m e n s e t z u n g NaaO-8CaO •3A1 2 0 3 = NC 8 A 3 im Klinker möglich sein, wobei + a n die Stelle von Na+ auch K t r e t e n k a n n . I m Hinblick auf die Beeinflussung der technischen E i g e n s c h a f t e n des P o r t l a n d z e m e n t e s d u r c h die A l u m i n a t p h a s e ist zu beachten, d a ß d a s C 3 A eine hohe H y d r a t a t i o n s w ä r m e entwickelt u n d eine geringe S u l f a t b e s t ä n d i g k e i t besitzt. Die F e r r i t p h a s e wird d u r c h Mischkristalle der lückenlosen R e i h e zwischen d e n Endgliedern 2 C a 0 - F e 2 0 3 = C2F und 6Ca0-2Al203-Fe203 = C 6 A 2 F gebildet. H a u p t v e r t r e t e r dieser Mischkristallreihe in n o r m a l e n P o r t l a n d z e m e n t e n (Tone r d e m o d u l fa 2) ist das T e t r a c a l c i u m a l u m i n a t f e r r i t 4 C a 0 - A l 2 0 3 - F e 2 0 3 = C 4 A F (Brownmillerit, rhombisch-dipyramidal, Raumgruppe: — Imma, Brechungsindices: nx = 1,98; n., = 2,05; nz = 2,08). Die Anwesenheit der F e r r i t p h a s e b e d i n g t die t y p i s c h grünlichgraue F a r b e des Zementes. Ursache ist der E i n b a u von Magnesiumionen in d a s G i t t e r der Ferritkristalle. D u r c h das s t a r k e Reflexionsvermögen erscheint die ferritische P h a s e stets hell (s. Abb., weißliche Ferritkristalle n e b e n d u n k l e m A l u m i n a t in der Grundmasse). I m Gegensatz z u m C 3 A besitzt die F e r r i t p h a s e eine geringere H y d r a t a t i o n s w ä r m e u n d ü b t einen günstigen E i n f l u ß auf die S u l f a t b e s t ä n d i g k e i t des Z e m e n t e s aus. Deshalb wird z. B. bei der Herstellung h o c h s u l f a t b e s t ä n d i g e r Z e m e n t e das Alumin a t möglichst vollständig d u r c h F e r r i t ersetzt. Aluminiumemail Emails, die z u m Emaillieren v o n A l u m i n i u m v e r w e n d e t werden. Die E i g e n s c h a f t e n der A. weichen erheblich v o n d e n e n der Stahlblechemails ab, d a der Schmelzp u n k t des (reinen) A l u m i n i u m s bereits bei 931 K liegt u n d es einen Ausdehnungskoeffizienten v o n sa 600 • 10- 7 /K aufweist. Auf G r u n d der Verform u n g s g e f a h r des zu emaillierenden Gegenstandes w e r d e n A. h ö c h s t e n s bei 825 K a u f g e b r a n n t , wesh a l b die A. bereits bei dieser T e m p e r a t u r eine f ü r das Aufschmelzen ausreichend niedrige Viskosität besitzen müssen. Der kubische Ausdehnungskoeffizient v o n A. b e t r ä g t mindestens 450 • 1 0 - 7 / K . Auf G r u n d der gegenüber d e n Stahlblechemails wesentlich abweichenden E i g e n s c h a f t e n ergeben sich f ü r A. a u c h v e r ä n d e r t e Versätze. W ä h r e n d bei d e n n o r m a l e n Stahlblechemails das molare Verhältnis

3*

35

b e t r ä g t , liegt es bei d e n A. zwischen 0,3 u n d 1,4. Bei den A. unterscheidet m a n silicatische E m a i l s u n d solche, die auf P h o s p h a t b a s i s hergestellt werden. Zwei Versatzbeispiele sind in der T a b . angef ü h r t . Als T r ü b u n g s m i t t e l v e r w e n d e t m a n Molybd ä n v e r b i n d u n g e n sowie Z r 0 2 , C e 0 2 , S n 0 2 u n d TiO,. Versatzbeispiele für Aluminiumemail (nach MÄRKER)

Lithiumcarbonat Soda Pottasche Strontiumcarbonat Kalkspat Bariumcarbonat Zinkoxid Borax Quarz Ton Titandioxid Zirkonoxid Zinnoxid Mennige Antimonoxid

%

%

5,1 5,8 3,8 1,8 0,7 25,0 15,0 15,7 11,0 13,2 6,2 1,0 4,7 — —

2,2 10,2 8,3 — — — —

14,3 25,3 8.7 —

38,1 2,9

Der Emailliervorgang v o n A l u m i n i u m ist prinzipiell d e m des Stahlbleches ähnlich u n d gliedert sich in die S t u f e n : V o r b e h a n d l u n g des Bleches, A u f t r a g e n des Emails, Trocknen u n d E i n b r e n n e n . Dabei b e s t e h t die V o r b e h a n d l u n g in einem E n t f e t t u n g s - u n d Reinigungsvorgang. Anschließend wird auf der Aluminiumoberfläche d u r c h Eloxieren oder Chromatieren eine Oxidschicht erzeugt. N a c h d e m T r o c k n e n des Gegenstandes wird d a s A. aufgetragen, g e t r o c k n e t u n d g e b r a n n t . L U . : MC G I N S I S : C e r a m i c I n d u s t r y 9 4 ( 1 9 7 0 ) 5, 2 9 - 3 0 .

-

BEZBORODOV/GRISINA : Sbomik nauCnvch rabot (Minsk 1960),

99-111.

Aluminiumoxid — in der N a t u r selten rein vork o m m e n d e s , technisch im Großen aus -> B a u x i t gewonnenes Oxid des Aluminiums. E s existier e n m e h r e r e Modifikationen: y - A l 2 0 3 ist die bis e t w a 1275 K stabile Modifik a t i o n ; sie e n t h ä l t Spuren v o n Wasser oder H y d r o xylionen. K o r u n d ) e n t s t e h t d u r c h Calcination oberhalb 1275 K . E s ist dies die eigentlich stabile F o r m , in " die sich bei hohen T e m p e r a t u r e n alle a n d e r e n Modifikationen m o n o t r o p u m w a n d e l n . (In der Technik werden das bei einer T e m p e r a t u r > 1275 K calcinierte A. als Tonerde u n d das ü b e r die Schmelze erhaltene P r o d u k t als K o r u n d geführt.) ,,/?-Al 2 0 3 " stellt eine V e r b i n d u n g N a 2 0 - l l • • • 1 2 • A1 2 0 3 d a r ( /}-Korund). Als S c h m u c k s t e m ist A. als R u b i n bzw. Saphir b e k a n n t , (s. a. Sinterkorund, -» Schmelzkorund, —>• T a b u l a r t o n e r d e , > System AI 2 0 3 ). Aluminiumoxid, lichtdurchlässiges - - ein nach konventioneller) keramischen V e r f a h r e n hergestelltes polykristallines lichtdurchlässiges Material. Die Lichtdurchlässigkeit b e r u h t auf der u n m i t t e l b a r e n B i n d u n g der einzelnen Kristalle, Porenfreiheit u n d d«m N i c h t v o r h a n d e n s e i n flüssiger P h a s e . F ü r die H e r s t e l l u n g wird als Ausgangsmaterial hochreines feinkörniges Aluminiumoxid ver-

36

Aluminiumoxidbestimmung

wendet. Dieses wird bei Raumtemperatur verpreßt und bei höheren Temperaturen als üblich dichtgebrannt. Anwendungsgebiete: Kolben für Glüh- und Entladungslampen hoher Intensität, als elektrisches Isolationsmaterial, als Werkstoff in Präzisionsinstrumenten u. a. m. Das erste derartige Produkt kam unter dem Warenzeichen -» Lucalox auf den Markt. Aluminiumoxidbestimmung — Arbeitsgang der qualitativen und quantitativen Analyse zur Bestimmung von A1 2 0 3 . Die Bestimmung von A1203 als häufigem Bestandteil von silicatischen Rohstoffen, Halbfertigund Fertigprodukten nimmt in der Silicatanalyse einen wichtigen Platz ein. Für die quantitative Bestimmung von A1 2 0 3 kommen verschiedene Methoden zur Anwendung: Allgemein eingeführt hat sich die komplexometrische Bestimmungsmethode. Nach Aufschluß der Probe mit Soda, Abtrennung der Kieselsäure durch Abrauchen wird A1 2 0 3 nach vorangegangener Bestimmung des Fe 2 0 3 komplexometrisch unter Verwendung des Indikatorsystems Kupferethylendiamintetraessigsäure/-/Pyridyl-azo-naphthol bestimmt. Neben Ethylendiamintetraessigsäure hat sich vorteilhaft die . 1,2-Diaminocyclohexantetraessigsäure als Titrationsmittel zur Al 2 0 3 -Bestimmung eingeführt. Als Indikatoren kommen z. B. noch folgende metallochrome Reagenzien zur Anwendung: Xylenolorange, Dithizon, Eriochromschwarz T, Brenzcatechinviolett sowie das Redox-Indikatorsystem Hexacyanoferrat(III)-Hexacyanoferrat(II)-Benzidin. Gravimetrische Verfahren zur Bestimmung von A1 2 0 3 (Z. B. Ausfällung als Aluminiumhydroxid, Aluminiumphosphat, Aluminiumoxinat.) haben an Bedeutung verloren. Geringe Al 2 0 3 -Gehalte werden spektralphotometrisch bestimmt. Als Reagenzien werden dazu z. B. Eriochromcyanin R, Aluminon, Chromazurol S, Alizarin S und 8-Hydroxychinolin vorgeschlagen. Von Methoden mit größerem instrumenteilen Aufwand hat sich die -> Atomabsorptionsspektrometrie zur raschen Routinebestimmung von A1 2 0 3 als geeignet erwiesen. Durch Röntgenfluoreszenzanalyse ist A1 2 0 3 ebenfalls bestimmbar, die aufwendige Apparatur setzt dem Einsatz dieser Methode jedoch Grenzen. IM.: BENNETT: The Analyst 102 (1977), 153-179.

Aluminiumoxid-Erzeugnisse, gesinterte — aus Aluminiumoxid hergestellte Sintererzeugnisse. Dichtgesinterte Produkte werden auch als Sinterkorund-, geschäumte Produkte als -» SchaumkorundErzeugnisse bezeichnet. Als natürliche Rohstoffe für die Herstellung des Ausgangs-A1 2 0 3 kommen in Betracht: Bauxit (AI 2 0 3 -2H 2 0), ^ Hydrargillit (A1 2 0 3 -3H 2 0), — D i a s p o r (A1 2 0 3 -H 2 0), von denen dem Bauxit die größte technische Bedeutung zukommt. Die A u f b e r e i t u n g der Bauxite für die Herstellung von A1203 wird nach dem nassen Aufschlußverfahren (Bayer-Verfahren) vorgenommen. Zu diesem Zweck wird der feinzerkleinerte Bauxit im Autoklaven mit konz. Natronlauge bei etwa Pü = 0,4 MPa und bei 435•••445 K aufgeschlossen.

Das als Endprodukt gewonnene Tonerdehydrat wird bei 1 6 2 5 - 1 7 2 5 K zum a-Al 2 0 3 calciniert. Für die H e r s t e l l u n g der Sintererzeugnisse wird das • Silifikation). Auch der umgekehrte Vorgang kristallin amorph ist bekannt: Mineralien wie ->• Thorit, Samarskit, Orthit, -> Zirkon u. a. unterliegen im Laufe der Zeit gewissen Isotropisierungen, die Spaltbarkeit geht verloren, die Härte wird in allen Richtungen gleich, sie werden optisch isotrop usw. Gleichzeitig werden sie auch röntgenamorph. Bei derartigen, sog. metamikten Mineralen wurde das ursprüngliche Kristallgitter durch die Radioaktivität der Komponenten teilweise oder völlig zerstört. Amphibole — Sammelbegriff für Kettensilicate (-»- Inosilicate) mit Doppelzweierketten [ S i 4 O n ] ^ . Entsprechend einem monoklinen und einem orthorhombischen Strukturtypus untergliedert man: Klinoamphibole: Cummingtonit"-Reihe, „-»• Aktinolith"-Reihe, „-> Hornblende"-Reihe, „->• Glaukophan"-Reihe. O r t h o a m p h i b o l e : „-> Anthophyllit"-Reihe. Ampullenautomaten — Maschinen, die aus vorgefertigten Glasrohrabschnitten durch Verschließen des einen Endes zu einem Boden und Formen des andern Endes zu einer Mündung Ampullen herstellt. Als Glas dient sog. Ampullenglas (-> Neutralglas). Das Verschließen der gefüllten Ampullen erfolgt gesondert. Ampullenglas -> Neutralglas Analcim 1. Na[AlSi 2 0 6 ] • H 2 0 . 2. Kubisch-hexakisoktaedrisch; — I a,3d; a0 = 1,371; Z = 16; Gerüstsilicat mit Si-Ersatz durch AI; wegen des relativ kleinen Na sind zusätzliche Wassergehalte möglich im Gegensatz zu -»• Leucit. Nach COOMBS existieren noch zwei nichtkubische Modifikationen, wovon eine trigonal ist, und die andere sich von der kubischen nur durch nichtkubische Optik unterscheidet. 3. Kristalle oft ideale {211}, oft auch {100}; teils mit Vizinalen (hhl); Pseudomorphosen nach Leucit, Nephelin, und —> Sodalith. 4. HM = 5,5; D = 2,2- -2,3; # undeutlich; Br. = muschelig; F = weiß, gelb, fleischrot; G = Glasglanz. 5. n = 1,487 aber oft anomal doppelbrechend; n x = n e = 1,486, n z = n 0 = 1,487; d = 0,001 ( - ) ; 2 F , «=>90°. 7. Von HCl unter Abscheidung von Kieselgallerte zersetzt.

Analyse, rationelle 8. Hydrothermal auf Hohlräumen in Basalten, Dolerit, Diabas, Diorit mit Zeolithen, —> Calcit; auf Bleiglanzgängen mit -»• Zeolithen; als Skarnmineral auf Magnetitlagerstätten. 9. X P D F 1 9 - 1 1 8 0 : 0,34310, 0,5606, 0,293Ä, 0 , 4 8 5 2 , 0 , 1 7 4 2 , 0 , 2 6 9 2 , 0;25lx.

0,2234,

Lit.: HARTWIG: Zbl. Min. (1928), 380. - TAYLOR: Z' Krist. 74 (1930), 1; 99 (1938), 283. - COOMBS: Min. Mag. 30 (1955), 699.

Analcimgruppe — Gruppe von natürlichen und synthetischen ->• Zeolithen. Zur A. zählen: Wairakit, ->• Viseit, -> Harmotom, Phillipsit, -> Gismondin, -> Zeolith, Garronit, -> Paulingif, - » Laumonit, —> Yugawaralith. Die recht komplizierte Struktur der zur A. gehörenden Minerale leitet sich von -»- Analcim mit der idealisierten Zusammensetzung der Elementarzelle Na 1 6 [(A10 2 ) l t i (Si0 2 ) 3 2 ]-16H 2 0 ab. Mit der Erhöhung des Si0 2 -Gehaltes verkleinert sich die Kationenanzahl und vergrößert sich die Zahl der Wassermoleküle. Die Grenzen der Veränderung der Zusammensetzung liegen f ü r Si/Al = 1,8 •••2,8; H20 = 14-18. Die Kanäle der Struktur besitzen bei Analcim die Größe von (J,26 nm und vergrößern sich bei den andern Spezies der Gruppe auf 0,36 nm. Während beim Analcim bei dem geringen Durchmesser der Kanäle 0,26 nm das größte adsorbierte Molekül N H 3 ist (weshalb Analcim als -> Molekularsieb keine Verwendung findet), können bei den anderen Vertretern der Gruppe auch H 2 0 (Zeolith P, Gismondin) und K r (Paulingit) adsorbiert werden. Durch Kationenaustausch können die Na+Ionen der Struktur bei hoher Temperatur (500 K) durch die Alkaliionen Li+, K+, sowie durch Ag+ und die zweiwertigen Kationen Ca 2+ und Mg 2+ ausgetauscht werden. Analyse, mineralogische

Phasenanalyse

Analyse, potentielle — Bestimmung der mineralogischen (potentiellen) Zusammensetzung des —>• Portlandzementklinkers aus den Werten der chemischen Analyse. Als erster entwickelte R . H . BOGTJE ( 1 9 2 9 ) ein Verfahren zur Berechnung der potentiellen Zusammensetzung (-> BoGUE-Formeln). Dazu wurde angenommen, daß im erkalteten P-Z-Klinker ein im chemischen Gleichgewicht befindliches vollkristallines Gefüge von Tricalciumsilicat (C3S), Dicalciumsilicat (C2S), Tricalciumaluminat (C3A) und Tetracalciumaluminatferrit (C4AF) vorliegt (-> Klinkermineralien). Vergleiche des nach BOGTJE berechneten Mineralbestandes mit dem bei mikroskopischen Untersuchungen gefundenen Mineralgehalt zeigten kein befriedigendes Ergebnis. Annähernde Übereinstimmung konnte nur bei langsam abgekühlten Klinker, wie er in der Praxis nicht vorkommt, festgestellt werden. Ein wesentlicher Mangel der BoGUE-Formeln besteht also darin, daß sie den Einfluß der Kühlgeschwindigkeit auf die Gefügeausbildung unberücksichtigt lassen. Diese Tatsache war ausschlaggebend f ü r die Erweiterung und Verbesserung des vorliegenden Verfahrens durch L. A. DAHL. Auf der Grundlage der Kristallisationsvorgänge im System CaO —

39

A1 2 0 3 —Fe 2 0 3 —Si0 2 , auch im Hinblick auf entstehende Ungleichgewichte, führten seine Überlegungen zu einem System von Formeln, mit deren Hilfe sich die potentielle Zusammensetzung eines PZ-Klinkers unter verschiedenen Annahmen über die sich beim Abkühlen des glühenden Klinkers möglicherweise einstellenden Ungleichgewichte berechnen läßt. Die Gültigkeit der aufgestellten Formeln, insgesamt 70 Gruppen von Gleichungen, ist allerdings auf das genannte quaternäre System beschränkt. Aus diesem Grund bezeichnete bereits D A H L die Anwendung seiner Rechenformeln auf technische Zemente als spekulativ. Wie kompliziert das Problem ist, geht u. a. daraus hervor, daß die betrachteten Bestandteile C 3 S, C2S, C3A und C 4 AF nicht in reiner Form, sondern als feste Lösungen vorliegen. Darüber hinaus können Nebenbestandteile (z. B. MgO, Na 2 0, Ti0 2 , Mn 2 0 3 ) und Zusätze (z. B. CaF 2 u. a.) den Phasenaufbau des Klinkers wesentlich beeinflussen. x Die zur Zeit bekannten Rechenverfahren der potentiellen A. liefern nur Vergleichswerte, die keine Aussage über den tatsächlichen Phasenaufbau des PZ-Klinkers gestatten. Breitere Anwendung f ü r die Bewertung und Klassifizierung der Zemente haben die Verfahren von B O G U E und D A H L in den USA gefunden. Lit.: KAILAUNER: Silikattechn. 19 (1968), 223.

Analyse, rationelle — Berechnung der Mineralgehalte aus den chemisch gefundenen Werten, bspw. Zerlegung der keramischen Rohstoffe in die mineralogischen Gruppen -> Tonsubstanz, -> Quarz und Feldspat. Sie ist zur Berechnung von Versätzen notwendig und dient zur Überprüfung von Rohstoffen von ihrem Eingang in die Produktion. Man will damit einen Einblick in den Aufbau eines Rohstoffes gewinnen, um Schlüsse auf sein physikalisches, insbesondere pyrochemisches Verhalten ziehen zu können. A r b e i t s m e t h o d e n : 1. Löslichmachen der Tonsubstanz durch Schwefelsäureaufschluß. Umrechnung der im Schwefelsäureunlöslichen gefundenen Alkalimenge auf Orthoklas oder Albit ( B E R D E L , B O L L E N B A C H ) . Verschiedene Autoren schlagen vor, die Alkalien der Tone auf Glimmer s t a t t auf Feldspat umzurechnen ( V O G T , W O R R A L L ) . 2. Zerfall der Tone in ihre Oxide bei dunkler Rotglut und Lösen der Tonerde in verdünnter Salzsäure ( S O K O L O F F , K A L L A U N E R / M A T E J K A , P F A F F / S T E I N B R E C H E R ) . 3. Vereinigung der Methoden 1 und 2. Dadurch wird die Bestimmung des Glimmers neben der Tonsubstanz möglich ( K E P P E L E R ) . 4. Kombination des Verfahrens 2 mit der Gesamtanalyse des Materials (SCHÄTZER). 5. Errechnung aus der chemischen Analyse. 6. Aufstellung eines Nomogramms, das auf der Annahme eines Si0 2 Gehaltes von 65% in Feldspäten basiert. Daraus läßt sich der Gehalt an freiem Quarz aus dem Gesamtquarz ableiten ( K U P F E R ) . 1. Bestimmung des Quarzes, des Kaolonit- und Illitanteils durch die -»• Differentialthermoanalyse. Errechnung des Feldspates aus der Differenz ( L I N S E I S ) . Alle Verfahren sind f ü r die Praxis brauchbar, wissenschaftlich jedoch anfechtbar. Die Genauigkeit und Aussagekraft der r. A. ist begrenzt durch ihr

40

Analyse, thermische

30

H 20

30 40

80

70 60

freier

60 1o

Quarz

100

durchgeführt werden, daß während der Aufheizung der Substanz mit einem festgelegten Temperaturzeitprogramm das thermische Verhalten beobachtet wird. Bei diesem Verfahren werden auch irreversible Prozesse des Ausgangsmaterials (z. B. Entwässerungen, Zersetzungen, Phasenneubildungen) erkennbar. Im wesentlichen in dieser Form hat die t. A. Eingang in die Untersuchungsmethode silicatischer - s - Systeme gefunden. 2 zeigt z. B. die lineare Aufheizkurve und die Abweichung hiervon endothermer (a) und exothermer (b) Reaktionen von -> Kaolinit.

Nomogramm zur Ermittlung des Gehaltes an freiem Quarz aus dem Gesamtquarzgehalt nach KUPFER

Unvermögen, den Mineralbestand im einzelnen aufzugliedern. Sie bietet lediglich die Möglichkeit, Mineralgruppen zu definieren und liefert nur dann brauchbare Werte, wenn außer Kaolinit, Halloysit, Quarz und Feldspat keine anderen Minerale wie Glimmer und Montmorillonit vorliegen. Analyse, thermische — analytisches Verfahren, bei dem das thermische Verhalten einer Substanz während der Abkühlung oder Erhitzung beobachtet und zur Aussage über die Zusammensetzung der Substanz herangezogen wird. Die t. A. gewann zunächst in der Metallurgie an Bedeutung (z. B. Abkühlung einer Schmelze, 1.).

2: Autheizkurve des Xaolinits

500 "C 1000 Temperatur Die in der t. A. auftretenden Abweichungen vom normalen Abkühlungs- oder Aufheizprogramm lassen sich bei Kenntnis der eingesetzten Substanzmengen auch kalorisch auswerten. Die kalorische Bestimmung der auftretenden Effekte erfolgt u. a. nach der Methode der -> dynamischen Differenzkalorimetrie. Analyse, thermodynamische -> Phasengleichgewichtsuntersuchung (dynamische, statische)

1 : Abkühlkurven von Schmelzen

Abweichungen vom NEWTONschen Abkühlungsgesetz, nach dem die Abkühlungsgeschwindigkeit eines Körpers stetig kleiner wird, treten bei Phasenumwandlungen (z. B . Kristallisation) auf. Es zeigen sich Knickpunkte (K) und Haltepunkte (H) in der Abkühlungskurve. An den Knickpunkten wird die Abkühlungsgeschwindigkeit durch eine beginnende Kristallisation verlangsamt, wobei sich die Zusammensetzung der Schmelze ändert. Am Haltepunkt tritt vollkommene Kristallisation ein. Auch unterhalb der Haltepunkte, im Gebiet völliger Kristallinität können Enthalpieänderungen (-*• Enthalpie) durch auftretende Unstetigkeiten in der Abkühlungskurve beobachtet werden. Voraussetzung für die Beobachtung ist, daß die thermischen Reaktionen nicht zu klein sind und mit genügender Geschwindigkeit ablaufen. Durch Anwendung des Differenzmeßprinzips in der -»• Differentialthermoanalyse (DTA) können jedoch auch sehr kleine thermische Effekte gemessen werden. Zur Aufstellung von ->• Phasendiagrammen ist die t. A. z. B, einer Reihe von Proben verschiedener Zusammensetzung eines Stickstoffsystems von Bedeutung. Die t. A. kann auch in der Weise

Analyse, thermograyimetrische — Verfahren zur Ermittlung der Masseveränderungen einer Probensubstanz während eines — möglichst linearen — Aufheizvorganges oder bei konstanter Temperatur. Bei der t. A. (oft auch als Thermogravimetrie bezeichnet, Abk. TO) kann der absolute Masseverlust der Probe Am in Abhängigkeit von der Zeit t oder von der Temperatur T (meist Ofentemperatur, seltener Probentemperatur) aufgezeichnet werden. Gegenüber der statischen Methode, bei der die Probe stufenweise erhitzt und gewogen wird, stellt das dynamische Verfahren, das 1 9 1 5 von HONDA eingeführt wurde, einen echten Fortschritt dar. Die starke Verbreitung der t. A. führte zur Ausarbeitung einer Vielzahl von Konstruktionen von Thermowaagen, die sich nach ihrem Wirkprinzip in zwei Gruppen teilen lassen: — Thermowaagen, bei denen der Ausschlag der Waage direkt oder indirekt (über elektrische Größen) registriert wird, — Thermowaagen, bei denen die in der Probe auftretenden Masseveränderungen ständig auf mechanischem Wege kompensiert werden und die zur Kompensation notwendige Größe aufgezeichnet wird. Zur Erleichterung der Interpretation von TGKurven wird oftmals die erste Ableitung der Masseverlustkurve nach der Zeit parallel aufgezeichnet (Abk. DTG). Hierbei werden die Stellen

Analyse, thermometrische

41

0

100 mbar 300 c& 500

700

ir

900

600

±1033

1000

°C

größter Masseveränderungen durch Maxima oder Minima angezeigt. Im Gegensatz zur -> Differentialthermoanalyse stellt die quantitative Auswertung der TO-Kurven keine Schwierigkeit dar. Der absolute Masseverlust oder -Zuwachs kann von der Kurve direkt abgelesen werden. Außerdem ist es möglich, kinetische Daten (Aktivierungsenergie, Reaktionsordnung, Frequenzfaktor) aus den TG-Kurven herzuleiten. Die theoretischen Grundlagen hierzu wurden von C O A T S und R E D F E R N , F R E E M A N und CAKOLL,

HOROWITZ

und

METZGER,

SATAVA

und

SBSTAK geschaffen.

Die Aufnahmetechnik der t. A. unterscheidet sich von der der Differentialthermoanalyse: TG

DTA

Relativ geringe Aufheizgeschwindigkeiten

Relativ hohe Aufheizgeschwindigkeiten (meist 10--20 K/rnin) Probenmaterial kompakt, meist verdichtet gelagert Temperaturmessung im Tiegel (mit Proben- oder Inertsubstanz)

Probenmaterial locker, in dünner Schicht angeordnet Temperaturmessung meist im Ofen

Hieraus ergeben sich Unterschiede, die beim Vergleich und bei der Interpretation der Kurven zu berücksichtigen sind. (s. Abb.). In den 50er Jahren wurde durch den Übergang zu kleineren Probenmengen der Bau kombinierter DTA-TG-Apparaturen möglich. Lü.: ERDEY: Theorie und Praxis der gravimetrischen Analyse, Akadimiai Kiadö, Budapest 1963. — HONDA: Sei.: Rep. Tohoku Univ. 4 (1915), 97. - COATS/REDFEKN : Analyst 88 (1963), 9 0 6 - 9 2 4 ; J. Polymer. Sei., Part B 3 (1965), 917-920. - FREEMAN/CAUOLL : J . P h y s i c . C h e r n . 62 ( 1 9 5 8 ) , 3 9 4 - 3 9 7 . — HOKOWITZ/METZQER: A n a l y t i c . C h e m . 35 ( 1 9 6 3 ) 1 4 6 4 - 1 4 6 8 . - SATAVA/SESTAK: S i l i k a t y 8 (1964), 1 3 4 - 1 4 7 .

Analyse, thermometrische — Messung von Temperaturänderungen, die in einer Analysenlösung nach Zusatz von Reagenzlösungen durch Ablauf exothermer Reaktionen auftreten, wobei die freiwerdende Reaktionswärme der Konzentration der zu bestimmenden Komponente proportional ist. Sie wurde in den letzten Jahren im Rahmen der -> Silicatanalyse zur schnelleren Bestimmung der chemischen Zusammensetzung von Schlacken,

Thermische Dissoziation des Calciumcarbonates, Abhängigkeit der aufgezeichneten Zersetzungskurve von der Untersuchungsmethode (MOM-Werksangaben) 1 — mit Vakuumthermowaage gemessen, 2 — mit stufenweiser Isothermalheizung aufgenommen, 3 — mit Derivatograf-MehrplattenProbenträger gemessen, 4 — theoretisch berechnet, 5 — mit Thermowaage (Luftatmosphäre) bestimmt, 6 — nach D T A - K u r v e berechnet, 7 — nach dilatometrischen Messungen berechnet, S — mit Thermowaage (COJ-Atmosphäre) bestimmt (1 mbar = 100 P a )

Zementen, Schamotte-, Kaolin-, Ton- und anderen silicatischen Materialien entwickelt. Wesentlich für die Anwendung dieser Methode in der analytischen Praxis ist das Finden von selektiv und quantitativ verlaufenden Bestimmungsreaktionen, die außerdem möglichst schnell ( < 6 0 s ) ablaufen und dabei eine genügend große Reaktionswärme entwickeln. Die Methode gestattet, mehrere Komponenten nacheinander in derselben Probelösung zu bestimmen. Folgende Reaktionen werden für die th. A. silicatischer Materialien vorgeschlagen : Zu bestimmender' Bestandteil

Anzuwendende Reaktion

SiOj als Nebenbestandteil

SiO z — - K H,[SiF,;

SiOj als Hauptbestandteil

H,[SiF,

A1,03

K8[A1F,

Fe20,

Fe++

TiOz

TiO++

MnO

„ , . KMnO, . , , „ Mn++ • MnO 2

CaO

Ca + +

MgO

Mg++

BaO

Ba++

SO,

: Ks[SiF, NaCl +• ( K , Na)„ [A1F.;

(NH1),S,0,

*

Fe+++

[TiO,

OaC 2 0 4 (NH^HPOj (NH.tfO.^

so,—

> MgNH4PO, B a S O j

S-f BaSOj

Neben Komplexbildungs- und Redoxreaktionen finden hauptsächlich aus der Gravimetrie bekannte Fällungsreaktionen Anwendung. Die Reproduzierbarkeit der Meßergebnisse unterscheidet sich bei den verschiedenen Reaktionen stark. Von entscheidender Bedeutung ist hierbei das sorgfältige Eineichen der Widerstände der Shunt-Potentiometer. In der Analysenlösung haben z. B. darauf Acidität, Konzentration der Begleitionen aus der Analysensubstanz und Neutral Salzgehalt einen Einfluß. Das Justieren der Einstellpotentiometer gilt somit nur für einen bestimmten Materialtyp unter Anwendung eines stets gleichartigen Aufschlusses. Deshalb werden beim Eichen und zur laufenden Überprüfung der jeweiligen Konzentrationen der zu bestimmenden Komponenten im

42

Andalusit

Routineanalysenbetrieb ähnlich zusammengesetzte g u t analysierte Standardproben benötigt. Bei der Si0 2 -Bestimmung in Kaolinen beträgt die Standardabweichung 1% (rel.), so daß der thermometrischen Analysenmethode in Anbetracht der einfachen und schnellen Durchführung bei bestimmt e n Aufgabenstellungen eine gewisse Bedeutung zukommt. LTT.: S A J Ó : D i r e c t h e r m o m , I n t e r c e r a m ( 1 9 0 9 ) ,

30-32.

Andalusit 1. A11«]A1I5][0/Si04]. 2. Rhombisch-dipyramidal; D\l — Pnnm; a0 = 0,778 b0 = 0,792 c0 = 0,557; a0 -.b0 :c„ = 0,982 : 1 zu 0,703; Z = 4; gehört zu den -»- Nesosilicat e n ; ein AI je Formeleinheit ist oktaedrisch von sechs O umgeben, das andere AI besitzt die Koordinationszahl f ü n f ; polymorph mit -> Sillimanit und -> Cyanit. 3. Einfache Kristalle, dicksäulig parallel der cAchse mit fast quadratischem Schnitt; H a u p t formen sind {110} mit 89° 12', {001}, {101}, {011}; stengelig-strahlige u n d körnige Aggregate; im Chiastolith in langen, dünnen Kristallen. 4. HM = 7,5; D = 3,1—3,2; # nach (110) verschieden deutlich; F = verschieden, oft rötlichgrau; O — meist m a t t e r und durchscheinender Glasglanz. 5. nx = 1,629 — 1,640, ny = 1,633- -1,644, n. = 1,638 — 1,651 (von Fe-frei nach Fe-haltig); A = 0,009-- 0,011 ( - ) ; X||e, Y\\b, Z\\a; Achsenebene = (010); X = spitze Bisektrix; 2VX = 83 — 85°; Pleo = rosa bis farblos, blaßgrün bis farblos. X\c 001

Optische Orientierung

Ä11QI Z '0 blaß grünlich

7. Varietäten: Chiastolith ist ein A. mit dunkel pigmentiertem Kern aus schwach kontaktmetamorphen Tonschiefern (Gefrees/Fichtelgebirge, Pyrenäen, Bretagne). Viridin ist grün gefärbt und enthält Mn und Fe. E r ist optisch positiv u n d h a t sehr auffallenden Pleochroismus mit grünen, orangenen u n d lichtgelben F a r b e n ( D a r m s t a d t / B R D , Ultevis/Lappland). Chemische Eigenschaften: selbst durch H F schwer zersetzbar; enthält meist kleine Mengen Fe und Mn. 8. I n k o n t a k t m e t a m o r p h e n Schiefern zusammen mit Cordierit und Glimmer, z. B. Bergen/ Vogtld., Almeria/Andalusien, Mursinsk/Ural; in Pegmatiten und Quarzgängen zusammen mit Granat, Turmalin u n d Gold; Einsprenglinge in Glimmerschiefer u n d Gneis; in einigen Fällen Verwendung zur Herstellung hoehfeuerfesten Porzellans (Inyo Range, Calif.); auch als Rohstoff f ü r die AI-Gewinnung.

9. X P D F 13-122 : 0,554 10 , 0,453 9 , 0,277 9 , 0,217 9 , 0,392,, 0,352 6 , 0,247 5 , 0,349 4 . IM.: KERR: Econ. Krist. 71 (1929), 205.

Geol. 27

(1932),

624.

-

TAYLOR:

Z.

Andalusit (Schmuckstein) — Andalusit von Schmucksteinqualität. Diese ist sehr selten, da Andalusit meist undurchsichtig, trübe und von unauffälliger F ä r b u n g ist. F ü r Schmuckzwecke eignen sich grüne bis gelblichbraune Gerolle aus Minas Novas/Brasilien. Die klaren Kristalle zeigen einen starken Pleochroismus mit den drei H a u p t f a r b e n : 1. Gelb bis ölgrün, 2. Olivgrün, 3. Rotb r a u n bis Dunkelblutrot. Bei der Anlage des Schliffes m u ß der Pleochroismus unbedingt berücksichtigt werden. Geeignete Andalusitkristalle finden sich auch bei Rio das Americanas/Brasilien, Westfort/Massachussets, Mankoba/Ural u n d auf Sri Lanka. Die Andalusitvarietät Chiastolith (Stealith, Hohlspat, Kreuzstein, Lapis crufizer), die in tonig kohligen Schiefern vorkommt, h a t während des Wachstums kohlige bzw. tonige Substanz, kristallographisch orientiert, eingelagert. Bei einem Schnitt senkrecht zur Prismenrichtung des Kristalls ist ein weißes Kreuz zu erkennen. Die Balkenstärke des Kreuzes verändert sich kontinuierlich von einem zum anderen E n d e des Kristalls. Hinreichend große Chiastolithkristalle werden als Schmucksteine verarbeitet. Bekannte F u n d o r t e liegen in den Pyrenäen, der Bretagne (Salles de R o h a n bei Prieux), in Madeira Co. (Californien), bei San J a g o di Compostella und La Carolina in der Sierra Morena (Spanien), bei Bimbowrie Berg H o w d a n (Südaustralien). Andesit — (nach den Anden), helles, sog. felsisches Eruptivgestein jüngeren Alters. E s besteht zu etwa 20 %(Ma.) aus glasiger Grundmasse, zu etwa 4 5 % aus Plagioklas, zu 3 1 % aus Hornblende (u. Ü . mit geringen Gehalten an Pyroxen u n d Biotit) u n d zu etwa 3 % aus ^ Akzessorien (Erzminerale, Apatit). Wie bei allen Eruptivgesteinen variiert die mineralische u n d chemische Zusammensetzung der A. in gewissen Grenzen. Die mittlere Zusammensetzung liegt bei folgenden Oxidgehalten: Si0 2 59,59; T i 0 2 0,77; A1 2 0 3 17,31; F e 2 0 3 3,33; FeO 3,13; MnO 0,18; MgO 2,75; CaO 5,80; N a 2 0 3,58; K 2 0 2,04; H 2 0 1,26; P 2 0 5 0,26 Ma. in % . A. sind recht häufig und bauen z. B. im wesentlichen die Gebirgsketten um den pazifischen Ozean auf und sind auch im europäischen Mittelmeerraum verbreitet. A. finden als Rohstoffe in der - » Petrurgie Verwendung. Andradit 1. Ca 3 Fe I 2 II [Si0 4 ] 3 . 2. Kubisch-hexakisoktaedrisch; 0\° — I a'id; a 0 = 1,204; Z = 8; Glied der ^ G r a n a t g r u p p e ; i? 11 = Ca, fi"1 = i'e 1 1 1 ; meist AI- u n d Mgführend, wobei ein Ersatz AI - » Fe 3 + bzw. Mg, Fe 2 + -> Ca s t a t t f i n d e t ; zur Mischbarkeit m i t anderen Gliedern der Granatgruppe und der Änderung der Lichtbrechung bzw. Dichte mit der Zusammensetzung, s. Abb. -> Granatgruppe. 3. Häufig idiomorphe Kristalle mit {110} + {211}; auf- u n d eingewachsen; oft auch körnig und derb.

Anfänger 4. HM = 6 , 5 - 7 , 5 ; D = 3 , 8 - 4 , 1 ; # muschelig bis splitterig; F = meist braun, aber auch farblos, grün bis schwarz; G = lebhafter Fett- oder Harzglanz. 5. n = 1,895; zur Änderung der Dichte und Lichtbrechung in der Reihe Uwarowit-GrossularAndradit s. Abb. - s - Uwarowit; A. ist oft anomal doppelbrechend (Felderteilung). 6. Ist zumindest > 1428 K nicht beständig; schmilzt zu schwarzer, magnetischer Kugel. 8. Typisches Kontaktmineral, durch Zufuhr von Fe gebildet, so in vielen kontaktmetasomatischen Magnetitvorkommen; auf Klüften von Serpentin und Chloritschiefer. Verwendung: smaragdgrüne Varietäten („Demantoid"), gelbgrüne A. („Topazolith") sowie Ti-reiche (wahrscheinlich für Si eingebaut) A. („Melanit") werden als Edelsteine geschätzt. 9. X P D F 10-288 : 0,27010, 0,3026, 0,1616, 0,2465, 0,1963, 0,1673, 0,1123, 0,1322. Andradit (Schmuckstein) — besonders die smaragdgrüne bis bräunlich- oder gelblichgrüne Farbvarietät (Demantoid) des ->• Andradits. Neben der schönen Farbe, die ein reines Smaragdgrün erreichen kann, macht besonders der starke Glanz des A. — der durch die Politur noch erheblich gesteigert wird — den Stein für Schmuckzwecke interessant. Die ebenfalls hohe Dispersion dieses Minerals bewirkt bei künstlicher Beleuchtung an den geschliffenen Steinen ein schönes Farbspiel. Farblich sind Verwechslungen mit —>• Smaragd und - Chrysolith möglich. A. wurde erst um 1860 in den Goldseifen von Nisni Tagilsk/Ural (UdSSR) entdeckt, 1880 wurde er auch im oberen Flußgebiet der Cussovaja (südlich Sverdlovsk/Ural, UdSSR) gefunden. Er fand sich lose in den Seifen und auch auf Klüften im anstehenden Serpentin. A. wird meist mit einem Brillantschliff versehen oder mugelig geschliffen. Er steht im Wert relativ hoch. Eine gelbliche, meist weniger durchsichtige Andraditvarietät wird als „Topazolith" bezeichnet. Er findet sich unter anderem auf der Mussaalp, Alatal in Piemont (Italien) und bei Zermatt (Schweiz). Zum A. gehört ebenfalls der trübe gelbbraune „Kolophonit" von Arendal (Norwegen), aus dem Fichtelgebirge (BRD) und von New Jersey (USA). Als „Succingranate" bezeichnet man hellgelbe bernsteinfarbene A. Andreasen-Pipette — ein einfaches Gerät zur praktischen Durchführung der -> Sedimentationsanalyse nach der -> Pipettenmethode zur Ermittlung der -¡- Korngrößenverteilung feinteiliger Kornhaufwerke. Die A.-P. besteht aus einem zylindrischen Glasgefäß mit einem Fassungsvermögen von 500 ml Flüssigkeit. In diesem Gefäß wird die Suspension, die aus der in einem Dispersionsmittel aufgeteilten Untersuchungssubstanz besteht, bis zur oberen Marke (20 cm) gefüllt. Die Konzentration des Feststoffes in der Suspension beträgt etwa 0,2—0,4 %(Vol.). Der Schliff L dient zur Aufnahme der Pipette P, die aus einem Zweiwegehahn und einem kleinen Behälter zur Aufnahme des abgesaugten Probevolumens besteht. Die Pipette ragt um das

s

J

43

j \l 1

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V J0 — -

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LZ 0

a

Pipettengerät nach ANDREÄSEN

Stück h (cm) in die Suspension hinein, h stellt also die Fallhöhe der Teilchen dar, a—a ist die Schichtebene, aus der die Probe entnommen wird. Hierzu stellt man den Zweiwegehahn so, daß beim Ansaugen bei B die Suspension durch die Pipette in den 10 ml fassenden Behälter gelangt. Dann dreht man den Hahn, so daß die im Behälter befindliche Suspensionsmenge in die Eindampfschale 8 auslaufen kann. Nach dem für die Sedimentationsanalyse gültigen STOOKESschen Gesetz lassen sich die für gewünschte Trennkorngrößen df benötigten Zeiten tj berechnen, nach denen die Probeentnahmen erfolgen müssen. In den abpipettierten Probenvolumina können nach dem Eindampfen die Feststoffanteile c, durch Wägung leicht ermittelt werden. Ist c0 die Ausgangskonzentration der Suspension, so ist der Prozentgehalt von Teilchen kleiner als der zu c; gehörende Teilchendurchmesser d-, durch P ; = 100 (cj/c 0 ) gegeben.

Aus den erhaltenen Meßwerten kann die -> Korngrößenverteilung konstruiert werden. Nachteilig bei der Verwendung der A.-P. wirkt sich vor allem die große Fallhöhe von etwa 20 cm aus, so daß sich für kleine Trennkorngrößen lange Fallzeiten errechnen. Darüber hinaus stellen das in der Pipettenkapillare von der vorhergehenden Entnahme verbleibende Suspensionsvolumen und eine von der Geschwindigkeit der Entnahme abhängige Form des Volumenelementes in der Entnahmeebene a — a der Abb. weitere Störquellen dar. Anfänger — Gehilfe des Glasmachers, der mit der Pfeife die Glasmasse aus dem Schmelzofen nimmt, das Külbel herstellt und die Pfeife nebst Külbel dem Glasmacher reicht.

44

Anflugglasur

Anflugglasur, Salzglasur — ->• Glasur, speziell -rSteinzeugglasur, bei der d a s Glasieren w ä h r e n d des D i c h t b r a n d e s des Scherbens bei hoher T e m p e r a t u r u n d reduzierendem Ofengang d u r c h das E i n w e r f e n v o n Kochsalz in die F e u e r u n g erfolgt. A. e n t s t e h e n n u r auf d i c h t e m , quarzreichem Scherben in Gegenw a r t v o n Wasserdampf g e m ä ß : 2 NaCl + H 2 0 + Scherbenkomponenten (Si0 2 , A1,0,) Na 2 0 • Scherbenkomponenten (SiO„, Al a 0 3 ) + 2 HCl

auf der Scherbenoberfläche u n d e r s t a r r e n beim A b k ü h l e n glasig. Die F a r b e ist im wesentlichen v o m F e 2 0 3 - G e h a l t u n d in geringem Maße v o m CaO-Gehalt des Scherbens sowie v o n der S c h m e l z a t m o s p h ä r e a b h ä n g i g : bei oxidierender A t m o s p h ä r e hellgelb bis rotb r a u n e , bei reduzierender A t m o s p h ä r e graue F a r b töne. D u r c h Mischung des Kochsalzes m i t a n d e r e n flüchtigen Salzen lassen sich die F a r b e n in gewissem U m f a n g e variieren. Angster - > K u t t r o l f Anhydrit 1. Ca[S0 4 ]. 2. R h o m b i s c h - d i p y r a m i d a l ; D"n — Ccmm; a„ = 0,622 b0 = 0,697 c0 = 0,696; a0:b0:c0 = 0,892 zu 1:0,999; Z = 4; t y p i s c h sind t e t r a e d r i s c h e S 0 4 - B a u g r u p p e n , jedes Ca 2 +-Ion ist v o n 8 S a u e r s t o f f n a c h b a r n u m g e b e n , die sich zu zwei u n g e f ä h r t e t r a g o n a l e n Disphenoiden a n o r d n e n ; jedes Sauerstoffion seinerseits ist a n ein S 6 +-Ion u n d zwei Ca 2 + -Ionen g e b u n d e n ; das A n h y d r i t Gitter k a n n als deformiertes Steinsalzgitter a u f g e f a ß t werden, wobei Na+ d u r c h Ca 2 + u n d Cl _ d u r c h [ S 0 4 ] 2 - - T e t r a e d e r ersetzt sind. 3. Kristalle n i c h t h ä u f i g ; der H a b i t u s ist würfelähnlich oder prismatisch n a c h (101); meist K o m b i n a t i o n v o n {101}, {011}, {100}, {010}, {001}; Gleitzwillingslamellen n a c h (101) sind häufig, sie k ö n n e n d u r c h D r u c k h e r v o r g e r u f e n werden. 4. HM = 3- -4; D = 2 , 9 - - 3 ; # n a c h d e n drei P i n a k o i d e n , a m v o l l k o m m e n s t e n n a c h (001), s p r ö d e ; F = farblos, weiß, o f t bläulich u n d b l ä u l i c h g r a u ; G = glasglänzend, auf (001) fett i g ; Str. = weiß, hellgrau. 5. nx = 1,5700 ny = 1.5757 nz = 1,6138; A = 0,0438 ( + ); -X|![001], F||[010], Z|l[100]; A.-E. (010); 2 F Z = 42°. 7. Schmilzt schwer zu einem Glas; feinstgepulvert in konz. H 2 S 0 4 löslich; in Wasser n i m m t das P u l v e r langsam H 2 0 auf u n d bildet sich zu Gips u m . 8. S e d i m e n t ä r (meist m i t Steinsalz, o f t in feiner Wechsellagerung; gesteinsbildend z. B. im d e u t s c h e n Zechstein; teilweise d u r c h H a O in Gips ü b e r g e f ü h r t ) , auf h y d r o t h e r m a l e n Gängen, als E x h a l a t i o n s p r o d u k t ; A. wird ebenso wie Gips zur P r o d u k t i o n v o n -> B i n d e b a u s t o f f e n (s. a. -»- Zemente) v e r w e n d e t . 9. X P D F 6-226: 0,349 10 , 0,285,, 0,233 2 , 0,221 a , 0,187,, 0,160!, 0,175!, 0,209!. Anisotropie — charakteristisches Verhalten der -»Kristalle bezüglich der R i c h t u n g s a b h ä n g i g k e i t der physikalischen E i g e n s c h a f t e n . (Gegensatz: Isotropie, ->• isotrop.) W ä h r e n d sich die n i c h t k u b i schen Kristalle in all ihren E i g e n s c h a f t e n a n i s o t r o p v e r h a l t e n , b e s c h r ä n k t sich die Anisotropie bei d e n

k u b i s c h e n Kristallen auf die elastischen Eigens c h a f t e n u n d die W a c h s t u m s g e s c h w i n d i g k e i t ; dagegen zeigen sie gegenüber W ä r m e - u n d Elastizit ä t s l e i t u n g sowie L i c h t f o r t p f l a n z u n g isotropes Verhalten. Anisotropieenergie, induzierte — freie Energie, die d u r c h die O r d n u n g v o n I o n e n bzw. E l e k t r o n e n u n t e r d e m E i n f l u ß der Magnetisierung e n t s t e h t . I n -> F e r r i t e n m i t S p i n e l l s t r u k t u r , die m e h r als 50 %(St.) F e 2 0 3 e n t h a l t e n , ist die Bildung v o n Kationenleerstellen über die Oxidation des zweiwertigen Eisens möglich. Diese Kationenleerstellen ermöglichen eine Diffusion der K a t i o n e n , die bisher n u r im Oktaederteilgitter b e o b a c h t e t w u r d e . I n ferrimagnetischen W e r k s t o f f e n ist diese Diffusion m i t d e r O r d n u n g v o n K a t i o n e n in bezug auf die Magnetisierungsrichtung sowie m i t der Ausbildung einer m a g n e t i s c h e n Vorzugsrichtung verbunden. Energetisch ä u ß e r t sich dieser O r d n u n g s v o r g a n g in der Ausbildung einer einachsigen Anisotropieenergie E u , die d u r c h die Beziehung y

Eu = Ku • sin 2 Plagioklase); gehört als gesteinsbildender ->• Feldspat zu den Gerüstsilicaten, bei denen Si gesetzmäßig durch A I vertreten ist; die [Si0 4 ]- und [AlOjJ-Tetraeder sind über alle vier Ecken zu unendlichen Gerüsten verknüpft, die Kationen stellen den Ladungsausgleich her; hat wie alle Feldspate charakteristische Unterschiede in der sog. Hoch- und Tieftemperaturoptik, deren Ursache der temperaturabhängige Ordnungsgrad in der A I ^ Si-Verteilung ist; in der geordneten T i e f f o r m ist jedes O von einem A I und einem Si umgeben (daher triklin); die ungeordnete T i e f f o r m ist im Unterschied zu den Kalifeldspaten hier ebenfalls triklin. 3. Kristalle meist klein und flächenreich; aufgewachsene Kristalle kurznadlig in 6-Richtung oder dicktaflig nach (010), eingewachsene Kri-

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Ansatz stalle in Ergußgesteinen dünntaflig bis leistenförmig in c-Richtung und in Tiefengesteinen dicktaflig; zahlreiche Zwillingsbildungen meist nach (010) als Albitgesetz, nach [010] als Periklingesetz mit charakteristischem „rhombischem Schnitt", außerdem weitere Kristalle meist mehrfach verzwillingt mit teilweise durchkreuzenden Zwillingslamellen (polysynthetische ¿¡.-Bildung).

Optische Orientierung

4. HM = 6; D = 2,76 (abhängig von Zusammensetzung); # (001) (010), seltener und weniger gut (110) (110); F = farblos, weiß, grau, rot; G = Glas- bis Perlmuttglanz. 5. h x = 1,577 n y = 1,585 n z = 1,590 (abhängig von Zusammensetzung); A = 0,013 ( —), s. Abb.; 2VX = 75---800. 7. Von Säuren völlig zersetzt. 8. Als Plagioklas wichtiges „helles" gesteinsbildendes Mineral; magmatisch und metamorph; aufgewachsen in Drusen vulkanischer Auswürflinge (flächenreich); eingewachsen in dunklen basischen Gesteinen wie Anorthosit, Gabbro, Norit, Basalt; in kontaktmetamorphen Kalken und Dolomit, ferner auf Lager von Magnetit, Kupfer- und Magnetkies; ist ein Bestandteil einiger Kohlenaschen, kommt hin und wieder in Eisenhütten- und Müllschlacken vor; bildet sich bei Angriff von CaO-haltigen Schlacken auf Schamotte in Hochöfen, Winderhitzern und Kalköfen. 9. X P D F 12-301, 0,32010, 0,3188, 0,4046, 0,3266, 0,3125, 0,3214, 0,3623, 0,3373. LIT.: COLE/SÖRÜM/TAYLOR : A c t a C r y s t . 4 (1951), 20. D A R N Y S H I R E / S T R U N Z : Z . K r i s t . 8 7 ( 1 9 3 4 ) , -404. =

-

KEMPSTER/

MEGAW/RADOSLOSICH: A c t a C r y s t . 15 (3962), 1017 U. 1005.

Ansatz (in Drehöfen der Zementindustrie) — spezifische, mehr oder minder festhaftende Schicht aus der Reaktion zwischen Brenngut, Brennstoff(asche) und Feuerfestauskleidung, vorzugsweise in der Sinterzone; bildet sich während des Arbeitsprozesses. Besondere Bedeutung besitzt die A.-Bildung in der Sinterzone des Ofens als Schutz der Ofenausmauerung vor chemischer und mechanischer Zerstörung des Futters durch das Brenngut. Außerdem verringert der A. die Arbeitstemperatur des Ofenfutters und die Temperaturschwankungen, die durch die Drehbewegung des Ofens

hervorgerufen werden und Werte von ± 75 bis i 125 K je Umdrehung erreichen können. Wie die Arbeiten verschiedener Autoren zeigen, kann bei normalem beständigem A. die Haltbarkeit der Ofenausmauerung um ein vielfaches gesteigert werden. Auf die Bildung und Beständigkeit des A. im Drehrohrofen wirken eine Vielzahl chemischer und physikalischer Faktoren, deren Bedeutung sich von Fall zu Fall in Abhängigkeit der konkreten Bedingungen (Konstruktion des Brennaggregates, Temperaturregime, Brennstoff, Aschezusammensetzung, Zusammensetzung des Brenngutes usw.) ändern kann. Die wichtigsten Faktoren können wie folgt gegliedert werden: 1. Temperaturregime und Temperaturgradient in der Ofenachse und im Ofenquerschnitt; besonders starke Schwankungen des Brennbetriebes wirken sich negativ auf die Bildung und Beständigkeit des A. aus. 2. Chemische und mineralogische Zusammensetzung des Rohmaterials und des Klinkers; eine konstante Materialaufgabe hilft die A.-Qualität zu verbessern. 3. Chemische und mineralogische Zusammensetzung und physikalische Eigenschaften des Feuerfestmaterials. 4. Rekristallisationsprozesse im sinternden Brenngut. 5. Entmischungserscheinungen und Diffusion von Klinkerbestandteilen, Absetzen von Asche, Kondensation flüchtiger Verbindungen. Vereinfacht kann die A.-Bildung nach folgendem physikalischen Mechanismus betrachtet werden: Das Ofenfutter ist durch die heißen Flammgase aufgeheizt worden; seine Temperatur ist höher als die Guttemperatur. Bei der Berührung des Ofengutes mit dem Futter wird die Kontaktschicht des Klinkers zusätzlich aufgeheizt; die Menge der -» Klinkerschmelze und deren Eigenschaften verändern sich (Verringerung der Viskosität, Verbesserung der Benetzungsfähigkeit). Bei der weiteren Drehbewegung des Ofens wird diese dünne, überhitzte Materialschicht mit Brenngut bedeckt; die Schmelze kühlt sich etwas ab, die Temperatur wächst, wobei neue Teilchen des Ofengutes auf dem A. haften bleiben (es kann auch zu einer teilweisen Kristallisation der Schmelze kommen). Dieser Zyklus wiederholt sich mit jeder Umdrehung des Ofens, und die A.-Schicht wächst so lange, bis sich ansatzaufbauende und -abbauende Kräfte die Waage halten. Nimmt man solch einen Mechanismus der A.-Bildung an, so wird klar, daß vor allem die die Temperatur beeinflussenden Faktoren von außerordentlicher Bedeutung sind: Die Futtertemperatur beim Eintauchen in das Brenngut ist verantwortlich für die Bildung und die beim Austreten aus der Materialschicht entscheidend für das Haften der A.-Schicht. Umfassender wird die Betrachtung dieses Problems bei Berücksichtigung auch chemischer und physikalisch-chemischer Faktoren. Noch ehe der Klinker seine eutektische Schmelze bildet, können bei der Reaktion zwischen Brenngut und hochtonerdehaltigem Ofenfutter Schmelzen gebildet werden, die das Futter mit einer Glasurschicht versehen und somit eine Grundlage für die A.-Bildung darstellen.

Anthophyllit Entlang dem Ofen wird eine besonders intensive A.-Bildung am Beginn und am Ende der Sinterzone beobachtet, die unter ungünstigen Umständen zur Ringbildung fähren kann. Die chemische Zusammensetzung der Rohmischung übt einen bedeutenden Einfluß auf die A.-Bildung aus, da sie die Menge, die Eigenschaften und die Bildungstemperatur der Klinkerschmelze bestimmt. Der A. bildet sich am besten bei mittleren Werten des Silicat- und Tonerdemoduls und 22•••24% Schmelzphase im Klinker. Geringere Gehalte an Klinkerschmelze bedeuten eine schlechte A.-Bildung, zuviel Schmelzphase f ü h r t zur Ringbildung. Die Bedeutung der chemischen Zusammensetzung des Feuerfestmaterials folgt aus der Möglichkeit einer Reaktion zwischen F u t t e r und Ofengut, die sich positiv auf den A. auswirken kann. Eine hohe Porosität des Futters f ü h r t zu einer besseren Durchtränkung mit Klinkerschmelze. Negativ wirkt sich aber in diesem Fall die erhöhte Korrosion der Ofenausmauerung aus, was zur Zerstörung des Futters f ü h r t . Untersuchungen der Haftfestigkeit Klinker — Ofenfutter zeigten, daß die Temperatur an der Kontaktstelle über 1 3 6 5 K betragen m u ß ; maximale Festigkeiten wurden bei 1375 K beobachtet. U m an der Kontaktstelle Feuerfestmaterial - Klinker die notwendige Temperatur zu halten, wird mitunter der Ofenmantel mit Luft oder Wasser gekühlt. Lit.: MAJDIC/SCHWIETE : Z e m e n t - K a l k - G i p s 15 4 5 — 5 1 . — B U I S T / G E L T H O R P E : S c i e n c e of C e r a m i c s 255-273. VOOEL/SCHLESIER : B a u s t o f f i n d . 1 5

Teil 1 - A 1, 9 - 1 0 ; Teil 2 - A 2 , 1 1 - 1 3 .

(1962), (1968), (1972),

Anschliff — durch Schleifen und Polieren hergestellte Probenoberfläche zum Zwecke der auflichtmikroskopischen Untersuchung. Bei undurchsichtigen (opaken) oder teilweise opaken Materialien ist eine optische Charakterisierung im Durchlicht (Dünnschliff) nicht möglich. Es ist daher mehr und mehr die polarisationsmikroskopische Auflichtuntersuchung im Anschliff entwickelt worden. Hierfür ist ein ausgezeichneter, löcher- und kratzerfreier, hochpolierter Anschliff nötig. Er muß äußerst sorgfältig fein geschliffen und dann mit mehreren Mitteln poliert und hochglanzpoliert werden. Nicht alle Materialien (Erze, Metalle, keramische Produkte usw.) polieren sich gleich gut. Jedes Objekt, und dieses wieder verschieden nach Korngrößen, Kornverwachsung und Begleitern, poliert sich außerordentlich verschieden. Verhalten beim Polieren, Schleifhärte, die mit der gewöhnlichen Ritzhärte nicht gut übereinstimmt, und erreichbare Schleifgüte sind wichtige Merkmale. Angaben über folgende diagnostische Kennzeichen von Substanzen sind aus Anschliffen bzw. der Auflichtmikroskopie möglich: Reflexionsvermögen, Farbe, Lichtbrechung, Anisotropieeffekte, Verwachsungsverhältnisse, morphologische Eigenheiten u. a. Die A n w e n d u n g des A. bzw. der Auflichtmikroskopie ist besonders durch das zu untersuchende Objekt selbst gegeben, d. h. sie ist vor allem dort verbreitet, wo der Stoff bereits in geringen Schichtdicken undurchsichtig ist. Hauptanwendungsgebiete liegen daher in der Metallmikroskopie, Erzmikroskopie (einschl. Meteoriten-

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mikroskopie), Kohlemikroskopie u. ä. I n jüngster Zeit findet sie aber in zunehmendem Maße bei durchsichtigen Objekten Verwendung (Gesteinsmikroskopie, Mikroskopie keramischer Produkte, Mikroskopie der Zementklinkerbestandteile). Lit.: FREUND: Handbuch der Mikroskopie in der Technik, Umschau Verl., Frankfurt /Main, Bd. I: Die optischen Grundlagen, die Instrumente und Nebenapparate für die Mikroskopie in der Technik, Teil 2. — Bd. IV: Mikroskopie der Silikate, Teil 1: Mikroskopie der Gesteine, Teil 2: Mikroskopie der keramischen Rohstoffe.

Anstehendes, anstehende Gesteine — Gesteinsuntergrund in mehr oder minder ursprünglicher Beschaffenheit (weitgehend unverwittert) unterhalb der Schuttbedeckung, der der Beobachtung zugänglich ist oder leicht zugänglich gemacht werden kann. Ansteifen — in der -> Keramik Verminderung der Fluidität von Suspensionen (-»- Schlickör) durch Wasserentzug, z. B. durch Zugabe von zweiwertigen Ionen (Ca2+) oder durch Überdosierung von Verflüssigungsmitteln (->- Peptisatoren). Anstriche, feuerfeste — durch Verstreichen oder Aufspachteln auftragbare Massen, die eine gewisse Temperaturbeständigkeit aufweisen. Die Zusammensetzung richtet sich danach, welche weitere Funktion sie zu erfüllen haben, z. B. Schutzanstriche mit V 2 0 5 gegen Schlaekenangriff (temperaturbeständig bis 1625 K). J e nach Feuerfestigkeit können als wesentliche Komponenten f ü r f. A. Tonerde, Schmelzkorund, Zirkonoxid u. a. Verwendung finden (s. a. ->• feuerfeste Spritzmassen, -»- „Feuerfesterzeugnisse mit mittlerem (hohem) Aluminiumoxidgehalt"). Anthophyllit 1. (Mg, Fe),[OH/Si 4 O n ] 2 . 2. Rhombisch-dipyramidal; D\\ — Prima; a0 = 1,856 6„ = 1,808 c0 = 0,528; a0:b0:c0 = 1,027 zu 1:0,292; Z = 4; Mg kann bis zu 50% durch Fe ersetzt sein; bei höheren Fe-Gehalten t r i t t die monokline Cummingtonitphase auf. A. gehört mit Gedrit (Isotypie) zu den rhombisch-kristallisierenden Orthoamphibolen. Die Amphibole zählen zu den -> Inosilicaten. Die in c-Richtung verlaufenden Zweierdoppelketten (Bänder) werden durch die Formel [Si 4 O u } dargestellt. 3. Fast nur derb in breitstengeligen, faserigen Aggregaten; Absonderung nach (100). Z\c

Z |c I L 001

OWh

i i 'b vi

i i! 110'

100

a) Anthophyllit-Gedrit a) Mg-reich

Uj|.

xl 100 b) Fe-reich

110

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Antigorit

4. HM = 5,5; D = 3,10 ± ; # vollkommen nach (110), Spaltwinkel 54° 23'; F = nelkenbraun, gelbiichgrau; O = Perlmutt- bis Glasglanz. 5. nx = 1,598-1,647, ny = 1,616 -1,651, nz = 1,623 — 1,664; A = 0,026 ( - ) - 0 , 0 1 7 ( + ) (Mg-reich—Fe-reich); Achsenebene (010); Z||a, Y\\b, Z\\c; Mg-reich: X — spitze Bisektrix, Fe-reich: Z = spitze Bisektrix; 2V mit dem Fe-Gehalt stark schwankend (s. Abb.). 7. Von Säuren nicht zersetzbar. 8. Mit Klinoamphibolen metamorph in kristallinen Schiefern, besonders in Serpentinen; mit Hornblende im Glimmerschiefer bei Kongsberg und Mochum, Bodenmais, Shetlandinseln. 9. X P D F 9-455: 0,30510, 0,3246, 0,8266, 0,2844, 0,2544, 0,3654, 0,8903, 0,3363. Antigorit Mg6[(OH)8/Si4O10] Blätterserpentin (-> Serpentin), Schichtenstruktur wie Kaolinit, jedoch derart variiert, daß eine wellblechartige „Doppel-Halbwellen-Struktur" entsteht, in der jeweils zwei „Halbwellen" über „Mg-Brücken" alternierend aneinander gekoppelt sind. -»• Chrysotil wird mit gleichen, jedoch zylindrisch eingerollten Schichten verstanden. Antiisotypie * isotype Kristallarten, bei denen die Plätze der Anionen mit denen der Kationen vertauscht sind. So kristallisiert beispielsweise T h 0 2 im Flußspatgitter (CaF2) gegenüber Li 2 0, das ein sog. Antifluoridgitter aufbaut. Solche Strukturen können keine Mischkristalle bilden. A. findet man auch bei den salzartigen metallischen Verbindungen, die Mn 2 0 3 -, La 2 0 3 -, LaF 3 - und BiF 3 -Gitter bilden. Unter den Strukturen des AB-Typs sind AgI und NH 4 F als antiisotyp zu betrachten. Beide Verbindungen haben wurtzitstruktur (/S-ZnS), in der natürlich beide Gruppen von Atompositionen geometrisch äquivalent sind. Dennoch entspricht kristallchemisch das Kation der einen Struktur dem Anion der anderen Struktur, da die bekannten Polarisationseigenschaften der beteiligten Ionen keinen Zweifel daran lassen, daß im AgI das Anion und im NH 4 F das Kation stark polarisiert ist. Antikglas — ein nach dem Zylinderblasverfahren (-> Mundblasverfahren) hergestelltes -»• Flachglas mit absichtlichen Fehlern zur Erzeugung von Lichtwirkungen ähnlich denen antiker Gläser. Die „echt antiken^' mittelalterlichen Kirchenfenster waren mit Blasen und Schlieren verunreinigt und hatten eine unebene Oberfläche. Diese Glasfehler waren eine Folge der mangelhaft beherrschten Technik des Glasschmelzens. Die unregelmäßigen linsenartigen Flächen ergaben besondere Lichtwirkungen, die man mit den heutigen sog. Antikgläsern nachzuahmen versucht. Antikglasschmelzen werden nicht völlig geläutert und sind demzufolge mit Blasen, Gispen und Schlieren durchsetzt. Außerdem wird während des Anblasens der -> Glasposten über Metall- bzw. Holzformen, die mit unsymmetrischen Mustern versehen sind, gewälzt, wodurch eine völlig unregelmäßige, sich nicht wiederholende Musterung auf der Oberfläche entsteht. A. wird farblos oder farbig, zumeist in pastell-

artigen Farbtönungen hergestellt. Bevorzugt werden grünliche, gelbliche oder blauviolette Farbtönungen in Anlehnung an die Farben antiker Gläser. Die lieferbaren Formate sind in ihrer Größe durch das Herstellungsverfahren auf 900 X 1100 mm begrenzt. A. wird im Bauwesen hauptsächlich zur Verglasung von Kirchen, Kulturbauten, historischen Gebäuden u. ä. verwendet, also meist dort, wo eine Lichtdurchlässigkeit gefordert wird, eine Durchsicht jedoch nicht notwendig ist. Antimonoxid-Bestimmung — Arbeitsgang der qualitativen und quantitativen Analyse (auch -»• Silicatanalyse) zur Bestimmung von Sb 2 0 3 . Antimonoxid kommt in natürlichen silicatischen Materialien selten vor. In der Glasindustrie findet es als Läuterungsmittel und als Glasrohstoff Verwendung. I n der Emailindustrie dient es als Trübungsmittel. Bei der Bestimmung des Antimons sind grundsätzlich immer zwei Schritte zu unterscheiden: 1. die Abtrennung bzw. Isolierung des Antimons von den störenden oder begleitenden Ionen und 2. die eigentliche Bestimmung. Die am häufigsten angewandten Methoden der Abtrennung des Antimons sind die Extraktion, die Fällung als Sulfid, der Ionenaustausch, die Destillation und die Verflüchtigung als SbH3. Während die Extraktion sehr häufig und erfolgreich angewandt wurde, fanden die Destillation und Verflüchtigung in nur geringerem Umfange und mit wechselndem Erfolg Anwendung. Antimongehalte über 2 — 3% werden am günstigsten durch gravimetrische oder titrimetrische Verfahren bestimmt. Die wichtigsten gravimetrischen Verfahren sind nach L. E R D E Y [ 1 ] die Bestimmung als Antimon(III)-sulfid (orange und schwarz) und als Antimontetroxid. Seltener wird es elektrolytisch, durch Reduktion oder als Antimon(V)sulfid, Antimon(III)-pyrogallat, Antimon(III)oxinat [2], Antimon(III)-thionalid, Triethylendiaminchrom(III)-thioantimonat bestimmt. Die bekannteste titrimetrische Methode ist die Titration des Antimons mit Kaliumbromatlösung unter Verwendung von Methylorange oder Methylrot als Indikator. Antimon kann auch mit Alkalihypochlorid-, Kaliumpermanganat-, Cer(IV)-sulfatoder Iodlösung titriert werden [3]. Bei der analytischen Bestimmung des Antimons ist seine Flüchtigkeit als Antimonwasserstoff oder als Antimon(Ill)chlorid zu beachten. Die in den Laboratorien der Silicatindustrie für die Bestimmung kleiner bis mittlerer Antimongehalte angewandte Methode sieht den Aufschluß der Probe in einem Gemisch von H F und H 2 S0 4 , H F und H N 0 3 [4] oder von HF, H 2 SO ? und H N 0 3 vor. Das Antimon wird mit H 2 S als Sufid ausgefällt und nach Lösen in konz. Schwefelsäure mit Kaliumbromatlösung gegen Methylrot titriert. Von störenden Elementen der H 2 S-Gruppe kann das Antimon durch Behandeln mit Natriumsulfidlösung abgetrennt werden. Störungen durch Arsen werden durch Eindampfen der schwefelsauren Lösung nach Zusatz von H 2 0, HCl und KBr vermieden [5]. Für die Bestimmung kleiner bis kleinster Men-

Apfelsinenschale gen Antimon in Silicaten eignen sich fotometrische und polarographische Verfahren [6, 7], Fotometriseh kann das Antimon mit Rhodamin B [8, 9], Methylfluoron [10], Natriumpyrrolidindithiocarbamidat [ i l ] , Silberdiethyldithiocarbamidat [12], Kaliumiodid [13, 15] und anderen fotometrischen Reagenzien bestimmt werden. So schlagen z. B. WARD

und

LAKIN

[9]

für

die

Bestimmung

von

Antimonspuren in Erden und Gesteinen die Extraktion des Antimons mit Isopropylether mit nachfolgender Bestimmung mit Rhodamin B vor. VÖLKER u n d SCHWARZ [ 1 6 ] b e s t i m m e n das

LH.: [1] ERDEY/LAZLO: Theorie und Praxis der gravimetrischen Analyse ( B d . 2), Verl. Ungar. Akad. d. Wies., Budapest 1964. — [2] PIRTEA: Über die gravimetrische Bestimmung von Antimon mit o-Hydroxychinolin, Z. A n a l . Chem. 208 (1965), 4 1 1 - 4 1 4 . - [3] THOMPSON: Metallurgia 61 (i960), 2 8 3 - 2 8 5 . — [4] BILTZ, H./ BIITZ, W . : Ausführung quantitativer Analysen, 5. Aufl., S. Hirzel, Zürich 1947. — [5] Chemikerausschuß der Ges. D t . Metallhütten- und Bergleute: Analyse der Metalle, Band 1: Schiedsanalysen, Springer Verlag, Berlin/Heidelberg/ N e w Y o r k 1966. — [6] WILLIAMS/SCHWENKLER: J. Amer. Ceram. Soc. 38 (1955), 3 6 7 - 3 6 9 . - [7] PALECEK: Moderne Glasanalysenverfahren, Staatl. Verlagsanst. techn. Lit., Prag 1964. - [8] MLELSCH/BÖLTZ: Z. anal. Chem. 143 (1954), 2 6 4 - 2 7 2 . - [9] WARD/LAKIN: Anal. Chem. 26 (1954), 1168 bis 1173. - [10] KOCH/KOCH-DEDIC: Handbuch der Spurenanalyse. Springer-Verlag, Berlin/Göttingen/Heidelberg/New Y o r k 1964. - [11] KOVACS/GUYER : Z. anal. Chem. 208 (1965), 2 5 5 - 2 6 2 . - [12] CORTIVO/CEFOLA: Anal. Biochem. 1 (1960), 4 9 1 - 4 9 7 . - [13] NIKITINA: Zavod. Labor. 14 (1948), 933ff. [14] WASHINGTON: Analyst 90 (1965), 5 0 2 - 5 0 3 . [15] ELKIND/GAYER/BOLTZ: A n a l . Chem. 25 (1953), 1744-1745. [16] VÖLKER/SCHWARZ: Silikattechn. 22 (1971), 4 4 - 4 5 .

Apatit 1. Ca 5 [F/(P0 4 ) 3 ]. 2. Hexagonal-dipyramidal; —P6 3 /m; a0 = 0,639 c0 = 0,689; c0/a,0 = 0,734; Z = 2; in der Struktur treten die P0 4 -Gruppen als deformierte Tetraeder auf. Ca ist in zwei Koordinationsarten vorhanden. Ein Teil liegt auf den dreizähligen Achsen [00.1] und ist von 9 Sauerstoff umgeben, ein anderer Teil ist von Sauerstoff und P (bzw. Cl, O H usw.) umgeben. Die Struktur ist recht kompliziert. Zur Apatitgruppe zählen Minerale der allgemeinen Formel Me5[XO}]3Z, in denen Me = Ca2+, Pb 2 + (z. B. Pyromorphit) und als isomorphe Beimengungen bisweilen Seltene Erden, Mn2+, Sr 2 +; Z = F~, Cl-, O H - , [C0 3 ] 2 -und X 0 4 = [ P 0 4 ] 3 - , [AS0 4 ] 3 - (Mimetisit), [V0 4 ] 3 ~ (Vanadinit), [Si0 4 ] 4 ~ in Kombination mit [ S 0 4 J - (Wilkeit). Weiterhin unterscheidet man zwischen: Hydroxylapatit Ca 5 [0H/(P0 4 ) 3 ], Chlorapatit Ca 5 [Cl/P0 4 ) 3 ], Oxyapatit Ca10[O/ (P0 4 ) 6 ], Carbonatapatit Ca 5 [P/(P0 4 , C 0 3 0 H ) 3 ] . 4

Hinz

4.

Anti-

mon in technischen Gläsern als Tetraiodantimon(Ill)säure. Nach Aufschluß der Proben mit einem Gemisch von H P , H 2 S0 4 und H N 0 3 wird die Lösung mit Kaliumiodid-Ascorbinsäurereagenz versetzt und in einem Spektralfotometer bei 425 nm gemessen. Die Bestimmung kann in Gegenwart aller Bestandteile von technischen Gläsern, außer in Gegenwart von Barium und Blei, in einem Konzentrationsbereich von 0,01 •• •3% Sb 2 0 3 durchgeführt werden. Nach Abtrennung der ausgefallenen Sulfatniederschläge des Bleis und Bariums ist auch in barium- und bleihaltigen Gläsern eine Bestimmung ohne weitere Störungen möglich. Der Wiederholungsstreubereich des Einzelwertes bei einer Sicherheit von 95% beträgt bei einem Sb 2 0 3 Gehalt von 0,28 ± 0,02.

-

3.

5. 6. 7. 8.

49

Nachfolgende Angaben beziehen sich auf den eigentlichen A. Kristalle ein- und aufgewachsen, oft sehr groß (bisweilen zentnerschwer); kurz- oder langsäuliger Habitus: {1010}, {0001}, {1011}; auf Klüften vorkommende Kristalle meist flächenreicher: {1012}, {2021}, {1120}, {1121}, {2131}; Prismenflächen sind oft vertikal gestreift; auch derb auftretend. HM = 5; D = 3,16 -3,222; # nach (0001) und (1010) wechselnd deutlich, Br. = muschelig, spröd; F = farblos und in allen Farben; O = Glasglanz, in Bruchflächen Fettglanz; Str. = weiß. n0 = 1,633 --1,667, n, = 1,630-1,664 (F-reich bis Cl-reich); A = 0,003 "0,003 ( - ) zuweilen optisch anomal. Fp bzw. Dissoz.-Punkt 1933 K . Vor dem Lötrohr schwierig und nur an den äußersten Kanten schmelzbar; in Säuren leicht löslich. Weit verbreitet, auf den verschiedensten Lagerstätten und von mannigfaltigster Entstehung; als Gemengteil von Eruptivgesteinen (akzessorisch) aller Art, auf pegmatitischen und hochthermalen Klüften und Drusenräumen, sedimentär auf selbständigen Lagern; in metasomatischen Verdrängungen von Kalksteinen usw. Geologisch und technisch wichtiges Mineral, Hauptträger der Phosphorsäure im Mineralreich; Düngemittelindustrie (etwa 90% des A . ) ; chemische Industrie, Streichholzindustrie, keramische Industrie („Knochenporzellan").

9. X P D F 15-876: 0,28010, 0,2706, 0,2776, 0,3444, 0,2623, 0,1843 0,1943, 0,2252. La.: SB 2, 99. Apatit (Schmuckstein) — die relativ selten schön gefärbten und für Schmucksteine ausreichend klaren Kristalle des - > Apatits. Größere Exemplare sind meist trübe und rissig. Die verschiedentlich violett, hell-dunkelgrün oder auch bläulich gefärbten Apatite der Zinnerzlagerstätten des Erzgebirges (z. B. Ehrenfriedersdorf) sind daher nur vereinzelt zum Verschleifen geeignet. Die hellgelben A . aus den Talkschiefern der Tiroler Alpen werden als „Spargelsteine" bezeichnet, die tief blaugrünen, besonders bekannt aus dem Staate New York (USA), von Renfrew (Kanada), von Sludjoinka, Transbaikalien (UdSSR), Arendal (Norwegen) und Südwestafrika als „Moroxite". Die bisher schönsten, durchsichtig grünen, rosenroten und violetten Apatitkristalle fanden sich zusammen mit Turmalin auf Spalten im Granit am Mount Apatite bei Auburn, Androscoggin County, Maine (USA). Sie wurden früher zum Teil mit Turmalin verwechselt. Für Schmuckzwecke sind wohl bisher am häufigsten die grünen kanadischen Moroxite verarbeitet worden. Allgemein findet A . auf Grund seiner geringen Härte wenig Verwendung im Schmuckgewerbe. Er besitzt als Schmuckstein auch nur geringen Wert. Apfelsinenschale, Orangenhaut, Apfelsinenmuster — ->• Emailfehler, der sich als eine stark wellige Emailöberfläche mit einem einer Apfelsinenschale ähnlichen Aussehen zeigt. •

50

Apophyllit

D e r Fehler k a n n durch mehrere Ursachen hervorgerufen w e r d e n : 1. Zu hoher L u f t d r u c k oder zu geringer A b s t a n d der Pistole vom Werkstück beim Spritzauftrag des Emails, so d a ß sich das Email seitlich auf dem W e r k s t ü c k verschieben k a n n u n d wellenartige A n h ä u f u n g e n entstehen. 2. U n t e r b r e n n e n des Emails, so d a ß infolge der zu hohen Viskosität des Emails dieses nicht ausreichend g l a t t ausfließen k a n n . 3. Zu hohe Konsistenz des Emailschlickers beim Spritzauftrag, so d a ß bereits beim Spritzen kein gleichmäßiger A u f t r a g erreicht wird. 4. E i n schaumiges Grundemail k a n n in dem anschließend a u f g e b r a n n t e n -»- Deckemail ebenfalls ein Apfelsinenschalenmuster hervorrufen. M a ß n a h m e n der Beseitigung der A. bestehen in der E i n h a l t u n g der optimalen P a r a m e t e r beim Spritzauftrag, der optimalen Brennbedingung u n d der erforderlichen Schlickerkonsistenz. Apophyllit 1. KCa 4 [F/Si 4 O 1 0 ) 2 ]-8H 2 O. 2. Ditetragonal-dipyramidal; Z)4"„ — Pi/mnc; a 0 = 0,902 c0 = 1,58; cja0 = 1,752; Z = 2 ; zählt infolge seiner strukturellen Eigentümlichkeiten zur G r u p p e der - Phyllosilicate; S t r u k t u r ist durch das A u f t r e t e n von Netzen von [Si0 4 ]Tetraedern gekennzeichnet, die aber nicht wie bei den - » Glimmern zu Sechserringen, sondern zu quadratischen Viererringen u n d verzerrten Achterringen, deren Tetraeder die Spitzen in b e n a c h b a r t e n Viererringen einmal nach oben, einmal nach u n t e n kehren, gruppiert sind; diese einfachen Netze werden durch die K-, Ca- u n d F - I o n e n u n d die Wassermoleküle aneinander g e b u n d e n (TAYLOR). Ebenfalls Schichts t r u k t u r e n m i t [Si0 4 ]-Tetraedern in Viererringen besitzen Gillespit, Sanbornit, Narsarsukit. 3. Stets aufgewachsene Kristalle h a b e n pyramidalen, prismatischen, auch tafeligen u n d würfligen H a b i t u s mit {111}, {100} u n d bisweilen {001}, {210}. 4. HM = 4,5—5; D = 2 , 3 - 2 , 4 ; # (001) sehr vollkommen, (100) u n e b e n ; F = durchsichtig bis durchscheinend, farblos, häufig rötlich; O = auf (001) charakteristischer P e r l m u t t g l a n z (Ich thyophtalm-Fischaugenstein). 5. ne = 1,5365—1,5434, n0 = 1,5345•••1,5445 (meist-•-selten); A = 0,0020 ( + )—0,011 ( - ) , (sehr geringe oder s t a r k dispergierte Doppelbrechung; meist optisch positiv m i t m e h r f a c h Interferenzanomalien im Achsenbild); Pleo = nicht v o r h a n d e n , u n t e r dem Mikroskop farblos. 7. Beim E r h i t z e n wird das Wasser bis etwa zur H ä l f t e kontinuierlich abgegeben, der R e s t erst bei etwa 523 K ; mit HCl wird das Kristallpulver u n t e r Abscheidung v o n Kieselgallerte leicht zersetzt. 8. Genetisch auf das engste m i t den -> Zeolithen v e r b u n d e n ; f i n d e t sich in Blasenräumen junger u n d alter basischer Oberflächengesteine (Kaiserstuhl, Faröer, Island, Böhmisches Mittelgebirge usw.); ferner in Magnetitlagerstätten (Oravicza im Banat), auf Erzgängen (Andreasberg im Harz), sowie in K l ü f t e n k o n t a k t m e t a m o r p h beeinflußter Sedimente m i t Wollastonit (Kalifornien).

9. X P D F 19-944: 0,395 10 , 0,298 9 , 0,158 4 , 0,248 3 , 0,454 a , 0,358 2 , 0,250 2 , 0,335 2 . Lit.: TAYLOR U.

Apparategläser

a.:

Z.

Krist. 7 7

(1931), 146.

Gerätegläser

Apyrit Turmalin Aquamarin (Schmuckstein) — meerwasserblaue (aquamarinblaue) Variation des — B e r y l l . Steine m i t größerer F a r b t i e f e werden besonders hoch bewertet. Das Muttergestein bilden P e g m a t i t e u n d grobkörnige Granite. Charakteristische Einschlüsse sind winzige Kristalle m i t Höfen von Flüssigkeitsnetzen, die sog. Schneesterne, die parallel zur Basis liegen. Auch werden Einschlüsse von P e t a l i t u n d m i t Flüssigkeit angefüllten Hohlr ä u m e n gefunden. Wichtige V o r k o m m e n : Brasilien (Minas Geraes u n d Bahia), Madagaskar, U d S S R (Sibirien), Südafrika u n d USA (Nordkarolina) u. a. Aragonit 1. CaC0 3 . 2. R h o m b i s c h - d i p y r a m i d a l ; Dil — Pmcn; a0 = 0,495 b0 = 0,796 c 0 = 0,573; aa: &„ :~c0 = 0 , 6 2 2 : 1 : 0 , 7 2 0 ; Z = 4 ; t r i t t in mehreren Modifikationen a u f : Calcit; Aragonit, Vaterit (sehr selten); A. ist n u r innerhalb des Temperaturintervalls 302 bis na 675 K u n t e r E i n h a l t u n g b e s t i m m t e r Bedingungen (schnelle Kristallisation, Lösungsgenossen) darstellbar; im A. liegen die planaren C0 3 K o m p l e x e parallel (001); Ca ist von 9 Sauers t o f f a t o m e n koordiniert; S t r u k t u r besitzt ausgesprochen pseudohexagonale S y m m e t r i e in

[001].

3. Kristalle ein- u n d aufgewachsen, gewöhnlich n a c h der Vertikalachse gestreckt u n d prismatischer oder spitzpyramidaler E n d i g u n g ; häufig strahlig u n d nadelig; meist folgende K o m b i n a t i o n : {110}, {010}, {021}, {111}, {121}, {001}; o f t Zwillingsbildung n a c h (110) (häufig polysynthetisch). 4. HM = 3,5—4; D = 2,95; # undeutlich nach (010); F = weiß, grau, blaßgelb; O = Glasglanz, fettig, durchsichtig; Str. = weiß, hellgrau. 5. nx = 1 , 5 3 0 - 1 , 5 3 0 » , , = 1,682--1,681 n„ = 1,686 bis 1,685; A = 0 , 1 5 6 - 0 , 1 5 5 ( - ) ; X||[001], 7||[100]; Achsenebene (100), Z||[010]; 2 F , =

18°.

6. Oberhalb 673 K U m w a n d l u n g in Calcit. 7. I n Säuren leicht löslich, chemische Unterscheid u n g von Calcit d u r c h MEiGENsche Probe. 8. Auf K l ü f t e n u n d H o h l r ä u m e n neben Zeolithen in jüngeren Eruptivgesteinen, auf Erzlagers t ä t t e n , eingewachsen im Ton m i t Gipsen, in Sinterbildungen heißer Quellen, als P e r l m u t t e r schicht m a n c h e r Molluskenschalen u n d der Perlen. 9. X P D F 24-25 : 0,340 10 , 0,198 6 , 0,327 6 , 0,270 5 , 0,237,3 0,188 3 , 0,248 3 , 0,188 3 . — A. synth., X P D F 0,5453: 0,340 10 , 0,198„ 0,327 5 , 0,270 5 , 0,237 4 , 0,248 3 , 0,188 3 , 0,234 3 . Arbeitsform —^ F o r m , —> Modell, -> Einrichtung. Arbeitsfutter — Teil einer mehrschichtigen Zustellung aus - s - Feuerfesterzeugnissen in Industrieöfen, der dem direkten Verschleiß durch feste,

Arfvedsonit flüssige oder gasförmige Ofenmedien ausgesetzt ist. Das A. wird auf ein D a u e r f u t t e r bzw. eine -» H i n t e r m a u e r u n g aufgebracht. Wegen des größeren mechanischen und/oder chemischen Verschleißes muß das A. häufiger erneuert werden als diese. Typische Anlagen, in denen A. verwendet werden, sind Roheisenmischer u n d Konverter. Mit A. gleichbedeutend wird auch der Begriff Verschleißfutter verwendet. Arbogast, Philip — wurde in Pitttsburgh (USA) geboren. Er entwickelte das Prinzip des ->• PreßBlas-Verfahrens zur Herstellung von Glasbehältern. Ein entsprechendes P a t e n t , das er 1881 beantragte, wurde ihm 1882 unter der N u m m e r USA-Patent 260819 zugesprochen. I n dieser Patentschrift wurden erstmalig die drei Fertigungsstufen der mechanisierten Flaschen Herstellung niedergelegt, die auch heute noch f ü r die führenden Glasbehältermaschinen gültig sind:

Mechanisierte Flaschenherstellung nach P a t e n t v o n ARBOGAST

1. Ausbildung der Mündung als notwendigerweise erster Vorgang; 2. Formung eines Külbels als erforderliche Zwischenstufe bei der maschinellen Fertigung eines Glasbehälters; 3. Blasvorgang als letzte Fertigungsstufe des Erzeugnisses. Wie vielen Erfindern der damaligen Zeit gelang es A. nicht, sein P a t e n t wirtschaftlich zu nutzen. E r verkaufte es im J a h r e 1885 zu einem unbedeutenden Preis. Der Einsatz der Maschine durch den K ä u f e r des P a t e n t s wurde aus verwaltungstechnischen Gründen verhindert; später erfolgte eine Aufsaugung des Betriebes durch eine größere Gesellschaft. E r s t 1893 wurden auf einer Preß-Blas-Maschine nach dem P a t e n t von A. planmäßige Glaserzeugnisse — u n d zwar Vaselinedosen — gefertigt.

51

Beständigkeit gegenüber atmosphärischen Einflüssen. Umfangreiche Langzeituntersuchungen haben ergeben, daß die Beständigkeit der Emails gegenüber Citronensäure mit Ausnahme von Rot-Emails annähernd ihrer Wetterbeständigkeit (Glanz- und Farbbeständigkeit) entspricht. A. besitzen in den meisten Fällen keinen hohen Glanz, um eine Blendwirkung zu vermeiden. Andererseits sind auch völlig m a t t e Oberflächen unerwünscht, weil darauf Schmutz und Staub leichter festgehalten werden. Angestrebt wird deshalb ein h a l b m a t t e r Glanz, den m a n durch bestimmte —> Mühlenzusätze oder durch Mischen mehrerer geeigneter Emailfritten erhalten k a n n . A. müssen außerdem eine Reihe von Eigenschaften besitzen, die sich aus der Festigkeitstechnologie ergeben, da man zumeist großflächige Elemente emaillieren muß. Aus diesem Grunde darf der Ausdehnungskoeffizient nur in bestimmten Grenzen schwanken. Darüber hinaus müssen die A. eine sehr gute Farbstabilität aufweisen. Arfvedsonit 1. Na 2 , 5 Ca 0 i 5 (Fe 2 + , Mg, Fe"-, Al) s [(OH, F) 2 /AI 0 , 5 817,5022]- _ 2. Wie alle Klinoamphibole monoklin-prismatisch C\h - 6'2/m; a0 = 0,983 b0 = 1,803 c0 = 0,521 a0:b0:c0 = 0,545:1:0,289; ß = 103° 46'; Z = 1 wichtiges Glied der Glaukophanreihe; alkaliund Si-reich, Mg-arm; gehört als monoklines Klinoamphibol in die Familie der Amphibole, deren S t r u k t u r aus Doppelketten von [Si0 4 ]Tetraedern mit der charakteristischen Gruppe [SiiOn] besteht. 3. Kristalle selten; große, prismatische von Grönland; kleine, taflige von Lagnesund; kaum mit Endflächen; hauptsächlich in stengligen und körnigen Aggregaten-; Zwillinge nach (100). 4. HM = 5 , 5 - 6 ; D = 3,4; # g u t n a c h ( 1 1 0 ) wegen des strukturellen Aufbaus, m i t charakteristischem Winkel von 124°; F = schwarz, tiefblau; O = Glasglanz; Str. = dunkelblau. 5. nx = 1,693 ny = 1,696 nz = 1,698; A = 0,005 ( —); stark pleochroitisch; 2F» = 50---100 0 .

\.ikitimgrüri

Optische Orientierung

•m-fait)

Lit.: MEIGH: The development of the automatic glass bottle rnachine, «lass Technol. 1 (1960), 2 5 - 5 0 .

Architckturemail, Fassadenemail > Emails, für die Emaillierung von Fassadenelementen und anderen Verkleidungsstellen an Bauwerken. A. werden in einem ständig steigenden Maße verwendet, da emaillierte Fassadenelemente hohe Gebrauchswerteigensehaften besitzen. Diese bestehen hauptsächlich in der hohen Lebensdauer, in der guten ästhetischen Wirkung sowie in den relativ geringen Produktionskosten. Die wesentlichste Eigenschaft der A. ist ihre

7. Leicht schmelzbar, ergibt mangetische Perle. 8. Nur magmatisch in foidführenden Natrongesteinen, besonders plutonischen und deren Pegmat i t e n ; in -> Nephelin- und Augitsyeniten; m i t Eläolith, Sodalith, -*• Feldspat, — A e g i r i n , Zirkon; Kristalle am Langesund. 9. X P D F 14-633: 0,316 10 , 0,273 8 , 0,851,, 0,342 5 , 02,60 4 , 02,19 i ; 02,55 3 , 02,35 3 . Lit.: GOSSNER/SPIELBERG: Z . FROST: M i n . M a g . 33 (1963), 377.

Krist.

72

(1929),

111.

52

Arkanum

Arkanum — (lat. = das Geheime, Geheimnis, Geheimmittel) in Verbindung m i t der Geschichte der europäischen Nacherfindung des -»- Porzellans häufig gebrauchter Begriff f ü r das Geheimnis der Versätze f ü r -> Massen, ->• Glasuren u n d der Herstellungsbedingungen im weitesten Sinne. Trotz strenger Geheimhaltung u n d Bewachung der Arkanisten wurde das A. im L a u f e der Zeit sowohl durch V e r r a t (z. B. erstmalig durch Samuel STÖLTZEL 1719, der d a d u r c h wesentlich zur Gründ u n g der Wiener M a n u f a k t u r beitrug) als auch d u r c h Parallelerfindung (z. B. 1758 MACHELEID in R u d o l s t a d t / T h ü r . ) verbreitet. Ab Mitte des 18. J h . w u r d e n in rascher Folge in E u r o p a weitere Porzellan-Manufakturen gegründet. Lit.: Festschrift: 250 Jahre Staatliche Porzellanmanufaktur Meißen (1960).

Arkose — (franz.) ein feldspatreiches (na 20%), glimmerführendes, sandsteinartiges Sedimentgestein, das aus der Zerstörung feldspatreicher Gesteine (Granit, Gneis) hervorgegangen ist: f i n d e t sich auf deutschem Gebiet besonders im Rotliegenden u n d Buntsandgestein der Oberpfalz u n d Thüringens. Arsen-Bestimmung — Arbeitsgang der qualitativen u n d q u a n t i t a t i v e n Analyse (hier insbes. im R a h m e n der - > Silicatanalyse) zur B e s t i m m u n g des As 2 0 3 -Gehaltes. Arsen k o m m t in größeren Mengen in silicatischen Materialien sehr selten vor. I n kleinen bzw. kleinsten Mengen (Spuren) ist das Arsen hingegen in relativ vielen Silicaten vertreten. Besonders wichtig ist die Verwendung des Arsens in der Glasindustrie als Läuterungsmittel, wodurch Arsen in vielen Gläsern in geringen Mengen nachweisbar ist. Arsenfreie Gläser werden von der Elektronenröhrenindustrie gefordert, da Arsen bzw. Arsenverbindungen die O x i d k a t h o d e n vergiften. Die klassischen Verfahren der Gravimetrie, z. B. B e s t i m m u n g des Arsens als As 2 0 3 , As 2 S 5 , N H 4 M g • AS0 4 , oder als Ag 3 As0 4 , eignen sich sehr schlecht zur B e s t i m m u n g der kleinen Arsenmengen in Silicaten; hier werden Verfahren der Maßanalyse verwendet. Das klassische m a ß a n a l y t i s c h e Verf a h r e n der Arsenbestimmung [1] sieht die Abtrenn u n g des Arsens durch Destillation als A S C 1 3 m i t nachfolgender bromatometrischer T i t r a t i o n vor. Über den Anwendungsbereich, die Durchf ü h r u n g u n d die Fehlerquellen dieses Verfahrens s. H . B I L T Z [ 1 ] , Die b r o m a t o m e t r i s c h e T i t r a t i o n k a n n auch u n t e r Verwendung der potentiometrischen E n d p u n k t b e s t i m m u n g d u r c h g e f ü h r t werden. Die maßanalytische B e s t i m m u n g k a n n ferner iodometrisch oder cerimetrisch erfolgen. Diese m a ß a n a l y t i s c h e n Verfahren verlaufen im Mikrogramm-Bereich nicht q u a n t i t a t i v , a u ß e r d e m sind sie sehr zeitaufwendig. D a s 3-wertige Arsen im Glas l ä ß t sich nach einem Schnellaufschluß mit HCl u n d H F mit K a l i u m i o d a t titrieren, n a c h d e m das 3wertige Arsen mit Iodmonochloridlösung umgesetzt wurde. Die coulometrische Titration ist f ü r die Bestimm u n g des Gesamtarsen- u n d Arsen(III)-Gehaltes in Gläsern vorgeschlagen worden [2], F ü r die B e s t i m m u n g des Arsens in Silicaten

bis zu einem As 2 0 3 -Gehalt von 0 , 5 % eignen sich a m besten fotometrische Verfahren. Die bekanntesten sind das GUTZEIT-Verfahren (Standard), das Molybdänblau-Verfahren u n d das Verfahren m i t Silberdiethyldithiocarbamidat (AgDDTC) nach [3], das f ü r die B e s t i m m u n g des Arsens in den verschiedensten Materialien m i t Vorteil verwendet wird. Gegenüber der GuTZEiT-Methode ist als Vorteil der AgDDTC-Methode zu werten, d a ß an die Stelle des Reagenzpapiers eine Reagenzlösung t r i t t , so d a ß die erhaltene F ä r b u n g bei vergrößerter Empfindlichkeit e x a k t fotometrisch ausgewertet werden k a n n . D u r c h die einfache H a n d h a b u n g u n d eine hohe Selektivität besitzt das Arbeiten mit A g D D T C gegenüber dem Molybd ä n b l a u - V e r f a h r e n eine Reihe von Vorzügen. Arsen wird m i t Hilfe von Zink u n d HCl zu Arsenwasserstoff reduziert, der in eine Vorlage m i t einer Lösung v o n 0 , 5 % A g D D T C in P y r i d i n geleitet wird. E s bildet sich ein roter F a r b k o m p l e x , der bei 520 n m fotometrisch ausgewertet wird. A n t i m o n gibt die gleiche R e a k t i o n . Zur Vermeidung des lästigen Pyridingeruches wird ein Arbeiten in chloroformhaltigen Lösungen, denen organische Basen zugesetzt werden, vorgeschlagen [4]. F ü r die A r s e n b e s t i m m u n g in technischen Gläsern wird das Arsen nach Aufschluß der Glasprobe m i t N a 2 C 0 3 u n d nach A b t r e n n u n g v o n störenden Bestandteilen als A s H 3 fotometrisch mit A g D D T C in Chloroform u n t e r Zusatz v o n Brucin b e s t i m m t [5]. Das V e r f a h r e n k a n n in Gegenwart aller Bestandteile von technischen Gläsern a u ß e r in Gegenw a r t von hohen Blei- u n d A n t i m o n k o n z e n t r a t i o n e n bis 0 , 5 % AS 2 03 d u r c h g e f ü h r t werden. Der Wiederholstreubereich des Einzelwertes b e t r ä g t bei einer Sicherheit von 9 5 % bei einem As 2 0 3 -Gehalt v o n 0 , 1 7 % ± 0,01%, bei einem As 2 0 3 -Gehalt von 0,041% ± 0 , 0 0 5 6 % u n d bei einem As 2 0 3 -Gehalt von 2,7 • 10" 4 % ± 1,3 • 10-"%. Lit.: [1] BILTZ/BILTZ: Ausführung quantitativer Analysen, S. Hirzel, Zürich 1947. - [2] WISE/WILLIAMS : Anal. Chem.

34 (1964), 1 9 - 2 1 . [ 3 ] VASAK/SEDIVEC : L i s t y 4 6 324ff. [4] BODE/HACHMANN : Z . a n a l . C h e m . 2 4 1 1 8 - 3 0 . - [5] VÖLKER/SCHWARZ: I n f o r m a t i o n s d i e n s t Glas 4 (1969), 8 1 - 8 3 .

(1952), (1968), Techn.

Asbestbeton — aus natürlichen Asbestfasern (-> Asbest) u n d — Z e m e n t bestehender - » Beton. Zur Herstellung wird die gereinigte Asbestfaser m i t d e m Zement in R ü h r w e r k e n vermischt, m i t Wasser a n g e m a c h t u n d zu P l a t t e n oder R ö h r e n verarbeitet. Die Biegefestigkeit steigt m i t der Länge der v e r a r b e i t e t e n Asbestfaser bis auf 60 MPa u n d Druckfestigkeiten bis zu 80 MPa. A. ist weitgehend wasserdicht u n d wird wenig durch F r o s t u n d Witterungseinflüsse angegriffen. A n w e n d u n g findet A. insbes. d ü r Dacheindeckungen, R o h r e u n d F o r m s t ü c k e , z. B. f ü r R a u c h abzug, Dachrinnen u. a. Wegen erkannter -> Staublungenerkrankungen durch -> Asbest, wird dieser durch andere faserförmigen Stoffe, wie z. B. ~> Glasfasern, ersetzt. Asbeste — faserförmige Silicate, vorzugsweise der Mineralgruppe -> Amphibole u n d —> Serpentine. A m p h i b o l a s b e s t e sind d u r c h die F o r m e l (iie 2 +/ 3 +) 7 [(OH)/Si 4 O n ] 2 oder als B r u t t o f o r m e l 7 Me2+O • 8 S i 0 2 • H 2 0 gekennzeichnet.

Aschegehalt Strukturell liegen Silicatdoppelketten vor, die miteinander durch zwei- oder dreiwertige Kationen, vorzugsweise Mg, Fe und Ca, verbunden sind. Bekanntester Vertreter ist der - s - Krokydolith oder Blauasbest. S e r p e n t i n a s b e s t e sind durch die Formel Mg 3 [(0H) 4 /Si 2 0 5 ] oder als Bruttoformel 6MgO • 4 S i 0 2 - 4 H 2 0 gekennzeichnet. Bekanntester Vertreter der Gruppe ist der Chrysotil, dessen Faserstruktur als eingerollte Schichtebene einer kondensierten Silicat- mit einer Brucitschicht beschrieben werden kann. Die Entstehung der Asbeste wird auf hydrothermale Umwandlungen basischer und ultrabasischer Gesteine zurückgeführt. Es werden drei Fasertypen unterschieden: 1. Cross-Fibers, 2. Slip-Fibers und 3. Mass-Fibers. Cross-Fibers sind die meist angetroffenen Fasern; sie sind senkrecht auf den Kluftwänden aufgewachsen. Faserlängen bis etwa 100 mm sind üblich. Slip-Fibers bildeten sich durch gegenläufige tektonische Verschiebungen der Kluftwände während des Faserwachstums. Faserlängen bis über 1000 mm. Mass-Fibers sind aus den Primärlagerstätten ausgespült und an anderen Stellen als wirrfaserige Massen abgelagert. Die wichtigsten Asbestlagerstätten befinden sich in Kanada, am Südabhang des Urals und in Südafrika; es folgen VR China, Italien, USA und Simbabwe. Die Welt-Asbestförderung betrug 1970 3,5 Mill. t. Die Asbestgewinnung erfolgt im Tagebau und Untertagebau, durch stufenweises Vermählen des Gesteins, durch Sieben und Absaugen von dem Gestein. Der Asbestanteil liegt in der Größenordnung von 2---5% und auch darüber. Die wichtigsten physikalischen Eigenschaften der Amphibol- und Chrysotilasbeste sind nachfolgend zusammengestellt. Trotz der Schmelztemperaturen von etwa 1775 K betragen die Anwendungstemperaturen der Amphibolasbeste etwa 8 2 5 - - 9 2 5 K , Chrysotilasbeste etwa 725- -825 K. Zusammenstellung einiger wichtiger physikalischer Eigenschaften von Amphibol- und Chrysotilasbest Eigenschaften

Amphibole

Chrysotil

Technischer Faserdurchmesser in ,um Elementar-Faserdurchmesser in i m

0,l-*-15

0,75

Spez. Oberfläche in m 2 /g (Aktivkohle 150- -250 m ! /g) Faserzugfestigkeit in N/mm 2 Bruchdehnung in % Bleibende Dehnung Elektrostatische Aufladung

nicht bestimmbar

30'"40

5---15

25---78

0.2--800 — — (—)

1---3000 1---3 0 (+)

Bei kurzzeitiger Belastung werden wesentlich höhere Temperaturen ertragen. Amphibolasbeste sind gegen Säureangriffe weitgehend resistent, während Chrysotilasbest in ein noch faserförmiges Kieselsäuregel umgewandelt wird. Als technische Anwendung von Asbesterzeugnissen stehen an erster Stelle Asbestzement-Erzeug-

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Eoher und geöffneter Chrysotilasbest

nisse, für die etwa 50% der Welt-Asbestförderung anzusetzen sind (Asbestanteil am Zement etwa 15%). Weitere bedeutsame Einsatzgebiete sind Asbestpappen und Asbestplatten, Filtermaterialien, Bremsmaterialien, Packungen und Dichtungen, Isoliermaterial. Bei der Verarbeitung von Asbest ist die Gefährdungsmöglichkeit durch -> Asbestose zu beachten. LH.: OHLERICH: Asbestminerale und Asbesterzeugnisse in der modernen Technik. Freiberger Forschungshefte G 296 (1975), 8 7 - 9 5 . - Autorenkollektiv: Der Rohstoff Asbest und seine Verwendung. Freiberger Forschungehefte C 289 (1973), 97. — KADEN : Über einige physikalische und chemische Eigenschaften von Asbest. Freiberger Forschungshefte C 296 (1975), 97-109.

Asbestose -> Staublungenerkrankungen Asche — feste, ungeschmolzene, zumeist pulverig in Industrie- oder Haushaltsfeuerungen anfallende Brennstoffrückstände überwiegend oxidischer Zusammensetzung. Die chemische Analyse solcher A., speziell die Kohlenstoffbestimmung, dient zur Funktionsüberwachung der Feuerungsanlage und zur Ermittlung einer etwaigen Verwendungsmöglichkeit der A.Wegen der gegenüber der standardisierten Laborbestimmung des Aschegehaltes höheren Verbrennungstemperatur im industriellen Aggregat können solche A. von der Laborbestimmung abweichende Gehalte aufweisen. Feine Ascheteilchen können als Flugasche Bestandteil des mit dem Heißgas aus der Feuerung austretenden Flugstaubes sein. Beim Passieren von Filteranlagen aus der Abluft zurückgehaltene feste Bestandteile werden als Filterasche bezeichnet. Die mineralische Zusammensetzung von Aschen kann sehr unterschiedlich sein und hängt in erster Linie von der chemischen Zusammensetzung (Aschengehalt) ab. Fällt bei Feuerungen pulverigkrümelige A. an, so wird diese zumeist mechanisch oder auch pneumatisch trocken ausgetragen. Eine Weiterverarbeitung solcher A. ist, abgesehen von einigen Verwendungsbeispielen sehr feinpulvriger A., kaum verbreitet. Sie eignen sich selbst für Verfüllzwecke im Bergbau in nur geringem Maße. Eine weiterreichende Verwendung findet die Filterasche, die gelegentlich gemeinsam mit feinpulvrigen Austragsaschen verarbeitet wird. Aschegehalt — Glührückstand einer Kohle (auch Koks oder anderer fester oder flüssiger Brenn-

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Asche-Glasuren

Stoffe) nach Glühen in oxidierender A t m o s p h ä r e nach einem (für verschiedene L ä n d e r unterschiedlich) standardisierten Verfahren. Der nach vorgeschriebenem Verfahren bestimmt e A. ist hinsichtlich chemischer Zusammensetzung u n d Menge nicht identisch mit den anorganischen Bestandteilen der Kohle (Mineralstoffgehalt), da diese im Verlauf der V e r b r e n n u n g Veränderungen u n d Verlusten unterworfen sind. Der Mineralstoffgehalt k a n n aus dem A. mittels verschiedener F o r m e l n näherungsweise berechnet werden, er k a n n auch direkt oder indirekt n a c h chemischen oder mineralogischen Verfahren bes t i m m t werden. Die Differenz der Größen A. u n d Mineralstoffgehalt ist f ü r das -> Ascheschmelzverhalten u n d die Schlackenbildung von Bedeut u n g . Der A. in % (Ma.) k a n n auf verschiedene Bezugszustände der Kohle berechnet werden.

20

flüchtige Bestandteile

63

Die absolute H ö h e des A. (und entsprechend auch des Mineralstoffgehaltes) k a n n bei sehr alten Steinkohlen 2 , 5 % betragen, sie erreicht andererseits bei sehr aschereichen Kohlen W e r t e bis zu 2 5 % (Ballastkohlen). B r a u n k o h l e n weisen durchweg einen relativ hohen Aschegehalt auf. Die Aschezusammensetzung stellt kein Charakteristikum f ü r eine b e s t i m m t e Kohle dar, auch s c h w a n k t sie innerhalb einer Sorte erheblich. Grundsätzlich unterscheiden sich dagegen die chemischen Zusammensetzungen von Stein- u n d Braunkohlenaschen. Wie die T a b . 1 zeigt, sind die Braunkohlenaschen stets basischer als Steinkohlenasehen; erste weisen einen p ' - W e r t (CaO/ Si0 2 ) von 1,4 bis 5 ; letztere einen solchen von 0,1 bis 1 auf. Grenzwerte von Ascheanalysen (Ma. in ",,)

SiOs A1 2 0 3 Fe 2 0 3 CaO MgO Ti0 2 Na 2 0 - KjO S03

Asche-Glasuren > Glasuren mit einem erheblichen Anteil an V e r b r e n n u n g s r ü c k s t ä n d e n pflanzlicher u n d tierischer Stoffe, besonders an Holzasche oder Knochenasche. Aber auch m a n c h e vulkanische Aschen eignen sich als Rohstoffk o m p o n e n t e f ü r A. Die wichtigsten Bestandteile der Aschen sind kohlen-, phosphor- u n d kieselsaure Alkali-, Kalk-, Eisen- u n d Magnesiumsalze. Ursprungsländer der Holz- u n d StrohascheGlasuren sind vor allem China, K o r e a u n d J a p a n . Da m a n beim Verbrennen des Holzes n u r eine Ausbeute von l - -2% Holzasche unterschiedlicher Qualität erhält, k o m m t dieser Rohstoff n i c h t f ü r moderne F a b r i k b e t r i e b e , sondern n u r f ü r kleine W e r k s t ä t t e n in Frage. Besonders von den japanischen Töpfern w u r d e n vielerlei A r t e n von Ascheglasuren entwickelt. O f t bestehen sie n u r aus Asche (die bis zu 5 0 % des Glasurversatzes b e t r a g e n kann) u n d P e g m a t i t oder dem „Porzellanstein" Toseki, dessen Analyse l a u t e t : 2,68 0,34 0,04 0,30

Bezugsgrößen, auf die der Aschegehalt bezogen werden kann (roA-Anlieferung- oder Verwendungszustand, Iftr-lufttrockener, ^/-wasserfreier, u?a/-wasser- und aschefreier Zustand)

Braunkohle

Steinkohle

Komponente

B r a u n k o h l e n k ö n n e n a u ß e r Sulfiden auch beträchtliche Gehalte an Sulfaten u n d gelegentlich a n Chloriden aufweisen (z. B. Salzkohle des Halleschen Reviers.) Übersteigt der A. 5 % , so differieren die W e r t e f ü r den Mineralstoffgehalt erheblich von denen des A. Der A. von Heizölen liegt zwischen 0,01 u n d 0 , 5 % .

USA

Großbritannien

BRD

20- ••60 10- - 3 5 5- -35 1 - •20 0.3-- 4 0,5--2,5 1 -- 4 0,1- •12

25- - 5 0 20- - 4 0 0- - 3 0 1- •10 0,5- - 5 0- •3 1- •6 1 - •12

2 5 - •45 15- - 2 1 20- - 4 5 2- - 4 0.5- - 1 —

8 - •18 4- ••9 2- ••6 25- •40 0,5- - 6 —

—

—

4- - 1 0

0- - 5 0

K,0 Na 2 0 CaO Fe 2 0 3

15,04 A1 2 0 3 78,52 Si0 2 3,15 Glühverlust

Die Asche ü b e r n i m m t in diesen Glasuren a u c h die Rolle als Suspensionsmittel. S t a r k aschehaltige Glasuren werden in J a p a n „ I r a l o " g e n a n n t , andere, o f t eingefärbte A r t e n heißen Ki-zeto-, Oribe- u n d Ame-Glasuren. Durch Mischen von Holz-Stroh-Asche u n d P e g m a t i t erhält m a n die opake Shirahagi-Glasur. F ü r AritaPorzellan wird eine eisen- u n d m a n g a n a r m e Asche (Isu-Bai) verwendet. J e n a c h H o l z a r t ist die chemische Zusammensetzung der Aschen verschieden. So ist z. B. Asche von B a u m r i n d e reich an Si0 2 , w ä h r e n d Holzkohlenasche reich an K a l k u n d a r m an Kieselsäure ist. Reisstrohasche h a t wenig K a l k u n d viel Kieselsäure. Der H a u p t b e s t a n d t e i l der meisten Aschen ist CaO. Mit d e m Anteil a n B a u m r i n d e wächst der SiO a -Gehalt. Dazu k o m m e n Alkali, Eisen- u n d Manganoxid u n d Phosphorsäure. N a c h KATO, der die Analysen von a c h t Aschen mitteilt, k a n n die Zusammensetzng in folgenden Grenzen schwanken: 0,23--2,56 K 2 0 0,20--l,04 Na s O l,58 -44,34 CaO 0,75 •••6,60 MgO 0,18- -2,08 Fe 2 0 3 0,004-"2,68 MnO

0,62-•-6,34 A1 2 0 3 1,06--82,18 SiOj 0 , 6 2 - 5 , 1 8 P2Os 0,23--l,06 S0 3 6,2-"48,0 Glühverlust

Die -> SEGER-Formel einer Mischung aus 4 0 % Holzasche u n d 6 0 % To-seki l a u t e t z. B . : 0,07 KNaO 0,03 MgO 0,90

h

30 AI2O0

3,21 Si0 2

nr aus ai 4 0 % Asche u n d 6 0 % u n d die einer Glasur Pegmatit: 0,18 KNaO 0,14 MgO | 0,68 CaO

0,24 A120

2.25 SiO.

Ashley LH.: K a t o : Keram. Zeitschr. 12 (1960), 11. — Budnikov/ Barsakovskij: Steklo i keramika 13 (1956), Nr. 11, 2 8 - 3 2 .

Äscher — G l a s u r t r ü b u n g s m i t t e l (-> T r ü b u n g s m i t tel) bestehend aus einem innigen Gemenge v o n Zinnbleiasche, d a s a u s einer Blei-Zinn-Legierung d u r c h Glühen im Ascherofen gewonnen wird. D u r c h diesen P r o z e ß wird eine besonders feine Verteilung des S n 0 2 u n d d a m i t eine gesteigerte T r ü b u n g s w i r k u n g erreicht. Wegen dieser besseren D e c k k r a f t wird Ä. vor allem in der Schmelzkachelindustrie v e r w a n d t . Das Z u s a m m e n s c h m e l z e n der beiden k u p f e r - u n d cobaltfreien Metalle erfolgt im Verhältnis der in der SEGER-Formel (SF) vorliegenden Verbindungsmassen. Sind in der S F z. B. 0.6 P b O u n d 0,4 S n 0 2 v e r t r e t e n , so g l ü h t m a n 0.6 - 2 0 1 = 124,2 Masse-(M-) Teile Blei u n d 0,4 • 118 = 47,2 M-Tle. Zinn oder r u n d 1 M-Tl. Sn u n d 2,63 M-Tle. P b z u s a m m e n . D a s Verhältnis v o n Sn zu P b liegt, e n t s p r e c h e n d d e m g e w ü n s c h t e n Trüb u n g s e f f e k t , e t w a zwischen 1 : 1 bis 1 : 5. D a s geschmolzene Metallgemisch wird in flachen Scham o t t e s c h a l e n d u r c h zeitweiliges U m r ü h r e n so lange der L u f t o x i d a t i o n ausgesetzt, bis sich die ganze Menge in das gelbe Äscherpulver v e r w a n d e l t h a t . Die E r h i t z u n g soll n i c h t bei zu hoher T e m p e r a t u r erfolgen, d a m i t n i c h t zuviel Blei v e r d a m p f t . ! (aus: P u k a l t . , „ K e r a m i s c h e s R e c h n e n " ) : Ks sollen 25 kg Äscher hergestellt werden, in welchem SnOa und PbO der Masse nach Im Verhältnis von 1:2,3 enthalten sind. Die in den 25 kg Zinnbleiasche vertretenen Mengen Sn0 2 und PbO findet man, indem man mit der Summe der Masseteile 1 + 2,3 — 3,3 in 25 dividiert, woraus sich für die Einheit, also das SnO s , 7,57 kg und für das PbO 7,57 • 2,3 = 17,43 kg ergeben. Die molekulare Masse des SnOa = 150 und des PbO = 223; die 150M-Tle. Sn0 2 enthalten 118M-Tle. Sn, und die 223 M-Tle. PbO 207 M-Tle. Pb, daraus ergibt sich zunächst für das Zinn die Beziehung: SnOs Sn 150:118 = 7,57 :x 118 • 7,57

x —

Sodann für das Pb:

150

i kg Zinn resultiert

PbO Pb 223:207 = 17,43:x 207 • 17,43 = 16,18 kg Blei X 223 Zur Darstellung der 25 kg Ä. sind also erforderlich: 5,96 kg Sn 16,18 kg Pb 22,14 kg Metallgemisch Das Verhältnis der Massengehalte — auf Zinn als Einheit bezogen — ergibt sich aus der Proportion: Sn Pb 5,96:16,18 = l : x z = 2,71 Es sind also auf 1 M-Tl. Sn 2,71 M-Tle. Pb zu verwenden.

Äscherglasuren — - » Schmelz-, F a y e n c e - oder Email-Glasuren, bei denen d a s t r ü b e n d e S n 0 2 in F o r m von -> Äscher (Zinnbleiasche) e i n g e f ü h r t wird, worin es sich in ä u ß e r s t feiner Verteilung b e f i n d e t . D a d u r c h werden die Deckfähigkeit u n d das Ausschmelzen der Glasur gesteigert. Der Gehalt a n Äscher u n d d a s V e r h ä l t n i s zwischen S n 0 2 u n d P b O richten sich n a c h den übrigen F l u ß m i t t e l n , die in der S F v e r t r e t e n sind. Die G l a t t b r a n d t e m p e r a t u r liegt u . a . zwischen 1275 u n d 1350 K .

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Borsäurehaltige Schmelzglasuren erfordern etwas m e h r S n 0 2 im Äscher, da d u r c h B 2 0 3 geringe Mengen herausgelöst werden k ö n n e n . Grenzformel f ü r borsäurefreie Glasuren: }0-0,3R2O3.RO z. B. q O CjO 0,4 Sn0. 2

I f 0,6 P b O } 0,24 A U 0 3 | 0,2 Ka,

Versätze f ü r Äscherglasuren: Quarzmehl Fürstenwalder Sand Zettlitzer Kaolin Salpeter Äscher Kochsalz Feldspat Magnesit Calc. Soda

40 — 3 7 50 (1:2.8) — -

100,00

41,81 -

35,62 -

1,39 4,92 39,03 (1:4.33) 34,84 (1:2,19) 13,94 3,71 20,31 0,12 — 4,31 100,00

100,00

Ascheschmelzverhalten — die G e s a m t h e i t der F o r m - u n d Z u s t a n d s ä n d e r u n g e n , die eine Brennstoffasche beim Aufschmelzen e r f ä h r t . Asche h a t als Gemisch verschiedener anorganisch-oxidischer V e r b i n d u n g e n keinen eindeutigen Schmelzp u n k t , sie erweicht vielmehr innerhalb eines b e s t i m m t e n T e m p e r a t u r i n t e r v a l l e s allmählich. Die K e n n t n i s des A. ist f ü r d e n E i n s a t z der b e t r e f f e n d e n K o h l e von großer B e d e u t u n g ; wird doch hierdurch die A r t des zu v e r w e n d e n d e n Verbrennungsaggregates, die F o r m des R ü c k s t a n d e s u n d der A u s t r a g u n g s m e c h a n i s m u s weitestgehend b e s t i m m t . U m g e k e h r t müssen f ü r v o r h a n d e n e Feuerungseinr i c h t u n g e n K o h l e n auf ihre E i g n u n g g e p r ü f t werden. Zur B e s t i m m u n g des A. dient ein ->• Erhitzungsm i k r o s k o p ; n a c h diesem V e r f a h r e n werden die T e m p e r a t u r e n einiger charakteristischer F o r m ä n d e r u n g e n als f ü r das Schmelzverhalten kennzeichn e n d e P u n k t e angegeben. J e n a c h B e o b a c h t u n g (visuell oder photographisch) werden verschieden große Zylinder oder W ü r f e l eingesetzt. Als Schrumpfoder Schwundpunkt wird die T e m p e r a t u r bezeichnet, bei der die erste Höhena b n a h m e evtl. infolge G a s a b g a b e erfolgt. Als Sinterpunkt wird der Beginn des u n t e r Volumenverkleinerung (Schwindung) v e r l a u f e n d e n Zusamm e n b a c k e n s bezeichnet. Als Enveichungsbereich wird das zwischen d e m E r w e i c h u n g s p u n k t u n d d e m H a l b k u g e l p u n k t gelegene T e m p e r a t u r i n t e r vall gekennzeichnet, wobei ersterer P u n k t d u r c h d a s „ R u n d w e r d e n " v o n K a n t e n oder d u r c h d e n Beginn des Aufblähens, letzter d u r c h das Zusammenschmelzen zu einer halbkugelförmigen Masse charakterisiert ist. Schmelzbereich h e i ß t das T e m p e r a t u r i n t e r v a l l zwischen H a l b k u g e l p u n k t u n d F l i e ß p u n k t , dabei wird jene T e m p e r a t u r als Fließpunkt bezeichnet, bei der die P r ü f k ö r p e r h ö h e ein gewisses, s t a n d a r disiertes H ö h e n m a ß u n t e r s c h r e i t e t . Die A t m o s p h ä r e beeinflußt bei der P r ü f u n g mitu n t e r die Lage der einzelnen T e m p e r a t u r f i x p u n k t e ; sie ist deshalb im P r ü f p r o t o k o l l a n z u g e b e n . Ashley, H o w a r d M. — erhielt z u s a m m e n mit I . C. A r n a l l im J a h r e 1886 das englische P a t e n t 8677

56

Aspdin

über eine Maschine zur Herstellung von Flaschen zugesprochen. Bei dieser als „blank machine" bezeichneten Ausführung war an einer aufrechtstehenden Bohle eine Mündungsform mit Blasform angebracht. Die Fertigung der Flasche erfolgte mit nach oben gerichtetem Boden. Nachdem der Glasposten in die oben offene Blasform eingefallen war, wurde er durch einen abwärtsgleitenden Preßstempel in die Mündungsform gedrückt.

wurden. Zu dieser Weiterentwicklung gehört das Erhitzen einer geeigneten Rohmischung bis zum teilweisen oder vollständigen „Verglasen" (d. h. Sintern). Eine entsprechende Veröffentlichung existiert nicht; die geschichtlichen Betrachtungen dieses Problems müssen sich deshalb auf Indizien stützen (z. B. Angaben von I. M. BRUNEL, A. HOPFGARTEN

und

M.

PETTENKOFER).

ES

kann

mit Recht angenommen werden, daß J. ASPDIN, sowie sein Sohn (-> William ASPDIN) und später die Fa. J. B. WHITE & Sons die Bedeutung des Sinterns schon erkannt hatten, dies aber aus kommerziellen Gründen geheim hielten. Den ersten wissenschaftlichen Nachweis über die Bedeutung des Brennens bis zum teilweisen Schmelzen des Portlandzements hat 1849 M. PETTENKOFER erbracht.

Mechanisierte Flaschenherstellung nach Patent von ASHLEY

Nach Öffnung eines Ventils strömte Druckluft in die Mündungsform und formte die Flasche. Dabei glitt der Preßstempel aufwärts, bis die vorgesehene Länge der Flasche erreicht war. 1887 und 1889 erlangte ASHLEY weitere Patente, ging, wie -> ARBOGAST, von zwei Fertigungsstufen auf drei über und verwendete eine Vorform sowie rotierende Tische. ASHLEY fand die Grundprinzipien des BlasBlas-Verfahrens, konnte aber keinen wirtschaftlichen Nutzen daraus ziehen. 1889 wurden seine Maschinen auf einer Auktion versteigert. Der Käufer der Maschinen verbesserte diese und stellte darauf Flaschen befriedigender Qualität her. 1916 befanden sich in einem englischen Glaswerk sechs derartige Maschinen im Einsatz. Außerdem arbeiteten in den Jahren 1914—1915 über 100 verbesserte AsHLEY-Maschinen unter den Bezeichnungen „United", „English" oder „John Bull" in den USA.

AM 20. März 1855 verstarb Joseph ASPDIN im Alter von 77 Jahren. Lange Jahre waren seine Verdienste bei der Entwicklung des Portlandzements umstritten. In neuerer Zeit konnte aber auch dieses Problem geklärt werden. 1924 enthüllte die „Portland Cement Association of America" und die „Cement Makers Federation of Great Britain" in der City Hall zu Leeds eine Gedenktafel mit folgendem Wortlaut: „ I n Memory of JOSEPH A S P D I N of Leeds, Stonemason, 1778 bis 1855. Seine am 21. Oktober 1824 patentierte Erfindung des Portland-Cements, der ein Jahrhundert der Verbesserung in der Herstellung und der Anwendung folgte, hat die ganze Welt zu seinem Schuldner gemacht". Erste Analyse eines Portlandzements der Fa. ROBINS, ASPDIN & Co. aus dem Jahre 1848/40 in % Kalk Bittererde Kali Natron Tonerde Eisenoxid und Spuren von Manganoxid Kieselsäure Kohlensäure Phosphorsäure Schwefelsäure Unaulgeschlossenes, Ton (Sand) Wasser

54,11 0,70 1,10 1,66 7,75 5,30 22,20 2,15 0,75 1,00 2,20 1,00

La.: MEIGH: The development of the automatic glass bottle machine, Glass. Technol. 1 (1960), 25-50.

Lit.: HAEGERMANN : Dokumente zur Entstehungsgeschichte des Portland-Cementes, Zement-Kalk-Gips 23 (1970), 1 - 1 1 .

Aspdin, Joseph — wurde am 25. 12. 1778 geboren. Er übte, nach Angaben seiner Patentschrift, den Beruf eines Maurers aus. Am 21. Oktober 1824 erhielt J. ASPDIN das Englische Patent Nr. 5022 „Eine Verbesserung in den Herstellungsmethoden eines künstlichen Steins". In der Beschreibung des Verfahrens heißt es: „ . . . und brenne sie in einem Schachtofen, ähnlich einem Kalkofen, bis die Kohlensäure vollständig ausgetrieben ist. Die so gebrannte Mischung ist durch Mahlen, Zerstoßen oder Walzen in ein feines Pulver zu verwandeln und ist dann in der geeigneten Form, um Cement oder künstlichen Stein herzustellen." Nach dieser Beschreibung muß es sich um ein ungesintertes Bindemittel handeln. J. ASPDIN mußte aber sein Bindemittel nach dieser Patentanmeldung weiter entwickelt haben, anderenfalls konnte er nicht solche Qualitätsverbesserungen erreichen, wie sie von I. M. BRUNEL besehrieben

Aspdin, William — wurde 1816 als Sohn von Joseph ASPDIN, dem Erfinder des Portlandzements geboren. Mit etwa 27 Jahren errichtete er als Mitgesellschafter der F. J. M. MAUDE, Son u. Co. in einem Londoner Vorort eine Zementfabrik, in der er mit den Erkenntnissen seines Vaters, aber mit anderen Rohstoffen und nach einem anderen Aufbereitungsverfahren „Patent-Portland-Cement." herstellte. In diesen Jahren begann William A. auch seinen Werbefeldzug für den Portlandzement. Erstmals wurde dessen Überlegenheit über den Romanzement mit Zahlen belegt. Hierin und in der Verbreitung des Portlandzementes in Großbritannien und im Ausland besteht das Verdienst W. ASPDINS. Die Werbung für den Portlandzement beschränkte sich nicht nur auf England; schon im Februar 1848 hatte die Fa. ROBINS, ASPDIN & Co.

eine Vertretung für Preußen und Sachsen. Auf dem deutschen Markt begann bald darauf der

Atomabsorptionsspektrometrie K o n k u r r e n z k a m p f m i t der F a . J . B . W H I T E & Sons. U m 1850 w u r d e P o r t l a n d z e m e n t bereits in mehreren englischen W e r k e n hergestellt; a u c h in F r a n k r e i c h u n d in D e u t s c h l a n d h a t t e m a n die Produktion aufgenommen. I m N o v e m b e r 1851 verließ William ASPDIN die F . R O B I N S , A S P D I N & Co., die zu dieser Zeit täglich e t w a 100 t P o r t l a n d z e m e n t herstellte u n d g r ü n d e t e im folgenden J a h r eine n e u e F i r m a , scheiterte d a n n aber finanziell. Mit seinem finanziellen Z u s a m m e n b r u c h v e r b l a ß t e a u c h sein R u h m als Zementpionier. 1857 w a n d e r t e W. ASPDIN m i t seiner Familie n a c h H a m b u r g aus, wo er d e n B a u einer Zementf a b r i k leitete, die noch im gleichen J a h r d e n Bet r i e b a u f n a h m . Diesem P r o j e k t folgten zwei weitere. W ä h r e n d seiner T ä t i g k e i t in L ü n e b u r g f ü h r t e William A S P D I N ein Schnellverfahren zum E r k e n n e n des Z e m e n t t r e i b e n s ein, die K u c h e n Darrprobe. A m 11. April 1864 v e r s t a r b William A S P D I N . Seine Verdienste liegen in der V e r b r e i t u n g des P o r t l a n d z e m e n t s in E n g l a n d u n d auch im Ausland. Dies wird d u r c h die T a t s a c h e v e r d e u t l i c h t , d a ß u n t e r seiner L e i t u n g in d e n J a h r e n 1843 — 1863 sechs F a b r i k e n zur Herstellung v o n P o r t l a n d z e m e n t g e b a u t w u r d e n u n d zwar in R o t h e r h i t h e , N o r t h fleet, G a t e s h e a d - T a n e , H a m b u r g , L ü n e b u r g , Lägerdorf. TAt.: HAEGERMANN: D o k u m e n t e zur E n t s t e h u n g s g e s c h i c h t e des P o r t l a n d - C e m e n t s , Zement-Kalk-Gips 23 (1970), 1 — 11.

Asphalt — n a t ü r l i c h v o r k o m m e n d e s , als Bindebaustoff verwendetes, a m o r p h e s Gemenge hochmolekularer Kohlenwasserstoffe (Bitumen). Natürlicher A. ist v o n derber Art, h a t pechschwarzes, m a t t e s bis f e t t g l ä n z e n d e s Aussehen (daher a u c h die Bezeichnung E r d p e c h ) u n d k o m m t lagerartig auf K l ü f t e n u n d Gängen oder i m p r ä gniert in Sand- u n d K a l k s t e i n e n vor. Geschmolzener A. wird als Bindebaustoff z u s a m m e n m i t - » Zuschlagstoffen im Straßen- u n d W e g e b a u sowie als B e w e h r u n g s a n s t r i c h u n d im B a u t e n s c h u t z eingesetzt. A. ist b e s t ä n d i g gegen Alkalien u n d v e r d ü n n t e Säuren, n i c h t aber gegen Schwefelkohlenstoff, Benzol, Benzin usw. A. ist die feste F o r m v o n B i t u m e n . Die N a t u r a s p h a l t v o r k o m m e n a m T o t e n Meer w u r d e n bereits im A l t e r t u m g e n u t z t . Künstlicher A. f ä l l t bei der Erdöldestillation a n . Die P r ü f u n g v o n A. erfolgt n a c h s t a n d a r d i sierten Verfahren. Astrophyllit 1. (K, Na) 3 (Fe, Mn) 7 (Ti, Zr) 2 [Si e (0, OH) a l ]. 2. Triklin, ^ - z e n t r i e r t ; a0 = 0,536 b0 = 1,176 c 0 = 2,108; a0:b0:c0 = 0 , 4 5 6 : 1 : 1 , 7 9 2 5 ; « = 85° 08' ,8 = 90° 00', y = 103° 13'; Z = 2 ; auft r e t e n d e [Si 4 0 1 2 ] o c ,-Bänder parallel zur a-Achse, die d u r c h dazwischenliegende T i 0 6 - 0 k t a e d e r zu Schichten parallel (001) v e r b u n d e n w e r d e n ; Ü b e r g a n g s s t r u k t u r zu Phyllosilicaten; s t r u k turelle Ähnlichkeit m i t - » B i o t i t (Unterschied: oktaedrisch koordiniertes Ti in der „ T e t r a e d e r schicht"). 3. Bildet sechsseitige, nach der a-Achse gestreckte u n d meist sternförmig oder strahlig g r u p p i e r t e Tafeln.

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4. HM = 3,5; D = 3,3, • • -4,3; # v o l l k o m m e n n a c h (001); F = g e l b b r a u n bis goldgelb; G = Glasglanz, etwas metallisch. 5. nx = 1,678 ny = 1,703 nz = 1,733; A = 0,055 ( + ); X A 6 = + 4 ° - - - 6 ° ; Achsenebene 1 (100) Y ~ Jjc, Z ~ ||a; 2VZ = 84°; Pleo = deutlich, aber (im Gegensatz zu den sehr ähnlichen - » Glimmern) zur S p a l t b a r k e i t dunkler, || d a z u heller. 8. A. f i n d e t sich akzessorisch oder als P e g m a t i t Mineral in alkalischen E r u p t i v g e s t e i n e n ; in d e n Eläolithsyeniten des L a n g e s u n d f j o r d s ; Chibina T u n d r a ; von K a n g e r d l u a r s u k u n d v o n El P a s o Co. u n d Pikes P e a k in Colorado. 9. X P D F 14-194: 1,06 10 , 0,351 8 , 0,277 6 , 0,264 6 , 0,257 6 , 0,982 3 , 0,176 3 , 0,373 2 . Lit.: GOSSNER/REINDL: Z b l . Min. (1934), 161. A c t a C r y s t . 22 (1967), 6 7 3 - 7 8 .

WOODROW:

Äthylsilicat -> Ethylsilicat Atomabsorptionsspektrometrie (AAS), -Spektroskopie, -spektrofotometrie — A n a l y s e n m e t h o d e , die in gewissem Sinne die U m k e h r u n g der Emissionsf l a m m e n f o t o m e t r i e (-> F l a m m e n f o t o m e t r i e ) darstellt, so d a ß die AAS häufig als Absorptionsf l a m m e n f o t o m e t r i e bezeichnet wird. Beiden Verf a h r e n ist g e m e i n s a m , d a ß d u r c h thermische E i n w i r k u n g (z. B. heiße Gasflamme) a u s der meistens in Lösung befindlichen zu analysierenden P r o b e s u b s t a n z freie A t o m e erzeugt werden. W ä h r e n d bei der E m i s s i o n s f l a m m e n f o t o m e t r i e die I n t e n s i t ä t der Emissionslinien des zu b e s t i m m e n d e n E l e m e n tes zur q u a n t i t a t i v e n A u s w e r t u n g v e r w e n d e t wird, dient bei der AAS die Größe der d u r c h die f r e i e n A t o m e erzeugten Absorption einer b e s t i m m t e n d e m E l e m e n t e n t s p r e c h e n d e n Spektrallinie als q u a n t i t a t i v e s Maß. Die z u g r u n d e liegenden physikalischen E r k e n n t nisse sind seit m e h r als 100 J a h r e n b e k a n n t . So e r k l ä r t e B R E W S T E R bereits 1832 die F R A U E N H O F E R Linien im S o n n e n s p e k t r u m als Absorptionslinien [!]• Als m o d e r n e physikalische A r b e i t s m e t h o d e d e r chemischen Analyse ist die AAS besonders d u r c h A . W A L S H [2] sowie A L K E M A D E u n d M I L A T Z [3] entwickelt worden. Zur E r z e u g u n g d e r S p e k t r e n dienen H o h l k a t h o d e n l a m p e n . Sie werden f ü r jeweils ein, m a n c h mal a u c h m e h r e r e E l e m e n t e gleichzeitig g e b a u t , (Multihohlkathoden). Die v o n der H o h l k a t h o d e ausgehende S t r a h l u n g wird von der F l a m m e absorbiert. D a die A t o m e n u r d u r c h die ihrem eigenen S p e k t r u m e n t s p r e c h e n d e n eingestrahlten Q u a n t e n angeregt werden können, ist das V e r f a h r e n selekt i v wirkend. E s ist eine E i g e n s c h a f t der n o r m a l e r weise v e r w e n d e t e n F l a m m e n , d a ß sie n u r einen sehr geringen Teil der v o r h a n d e n e n A t o m e in d e n angeregten Z u s t a n d ü b e r f ü h r e n k ö n n e n (zwischen 1 0 - 4 bis 10 - 1 6 der g e s a m t e n Zähl). Q u a n t i t a t i v g i b t d a s BoLTZMANNsche Gesetz ü b e r die Verteilung auf die einzelnen E n e r g i e z u s t ä n d e A u s k u n f t . Die Möglichkeit, A t o m e v o m G r u n d z u s t a n d in d e n a n g e r e g t e n Z u s t a n d zu bringen (Absorption), ist also statistisch gesehen größer als u m g e k e h r t (Emission!). Deshalb k a n n in A b s o r p t i o n h ä u f i g empfindlicher als in Emission gemessen werden. Der Z u s a m m e n h a n g zwischen der I n t e n s i t ä t d e r

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Attritor

in die Flamme einfallenden Strahlung und der geschwächten durchgelassenen Strahlung wird durch das LAMBERT-BEERsche -Gesetz festgelegt. Zur E r l ä u t e r u n g d e s P r i n z i p s einer Atomabsorptionsmeßapparatur s. Abb. etektr. Verstärker

IP

f/K-lamp,

Flemme

Menare-

Metter

Ljeigemtrment

l'rinzipskizze der Atomabsorptionsmeßapparatur nach A. WALSir

Die von der Hohlkathode ausgehende Strahlung wird durch die Flamme eines Brenners geschickt. In diese sprüht die zu analysierende gelöste Substanz ein. Entsprechend der Konzentration der in der Flamme vorhandenen Atome tritt eine Schwächung der Hohlkathodenstrahlung ein. Der Monochromator läßt nur die geschwächte Spektrallinie hindurch. Sie erzeugt im Detektor (Sekundärelektronenvervielfacher) einen Strom, der im nachfolgenden elektrischen Teil verstärkt und angezeigt wird. R e l a t i v e N a c h w e i s g r e n z e n , die mit einem industriell gefertigten Atomabsorptionsspektrometer (Perkin-Elmer, Modell 303) für die bei der Silicatanalyse wichtigen Elemente erreicht werden, sind in der Tab. (nach S l a v i n [4]) angegeben. Da sich die Methode der AAS zur Bestimmung kleiner Gehalte eignet, wird sie bei der Silicatanalyse i. allg. zur Bestimmung der Nebenbestandteile angewendet.

Attritor — Feinzerkleinerungsmaschine mit Mahlkörpern, die mittels eines sich um eine Vertikalachse drehenden Rührwerkes bewegt werden. G r u n d z ü g e d e s A - V e r f a h r e n s : Das Mahlverfahren mit dem A. bringt in kürzester Zeit unter Verwendung von geringstem Kraftaufwand auf kleinstem Raum eine hohe Leistung in der Feinmahlung bis in den Kolloidbereich ( 2 - - 0 , 5 (¿m) und eine gute Dispergierung der Teilchen mit den flüssigen Beimengungen. Die Schnelligkeit der Feinvermahlung ist je nach Mahlgut etwa lOmal schneller als bei den herkömmlichen Einrichtungen. Der A. bietet eine gute Kontrollmöglichkeit, gute Temperaturkontrolle und die Möglichkeit, während des Mahlprozesses zusätzliche Zuschläge einzuführen. Die am meisten benutzten Kugelgrößen betragen 3 - - 1 0 mm Durchmesser, je nach Abmessung des A.

Relative Nachweisgrenzen einiger bei der Silicatanalyse wichtiger Elemente Element

relative Nachweisgrenze in (ig/m;

AI B Ba Ca Cr Cu Fe

0,1 15 0,1 0,003 0,005 0,005 0,01 0,005 0,005 0,0005 0,005 0,005 0,01 0,2 0,01

K

Li Mg Mn Na Pb Si

Sr Ti 7A-

0,1 5

Insgesamt lassen sich durch die AAS weit über 60 Elemente bestimmen. Der Anwendungsbereich der AAS erstreckt sich neben dem Hüttenwesen und der Geochemie besonders auf den metallurgischen Sektor. Auch Medizin, Biologie und Landwirtschaft bedienen sich in zunehmendem Maße dieser Analysenmethode. Ausgereifte industriell gefertigte Geräte werden von verschiedenen Firmen wie Perkin-Elmer, Unicam Techtron u. a. angeboten. IM.: [1] B r e w s t e r : R e p o r t of 2nd Meeting. B r i t i s h Association f l 8 3 2 ) , 320. — [2] W a l s h : Spectrocliim. Acta 7 (1955), 508. - [3] A l k e m a d e / M i l a t z : J . Opt. Soc. Am. 45 (1955). 5 8 3 . - [4] S l a y i n : Applied Spectroscopy 20 (1966), 281.

1 : Schemazeichnung eines diskontinuierlich arbeitenden Attritors

D i s k o n t i n u i e r l i c h e A r b e i t s w e i s e d e s A. (1).: Die Mahlkörper und das Mahlgut, welches zur Vermahlung oder Dispergierung kommt, befinden sich in einem feststehenden Behälter. Die Mahlkörper und die Mahlgutmenge werden durch das Rührwerk in ununterbrochener Wechselwirkung bewegt und verrieben. Das z. T. eingebaute Pumpsystem hält zusätzlich den Kreislauf der Charge während der Vermahlung aufrecht. Da ständig die gesamte Mahlgutmenge durch das Pumpsystem gewechselt wird, ist die Bewegung viel intensiver als bei den herkömmlichen Aggregaten. Ein speziell entwickeltes Ventil, welches vom Außenmantel des A. zugänglich ist, ist der Anfangspunkt des Mahlgutumlaufes. Der Attritorbehälter erlaubt die Temperaturkontrolle in weit variablen Grenzen. E s ist sowohl eine ausreichende Kühlung als auch eine Beheizung des Mahlgutes während des Dispergierungsoder Mahlvorganges möglich.

Ätzen Für die Auskleidung des A. und für die Mahlkörper finden wahlweise je nach Einsatzgebiet Porzellan, Flintsteine (diese vornehmlich für Mahlkörper), rostfreier Stahl und aufgeschweißte kupferfreie NE-Legierungen Verwendung. Die Materialien können indessen in allen Fällen den gegebenen Verhältnissen angepaßt werden, so daß ein sehr großer Einsatzbereich möglich ist.

Ablauf

Zulauf tlohlbehälter

Glasveredelung) b) zur Bestimmung von Defekten (Kerben, Rissen) zum Zwecke der -> Glasverfestigung. Bei der O b e r f l ä c h e n v e r e d e l u n g des Glases durch A. werden, je nachdem ob eine matte, helle oder polierte Ätzstruktur erreicht werden soll, unterschiedliche Badzusammensetzungen angewendet. Dabei gilt: — Matt wird die Oberfläche durch die Einwirkung dampfförmiger Flußsäure, hochprozentiger Flußsäure, gelöster Fluoride oder anderer Säuren, —- eine tiefe, helle Ätzung wird mit stark verdünnter Flußsäure erreicht, — poliert wird das Glas mit einem Säuregemisch von Fluß- und Schwefelsäure (-s- Säurepolieren). Außer durch die Badzusammensetzung wird die Ätzstruktur noch von der Zusammensetzung, der Dauer der Einwirkung und der Temperatur des Ätzbades beeinflußt. Man unterscheidet zwischen Mattätzen und Tiefätzen. Beim M a t t ä t z e n bilden sich auf dem Glas Kriställchen von Silikofluoriden aSiF, (2a + b) H 2 F 2 - b 2 N a F -j- (2a + b) H 2 0 2 N a F -f SiF 4 -> N a 2 S i F 6 | Bei Verwendung von starker Säure können sich über die Bildung von Fluoriden auch Hydrogenfluoride bilden, z. B. N a F 4- H F ->- NaHF 2 , die sich mit der Kieselsäure des Glases ebenfalls zu Silikofluorid umsetzen. Der Lösungsweg setzt sich an den noch freien Stellen fort und ist beendet, wenn sich an der gesamten zu ätzenden Oberfläche Kristalle gebildet haben. Die Struktur der mattgeätzten Oberfläche (Größe der Kristalle) ist von der Auswahl der Ätzmaterialien und der Glaszusammensetzung abhängig. I. allg. gilt bei gleichbleibender Zusammensetzung: Kaliumfluoride ergeben ein feinkörniges Seidenmatt, mit Natriumfluorid wird ein mittleres Matt erreicht, Ammoniumfluoride wirken rasch und bilden eine rauhe, weiß wirkende, matte Oberfläche. Beim Ä. wird die übrige, nicht zu ätzende Oberfläche mit einer Schutzschicht (durch Tauchen in geschmolzenes Wachs oder Überziehen mit säurefestem Lack) bedeckt. Beim T i e f ä t z e n wird mit viel Wasser als Lösungs- und Spülmittel gearbeitet, so daß auf diese Weise dem Festsetzen der Kristalle entgegengewirkt wird und die von Ätzstellen freie Oberfläche weiter aufgelöst werden kann. Säurebadzusammensetzung für das Tiefätzen Bestandteile

Flußsäure 71--75%ig Schwefelsäure 95%ig Wasser

Volumenteile f ü r normale Ätzung

f ü r schnelle Atzung

10 i/10 00--100

10 1 30

60

Aufbereitung

Säurebadzusammensetzung für das Mattätzen Bestandteile

Volumenteile Seidenmatt

Flußsäure 71---75%ig Wasser Essigsäure Kaliumfluorid Natriurnfluorid Ammonium fluorid

Mittleres Matt

1 100

10

—

8

—

—

—

40 100 —

—

9

—

Rauhes Matt

—

100

Das Ä. v o n G l a s z u r B e s e i t i g u n g v o n D e f e k t e n der Glasoberfläche zum Zwecke der Glasverfestigung mittels Ätzreagenzien, wie Fluorwasserstoffsäure, in Alkalinitrat gelösten Natriumu n d Kaliumfluoriden u. a. m., beruht auf einer Verringerung der Kerbtiefe oder einer Vergrößerung des Kerbradius von auf der Oberfläche befindlichen Kerben. Dies wiederum h a t eine geringere Spannungskonzentration u n d damit eine höhere Festigkeit zur Folge. Beispielsweise lassen sich in Natrium-Kalk-, Borosilicat- u n d Kieselgläsern Festigkeiten bis zu 2,7 GPa nach dem Abätzen m i t Fluorwasserstoffsäure erzielen. Mit Hilfe der chemischen Glasätzung k a n n maximal eine um den F a k t o r 10, praktisch u m den F a k t o r 3 --5 erhöhte Festigkeit erzielt werden. Diese Festigkeiten sind jedoch nicht von dauerhafter N a t u r und werden leicht von äußeren Einflüssen (Atmosphärilien, Alkalien usw.) aufgehoben. Das Ätzen der gesamten Oberfläche von Gegenständen aus Glas findet beim -»- Säurepolieren industrielle Anwendung. Aufbereitung — Vorbehandlung bergbaulicher Rohstoffe durch mechanische oder physikalischchemische Vorgänge f ü r die technische Weiterverarbeitung u n d Verwertung. Dabei wird die stoffliche Zusammensetzung oder der stoffliche Aggregatzustand nicht verändert. Den eigentlichen Aufbereitungsverfahren, die alle auf eine Konzentrierung oder Anreicherung des Fördergutes hinzielen, gehen meistens vorbereitende Arbeitsgänge wie Zerkleinern, Klassieren usw. voraus. Die angewandten Anreicherungsverfahren beruhen auf der Ausnutzung der verschiedenen physikalisch-chemischen Eigenschaften des Aufbereitungsgutes. I m einzelnen lassen sich unterscheiden: 1. Massenkraftaufbereitung: Anwendung der Fliehk r a f t und Ausnutzung der Schwerkraft; 2. Magnetscheidung (-> Magnetscheider): Ausnutzung der ferro-, para- oder diamagnetischen Eigenschaften des Aufbereitungsgutes; 3. -> elektrostatische Aufbereitung: Ausnutzung der verschiedenen Oberflächenleitfähigkeit und Dielektrizitätskonstanten ; 4. Flotation, Schwimmaufbereitung: Ausnutzung der Oberflächenbenetzbarkeit; 5. Klauben: Ausnutzung optischer Unterschiede. I m R a h m e n der Silicattechnik k o m m t der Masseaufbereitung f ü r die -> keramische Formgebung eine besondere Bedeutung zu (-> keramische Aufbereitung). Aufbereitung, elektrostatische; Aufbereitung, elektrische — Aufbereitung der zu trennenden

Minerale durch unterschiedliche Leitfähigkeit f ü r den elektrischen Strom (Oberflächenleitfähigkeit, Dielektrizitätskonstante). Zwischen zwei durch ein Dielektrikum (Nichtleiter) getrennten, mit den beiden Polen einer Gleichstromquelle verbundenen P l a t t e n bildet sich ein elektrisches Feld aus. Gelangt zwischen diese ein elektrisch neutraler fester Körper, so wird er polarisiert, d. h. er lädt sich an seinen den Polen zugewandten Seiten entgegengesetzt auf. Die Stärke dieser Aufladung ist von der Feldstärke u n d der Dielektrizitätskonstante des Materials abhängig. Berührt der polarisierte Körper n u n die negative (geerdete) Platte, so gibt er entweder Elektronen ab oder er n i m m t welche auf, d. h. er wird positiv oder negativ geladen. Dieser mehr oder weniger gleichnamig aufgeladene Körper wird n u n stärker oder schwächer von der negativen P l a t t e abgestoßen bzw. von der positiven angezogen. W e n n zwei Mineralien mit unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften in ein elektrisches Feld geraten, werden sie unterschiedlich abgelenkt, falls sie eine Ladung tragen. Auf diesem Prinzip beruht die Trennung von Stoffen im elektrischen Feld. Die in Frage kommenden Spannungen zur Erzeugung des Feldes liegen zwischen 10000 u n d 40000 V, die Stromstärke beträgt jedoch nur einige Zehntel Ampere. Negativ beeinflußt wird der Trennvorgang durch vorhandenes Oberflächenwasser, Luftfeuchtigkeit, Korngröße und Staubanfall, d. h. alle Faktoren, die die elektrischen Eigenschaften beeinflussen. Die Elektroaufbereitung ist mit hohem technischen Aufwand verbunden (vollständige Trocknung, Klimaanlage, enges Körnungsband) und h a t bisher noch keine große Verbreitung gefunden. Die bekanntesten Scheidertypen sind der Walzenscheider u n d der Jalousiescheider. Sie u n t e r scheiden sich nur durch die Art der mechanischen Trennung der unterschiedlich ausgelenkten Minerale.

Schema eines "Walzenscheiders

Aufbereitung, keramische — Überführung keramischer Rohstoffe (-> Aufbereitung) in eine f ü r die nachfolgende keramische Formgebung optimal geeignete, homogenisierte, einheitliche -»• Masse.

Aufgabe-Stangenrost Um das zu erreichen, müssen zunächst schädliche Bestandteile, wie z. B. grobstückiger Quarz, Kalk und Pyrit, evtl. ausgesondert werden (Auslesen, Steinaussonderungswalz werk). Die plastischen Rohstoffe (Ton, Lehm usw.), die die Formgebung ermöglichen und unplastische Teile einzubinden gestatten, müssen mechanisch aufgeschlossen werden. Unplastische Komponenten sind auf die gewünschte Kornklasse zu zerkleinern. Schließlich muß durch intensive Mischung die Homogenisierung der einzelnen — vorher dosierten — Masseanteile und der Feuchtigkeit herbeigeführt werden. Die einzelnen Stufen der Aufbereitung, also Aussondern, Dosieren, Aufschließen, Zerkleinern und Mischen, werden zwar vorwiegend durch den Einsatz von Maschinen, aber auch durch natürliche Mittel (-> Halden, -»- Sumpfen, Mauken) gewährleistet. Die Zerkleinerung der Hartstoffe erfolgt zumeist in zentralen Mahlwerken, während das Mischen in den verarbeitenden Betrieben vorgenommen wird. Man unterscheidet grob- und feinkeramische Aufbereitung. Während das Bild des Scherbenbruches der gebrannten Erzeugnisse bei der grobkeramischen Aufbereitung u. a. für das unbewaffnete Auge unschwer verschiedene heterogene Bezirke erkennen läßt, ist bei feinkeramischer Aufbereitung der Scherbenbruch gleichmäßig homogen. Das heißt, daß das Mahlen und Vermischen in der Feinkeramik intensiver erfolgt als in der -»- Grobkeramik. Unter N a ß a u f b e r e i t u n g der Grobkeramik wird die Bearbeitung grubenfeuchter Tone und Lehme, die durch Wasserzugabe auf die gewünschte Massefeuchtigkeit gebracht wird, verstanden. Da eine Mischung in diesem plastischen, feuchten Zustand nur unbefriedigend möglich ist, trifft man die Naßaufbereitung meist dort an, wo die Rohstoffe ohne große Zusätze an anderen Massekomponenten plastisch verpreßt werden können. Bei der T r o c k e n a u f b e r e i t u n g werden von Natur aus trockene oder künstlich vorgetrocknete Rohstoffe bei einem Wassergehalt von 4---8% zerkleinert und gemischt. Die Mischung gelingt einwandfrei; der Kornaufbau ist von besonderer Wichtigkeit. Die H a l b n a ß a u f b e r e i t u n g ist eine Kombination aus den beiden vorgenannten Verfahren: Die Masse wird trocken gemischt, dann befeuchtet und anschließend plastisch verpreßt. Diese Aufbereitungsmethode herrscht in der Feuerfest-Industrie vor, da hier mehrere Rohstoffkomponenten zu einer Masse verarbeitet werden. Bei der H e i ß a u f b e r e i t u n g wird in die voraufbereitete feuchte oder trockene Masse Dampf eingeleitet, der für einen ausgezeichneten Aufschluß sorgt, die Masse befeuchtet und erwärmt. Dadurch, daß die Masse erwärmt ist, benötigt sie weniger Wasser (geringere Viskosität) und ist geschmeidiger. Ein besonderer Vorteil liegt in der Einsparung von Trockenzeit, da man die Periode des Anwärmens der zu trocknenden Rohlinge einspart. Eine Weiterentwicklung der Heißaufbereitung ist das Grimal-Verfahren. Bei der feinkeramischen Aufbereitung wird in den meisten Fällen zunächst eine Suspension hergestellt, die über Magnete und breite Siebe geleitet wird. Es folgt die Entwässerung durch —s- Kammerfilter und die -»• Homogenisierung durch —>

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Vakuumschneckenpressen. Mitunter werden die Suspensionen direkt der Sprühtrocknung (-> Sprühtrockner) unterworfen. Das erhaltene Produkt wird für Gießmassen im Lösequirl (-> Schraubenquirl) wieder aufgelöst bzw. mit dem nötigen Wassergehalt versehen. Er beträgt bei Gießmassen Drehmassen Feuchtpressen Trockenpressen

32—36% 22—26% 7—15% 2—15%

(s. a. Keramik). Aufgabegut — Austragsgut: Mit Aufgabegut wird sowohl das einem Aufbereitungsverfahren zugeführte, bergbaulich gewonnene Rohhaufwerk, als auch das einzelnen Verfahrensstufen oder Maschinen zugeführte Gut bezeichnet. Mit Austragsgut bezeichnet man dementsprechend Produkte, die eine Verfahrensstufe oder eine Aufbereitungsmaschine durchlaufen haben. Bezieht man diese Begriffe auf eine spezielle Verfahrensstufe, z. B. den Siebvorgang, so nennt man das Aufgabegut auch Siebgui, das Austragsgut auch gesiebtes Gut. Dementsprechend wird zwischen Brechgut und gebrochenem Gut, Mahlgut und gemahlenem Gut usw. unterschieden. Dagegen bezeichnet man Fertigprodukte eines Aufbereitungsverfahrens, meist als Konzentrate (Wertstoffe) oder Abgänge (Berge); letzteres sind Produkte, auf die nicht unmittelbar das Ziel des Verfahrens gerichtet war, die jedoch durchaus brauchbar sein können, z. B. als Baustoffe usw. Aufgabe-Stangenrost — Zuteiler f ü r grobstückiges Material, zumeist in Verbindung mit einem Brecher montiert. Sie dienen dazu, das Fördergut gleichmäßig einem Brecher zuzuführen, ohne Verstopfungen eintreten zu lassen und somit den Brecher voll auszulasten. Der A. besteht aus zwei ineinandergreifenden starken Stangensystemen, die pendelnd aufgehängt und geneigt angeordnet sind. Die Stangensysteme erhalten über Kurbelstangen und zwei gegeneinander um 180° versetzte Exzenter gegenläufige Bewegungen, wodurch das Material langsam dem Brecher zugeführt wird. Der Spalt zwischen den Stangen ist sehr eng, so daß nur sehr wenig Feinkorn austreten kann. Bei einer anderen Ausführung sind die Stangen direkt mit dem Exzenter verbunden und ruhen an der Abwurfseite auf Rollen. Durch die Exzenter wird jeweils ein Stangensystem angehoben und nach vorn bewegt, während die anderen Stangen bei der Rückwärtsbewegung abgesenkt werden. Hierdurch wird auch stark verlehmtes Material ohne Schwierigkeit transportiert. Das Brechgut kann in unregelmäßiger Folge durch Großraumwagen in die Aufgabeschurre des Stangenrostes gekippt werden. Die starken Roste nehmen die Last des stürzenden Gesteins auf und fördern es gleichzeitig nach dem Maul des Brechers. Die Geschwindigkeit kann durch einen regelbaren Antrieb weitgehend variiert werden. Durch Ausschalten des Motors läßt sich die Beschickung des Brechers sofort unterbrechen. Der Rost braucht nicht erst leer zu laufen.

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Aufglasurdekoration A-A

i _ â

;

3

1 2 3 4 5 Aufglasurdekoration — Dekoration der Oberfläche glasierter u n d glattgebrannter Scherben durch Auftragen von Aufglasurfarben und anschließendes Einbrennen bzw. Aufschmelzen im -> Dekorbrand ( ^ 975 - 1 1 2 5 K). F ü r die A. steht -- im Gegensatz zur -> Unterglasurdekoration — eine breite F a r b p a l e t t e zur Verfügung. F ü r die A. werden zumeist -> Aufglasurfarben (Schmelzfarben) verwendet, die beim Brand auf der -> Glasur — unter Bildung einer dünnen Zwischenschicht — aufschmelzen, nicht aber in sie einsinken. Der -> Gebrauchstüchtigkeit der A. und ihrer P r ü f u n g k o m m t besonders bei Koch-, Eß- und Trinkgeschirren eine große Bedeutung zu. Die Auftragsarten f ü r die einzelnen Dekore sind verschieden. Folgende Techniken sind in der Aufglasurdekoration gebräuchlich: Malen, Spritzen, Spritzdekor), > Stempeln, - > Siebdruck, Flachdruck, Tiefdruck. Faktoren, die die H a l t b a r k e i t des Aufglasurdekors beeinflussen: 1. Art der zu dekorierenden Oberfläche: Beschaffenheit der Glasur, Höhe des Glattbrandes, Anwesenheit von Glasurdämpfen in der Ofenatmosphäre, Anwesenheit von ö l und schwefligen oder anderen Gasen, Hitze in der Glasurschicht, Fehler in der Glasur. 2. Anbringen des Dekors: Zusammensetzung des Farbkörpers, Zusammensetzung des Flusses, Zusatz von -» Auftragsmitteln (Öle, Klebemittel). 3. Art des Dekorbrandes: Brennkurve des Dekorofens, maximale Brenntemperatur, Anwesenheit verschiedener Gase. Fehler, die bei der Aufglasurdekoration auftreten können: 1. Der Glanz der Aufglasurdekoration kann geringer werden. 2. Die F a r b e des Dekors k a n n verbleichen oder sich völlig ändern. 3. Der Fluß kann durch chemische Reaktionen aufgelöst werden oder wird empfindlicher gegen Abrieb und Stoßwirkung. 4. Die Dekorschicht k a n n sich völlig ablösen (ungenügendes H a f t e n , Angriff von Korrosions-

Exzenter VorgelegenHe Antriebswelle Stangensystem I Stangensystem I

mitteln oder unterschiedliche zwischen Glasur und Dekor).

Wärmedehnung

Aufglasurfarbe, Schmelzfarbe, Muffelfarbe — aus - » Pigment (—.> keramische Farbkörper) und - > F l u ß (auch mehreren Pigmenten u n d Flüssen) bestehendes Dekorationsmittel, das entsprechend der jeweiligen Dekorationstechnik auf eine glasige Unterlage (Glas, Email, Glasur) aufgetragen und in einem besonderen -»- Dekorbrand fest mit der Unterlage verschmolzen wird. Der Dekorbrand (Schmelzbrand, Muffelbrand) wird in periodischen oder kontinuierlichen Öfen mit Gas-, Kohle- oder Elektroheizung entsprechend dem f ü r die Farbe geforderten Brennregime durchgeführt. Die Einbrennzeit ist vom F a r b t y p sowie vom Ofen abhängig. Die A. unterscheiden sich nach F a r b k ö r p e r t y p und Unterlage in ihrer Einbrenntemperatur, die durch die Schmelzbarkeit des Flusses eingestellt wird, und zwar f ü r O 800---900 °C) Porzellan : : 1075- •1175 K O 75ü "800°C) Steingut: 1025- •1075 K 550-"750°C) Email, Glas: ^ 825- 1025 K Der Pigmentgehalt der A. beträgt je nach Farbtiefe bis zu 30% und muß, insbesondere bei dünner Farblage (z. B. —> Abziehbilder), hoch sein. Die Aufglasurfarbenpalette ist praktisch unbegrenzt, da innerhalb der meisten Farbkörpergruppen eine breite Mischbarkeit gewährleistet ist. Die widerstandsfähigsten -> Farbkörper sind nach dem Spinelltyp (-> Spinell, Ä0--ß 2 0 3 ) aufgebaut. Sie werden nach innigster Mischung der Komponenten (mechanisch trocken oder durch Schmelzen der Ausgangssalze in ihrem Kristallwasser) ausreichend lange u n d hoch geglüht. An einen Feinstzerkleinerungsprozeß schließt sich bei der Farbherstellung dann die Mischung mit anderen Farbkörpern und Flüssen sowie eine nochmalige thermische Behandlung an. Malfertige A. bestehen aus Farbkörpern, -> Fluß- und Malmittel. Mit anderen Farben nicht oder nur begrenzt mischbar sind die Cd —Se—S-Farben (gelbe, rote, orange Farben, Signalrot) und die edelmetallhaltigen Purpurfarben.

Aufschlußverfahren An A., die mit Lebensmittel in Verbindung kommen, werden besondere Anforderungen hinsichtlieh der Pb-Abgabe (—> Bleilässigkeit) gestellt. Daneben werden Säure-, Laugen- und mechanische Festigkeit als Qualitätsmerkmal beurteilt. Aufheizphase — bei einer - » Brennkurve die erste Phase. Sie überstreicht den Temperaturbereich vom Beginn des Brandes bis zu etwa 1 225 K . Die A. kann in drei Bereiche untergliedert werden: Festigkeitsvermindernde Phase, bis etwa 675 K . Während dieser Phase tritt eine Versprödung des Werkstoffes ein. Das Entweichen des Kapillarwassers bewirkt einen Abfall der Festigkeit und einen Rückgang der Wärmeleitfähigkeit. Kritische Phase, 67Ö --975 K . Innerhalb dieser Phase tritt der Kaolinitzerfall, verbunden mit einer endothermen Reaktion, auf; diese entzieht dem System Wärme, so daß es zu einer Zunahme der Temperaturdifferenz im Scherben zwischen innen und außen kommt. Durch die reversible ß-Quarzumwandlung wird der différentielle Ausdehnungskoeffizient wesentlich bestimmt. Ruhige Phase, 9 7 5 - 1 2 2 5 K . Während dieser Phase finden keine Reaktionen im Scherben statt, so daß keine Gefahr für eine Rißbildung besteht. Aufkochen — 1. Emaillierfehler, der sich in einzelnen oder über eine größere Fläche im Email verteilten Bläschen (Größe bis zu 1,5 mm im Drm.) zeigt. I m allg. tritt das A. bei Emails auf, die eine hohe Viskosität bei Einbrenntemperatur besitzen. Bei der Gußemaillierung tritt dieser Fehler mitunter über porösen Stellen, z. B . in der Nähe von Eingußstellen auf. 2. Glasurfehler. Blasiges Auftreiben des glatten Glasurspiegels durch erneut zur Wirkung kommen von im Scherben eingeschlossenen Gasen infolge Überfeuerung einer - > Glasur über den Schmelzbereich hinaus. Charakteristische Merkmale dieses Fehlers: dünnwandige Blasen, abgelaufene Glasur, glasurlose, matte Stellen. Beseitigung des Fehlers: Verbesserung der Ofenatmosphäre oder Brennweise, Glasur muß zähflüssiger gemacht werden (Zugabe von Quarz, und Tonerde oder Zink-, Magnesium- und Calciumoxid), höherer Schrühbrand (-»- Glühbrand). Aufschäumen — - > Emailfehler, der oftmals von einer Sulfatgallenbildung herrührt, die in schwefelhaltigen Gasen im Brennofen oder Trockner oder in der Anwesenheit von Sulfaten in der Mühlenflüssigkeit ihre Ursache hat. Der Fehler macht sich besonders bei hochschmelzenden Schwarzemails störend bemerkbar. Abhilfe bei Störungen durch den Brennofen: bessere Belüftung. Aufschließen — Verbesserung einiger Eigenschaften (Plastizität, Homogenität) keramischer Massen oder bildsamer Rohstoffe mit den verschiedensten Verfahren der Aufspaltung größerer in kleinere Aggregate. Hierzu gehören - » Wettern (z. B . auch Durchfrieren des Tones), Sumpfen, —> Mauken, - > Heißaufbereitung (mit Dampf), Peptisatoreinwirkung u. a. Aufschluß — 1. G e o l o g i s c h : Stelle im Gelände, an der das anstehende Gestein unverhüllt beobachtet werden

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kann, d. h. wo es von Verwitterungsprodukten, Gesteinstrümmern, Lehm, Pflanzenwuchs usw. entblößt ist. Man unterscheidet natürliche A. (Felswände, Steilufer, Täler tief eingeschnittener Flüsse usw.) und künstliche A. (Steinbrüche, Kiesgruben, Straßen-, Bahneinschnitte, Schurfgräben, Tagebaue usw.) 2. M i n e r a l o g i s c h : das Zerkleinern von verwachsenen Mineralien, um die anwesenden Begleitkomponenten freizulegen. Das Aufschließen ist eine wesentliche Vorstufe zur Anreicherung von Kohle, Erzen und Mineralsalzen bei ihrer Aufbereitung. 3. C h e m i s c h - a n a l y t i s c h : Umsetzung schwerlöslicher Stoffe mit geeigneten gasförmigen, flüssigen oder festen Reagenzien zu wasser- oder säurelöslichen Verbindungen. Siehe Aufschlußverfahren (Silicatanalyse). Aufschlußverfahren (Silicatanalyse) — in der Analytik Verfahren zum Aufschluß, d. h. zur Umsetzung schwerlöslicher Stoffe mit geeigneten festen, flüssigen oder gasförmigen Reagenzien zu wasseroder säurelöslichen Verbindungen. I n bezug auf die - > Silicatanalyse können silicatische Stoffe in zwei Gruppen eingeteilt werden: Silicatische Stoffe der ersten Gruppe, wie z. B . Zeolithe, Zemente und Hochofenschlacken, sind säurezersetzlich. Durch Behandeln mit Mineralsäuren (HCl, H N 0 3 , H 2 S 0 4 ) wird Kieselsäure abgeschieden, und die übrigen Bestandteile gehen in Lösung. Die meisten Silicate und verwandte oxidische Materialien gehören jedoch zur zweiten Gruppe von Stoffen, die von Mineralsäuren nur teilweise oder gar nicht angegriffen werden und die demzufolge aufgeschlossen werden müssen. Man unterscheidet allgemein drei A u f s c h l u ß m e t h o d e n : alkalischer Aufschluß mit geschmolzenem Alkali, saurer Aufschluß mit Flußsäure und Sinteraufschlüsse. Als a l k a l i s c h e A u f S c h l u ß m i t t e l werden hauptsächlich Xa 2 CO ;1 , ein äquimolares Gemisch von N a 2 C 0 3 und K 2 C 0 3 , NaOH und Gemische von Soda bzw. Borax eingesetzt. Carbonatschmelzen erfordern höhere Temperaturen und werden in Pt-Tiegeln bis zum klaren Schmelzfluß durchgeführt. Dasselbe gilt für SodaBorax-Mischungen, die besonders gut auf Materialien mit hohen Al 2 0 3 -Gehalten und Zr0 2 -Gehalten einwirken. Die NaOH-Schmelzen verlaufen bei niedrigen Temperaturen und müssen in Nickel-, am besten Silbertiegeln durchgeführt werden. I m Prinzip werden beim Schmelzen Alkalisilicate gebildet, die im erkalteten Schmelzkuchen ausgelaugt und mit Wasser oder mit Säuren unter Abscheidung von Kieselsäure zersetzt werden. Das Masseverhältnis von Schmelzmittel zu Probe liegt dabei allgemein zwischen 5 : 1 bis 2 : 1 . Das s a u r e A u f s c h l u ß v e r f a h r e n wird eingesetzt, um mit Flußsäure im Gemisch mit H 2 S O , , H N 0 3 U. a., den Kieselsäuregehalt der Probe vollständig zu entfernen, und dient somit allgemein zur Bestimmung der Metalloxid-, insbesondere primär der Alkalioxidgehalte in Silicaten. Der Zusatz von H 2 S 0 4 oder HC10 4 soll sichern, daß nach dem Abrauchen des SiF 4 alle gebildeten Fluoride, beson-

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AufSchmelzung

ders die des AI, Zr, Ti u n d Ca u. a., q u a n t i t a t i v zerstört werden, u m eine vollständige Lösung des A u f s c h l u ß r ü c k s t a n d e s in v e r d ü n n t e r Säure zu erzielen. Die p r a k t i s c h e A n w e n d u n g dieses Verf a h r e n s w u r d e d u r c h die E i n f ü h r u n g v o n verhältn i s m ä ß i g hitzebeständigen P o l y m e r e n , wie z. B. P o l y t e t r a f l u o r e t h y l e n (Teflon), als G e f ä ß m a t e r i a lien sehr erweitert. Die W i r k u n g des .Flußsäureaufschlusses k a n n in speziellen Fällen, z. B. z u m Aufschluß v o n Z r 0 2 , d u r c h A n w e n d e n eines K H F 2 Schmelzaufschlusses v e r s t ä r k t werden. Die Technik des S i n t e r a u f s c h l u s s e s ist seit l a n g e m b e k a n n t , z. B. wird n a c h LAWRENCE u n d SMITH e i n S i n t e r a u f s c h l u ß v e r f a h r e n z u r

Be-

s t i m m u n g der Alkalien a n g e w a n d t , wobei ein Aufschlußgemisch v o n C a C 0 3 u n d NH 4 C1 Verw e n d u n g f i n d e t . A u c h Silicate lassen sich d u r c h Sintern m i t N a 2 C 0 3 q u a n t i t a t i v aufschließen. P r a k t i s c h e A n w e n d u n g f i n d e t ein Sinteraufschluß m i t N a 2 0 2 bei T e m p e r a t u r e n < 775 K , insbesondere f ü r chromoxidhaltige Mineralien. I n der Silicatanalyse werden i m m e r m e h r spezielle A u f s c h l u ß m i t t e l eingesetzt, die möglichst mineralspezifisch wirken u n d ein Material kurzfristig u n d q u a n t i t a t i v in eine Schmelze oder Lös u n g zu ü b e r f ü h r e n g e s t a t t e n . Aufschmelzung — die E n d s t u f e u l t r a m e t a m o r p h e r Umbildungsprozesse, i n d e m ganze Gesteinsverb ä n d e infolge erhöhter T e m p e r a t u r e n aufgeschmolzen werden u n d somit in m a g m a t i s c h e Schmelzen ü b e r g e h e n (palingenes Magma), oder a u c h das m a g m a t i s c h e Schmelzen v o n Nebengesteinen. Bei letzterem ist zwischen einer Einschmelzung (Assimilation) u n d einer Aufschmelzung (Verflüssigung des Gesteins als solches) zu unterscheiden. U n t e r der Aufschmelzungstheorie ist die A n n a h m e zu verstehen, d a ß die aus der Tiefe vorgedrungenen M a g m e n ihren R a u m d u r c h Aufschmelzung der Nebengesteine erlangten. Aufwärtsbohren — charakteristische Korrosionserscheinung a n ->• Feuerfesterzeugnissen, die in d i r e k t e m G l a s k o n t a k t stehen. Gebräuchlich ist a u c h der Begriff „ a u f w ä r t s g e r i c h t e t e r L o c h f r a ß " . A. wird d u r c h T r a n s p o r t r e a k t i o n e n im Grenzflächenbereich fest—flüssig—gasförmig, d. h. a n der Grenze zwischen feuerfestem Material, Glasschmelze u n d Gasphase v e r u r s a c h t . Vorauss e t z u n g f ü r diese R e a k t i o n e n ist das Aufsteigen v o n Gasblasen in der Glasschmelze, die sich a m f e u e r f e s t e n Material festsetzen können, eine n i c h t vertikal verlaufende Fläche des feuerfesten Materials, ausreichend hohe T e m p e r a t u r e n im Grenzbereich u n d Löslichkeit des feuerfesten Materials in der Glasschmelze (vgl. a u c h S c h w a p p k a n t e oder - » Spülkante). Die I n t e n s i t ä t des A. wird d u r c h die I n t e n s i t ä t der Löslichkeit des feuerfesten Materials, die Visk o s i t ä t u n d Dichte der Glasschmelze u n d der schmelzflüssigen Reaktionsschicht zwischen feuerf e s t e m Material u n d Glas sowie der Größe der Gasblasen beeinflußt. A. ist eine Folgeerscheinung der W i r k u n g von t u r b u l e n t e n S t r ö m u n g e n in d y n a k t i v e n Flüssigkeitsgemischen. Die im Glas aufsteigenden Gasblasen verursachen wegen der unterschiedlichen O b e r f l ä c h e n s p a n n u n g e n v o n Glasschmelze, R e a k -

tionsschicht u n d Oberfläche der Gasblase eine K o n v e k t i o n auf kleinstem R a u m . Diese S t r ö m u n gen f ü h r e n s t ä n d i g Material aus der Reaktionsschicht a b u n d bringen reaktionsfähiges Material in diese Schicht. Besonders a u s g e p r ä g t ist A. a n horizontalen F l ä c h e n , d. h. in d e n horizontalen F u g e n (Lagerfugen) bei in Ringlagen zugestellten S e i t e n w ä n d e n des Wannenbassins, a n den Abdecksteinen des Durchlasses sowie a n d e n u n t e r e n F l ä c h e n der S c h o n p l a t t e n (Abdeckplatten) des Schonbodens. D e m A. wird entgegengewirkt d u r c h V e r w e n d u n g v o n Palisadensteinen, die Ausbildung sehr schmaler F u g e n , sehr g l a t t geschliffener F l ä c h e n a m feuerfesten Material sowie d u r c h abgeschrägte Durchlässe. IM.: JEBSEN-MARWEDEL : Glastechn. Ber. 39 (1966), 3 9 1 - 4 0 2 . - BUSBY/COX/GILLESFIE: Glass Technol. 12 (1971), 9 4 - 1 0 2 . - BRÜCKNER: Glastechn. Ber. 4« (1967), 3 7 1 - 3 7 4 , 4 5 1 - 4 6 7 . - BOGGUM: Sprechsaal 107 (1974), 5 6 5 - 5 6 9 .

Augen, künstliche, Glasaugen — a u s d ü n n e n F a r b glasstangen vor der L a m p e m a n u e l l hergestellter E r s a t z f ü r den n a t ü r l i c h e n Augapfel. K . A. k a m e n gegen E n d e des 16. J h . vereinzelt auf. Die Masse eines k. A. b e t r ä g t 2 --4 g. Auger-Elektronenspektroskopie (AES) — eine auf d e m Beschuß einer P r o b e m i t E l e k t r o n e n u n d Registrierung der von d e n A t o m e n e m i t t i e r t e n E l e k t r o n e n b e r u h e n d e Methode zur Oberflächencharakterisierung v o n F e s t k ö r p e r o b e r f l ä c h e n [1], Bei Beschuß einer P r o b e n o b e r f l ä c h e m i t Elekt r o n e n k ö n n e n Ionisationsvorgänge hervorgerufen werden. Dabei wird ein E l e k t r o n der inneren Schale des A t o m s e n t f e r n t . Dieser angeregte Z u s t a n d des A t o m s wird n a c h einer hinreichend langen Zeit a b g e b a u t , i n d e m ein E l e k t r o n aus einem höheren Elektronenenergieniveau in diese innere Elektronenschale übergeht. Die dabei freigesetzte Energie k a n n als R ö n t g e n q u a n t e m i t t i e r t werden. Beim s o g e n a n n t e n AuGER-Prozeß wird diese Energie auf ein anderes E l e k t r o n ü b e r t r a g e n , das somit genügend Energie h a t , u m d e n Festkörper zu verlassen. Die Energie des e m i t t i e r t e n E l e k t r o n s kennzeichnet das Energieniveauschema des A t o m s u n d d a m i t die A r t des Atoms. Aus der Lage der AuGER-Peaks ist eine unzweideutige I n t e r p r e t a t i o n der T e r m e der A t o m s o r t e möglich. Die I n f o r m a t i o n s t i e f e liegt zwischen 0 , 5 - - 2 n m . Die örtliche Verteilung einzelner A t o m s o r t e n k a n n m i t der Raster-AuGER-Mikroskopie analysiert werden. D a b e i wird m i t einem Elektronenstrahl v o n 5 ¡im Durchmesser die Oberfläche abger a s t e r t [2].

Schematische Darstellung der Gitteroptik zur AUGER-Klektronenspektroskopie

Ausblühungen Eine schematisohe Darstellung der Meßanordnung für die AES ist in der Abb. gegeben. Die Probenoberfläehe wird durch Elektronen beschossen. Um die Probe herum befinden sich vier konzentrische, kugelförmige Elektroden, deren Krümmungsmittelpunkt mit dem Auftreffpunkt des Elektronenstrahls auf dem P r ä p a r a t zusammenfällt. Die vierte Elektrode dient als Kollektor. Das erste Gitter liegt auf Erdpotential, wodurch zwischen Probe und Elektrode ein feldfreier R a u m entsteht, während die anderen Gitter ein veränderliches Gegenfeld liefern, das zur Energieanalyse der AUGER-Elektronen benutzt wird. Die Anwendung der AES zur Oberflächenuntersuchung hat den Vorteil, daß insbesondere die leichteren Bestandteile, die sich anderen Nachweisverfahren entziehen, bestimmbar sind. Mit der AES wurden z. B. Keramikbruchflächen, Oberflächenbeschichtungen von Gläsern und Glasfasern untersucht. Lit.: [1] JOSHI u . a . : Auger Electron Spectroseopy, in Methods of Surface Analysis (eds. by A. W. CZANDERNA), Amsterdam 1975, p. 1 5 9 - 2 2 2 . - [2] MC DONALD: Appl. Phys. Lett. 16 ( 1 9 7 0 ) , 7 6 .

Augit 1. (Ca, Mg, Fe 2 +, Fe 3 + , Ti, Al)2[(Si, Al) a O,]. 2. Monoklin-prismatisch; C| s — 6'2/c; a 0 = 0 , 9 8 b„ = 0,90 c0 = 0,525; a0:ba:c0 = 1,0921:1 : 0,5893;/? = 105° 50'; Z = 4; wichtigster Vertreter der isomorphen Mischkristallreihe, deren Namensträger er ist; besitzt Kettenstruktur, gehört also in die Abteilung der Inosilicate. Bei den Ketten handelt es sich um Zweierketten, die sich formelmäßig mit [Si 2 0 6 ]£, wiedergeben lassen und die f ü r die Minerale der Pyroxen-Familie der allgemeinen Formel AB[Si 2 0 6 ] charakteristisch sind. Si kann im Au. bis zu 1/4 von AI ersetzt werden; das im Au. enthaltene Ti ist vierwertig; innerhalb der Pyroxenfamilie ist die Augit-Reihe wichtigster Vertreter der - s - Klinopyroxene. 3. Kristalle ein- und aufgewachsen, auch lose in körnigen Aggregaten; Habitus variabel je nach Bildungstemperatur, Lösungsgenossen und Vorkommen; gewöhnlich kurzsäulig in c-Richtung auch dicktaflig; verschiedene Prismen, die den Kristallen den charakteristischen achtseitigen Umriß geben; meist verzwillingt in polysynthetischen Lamellen nach (100), auch Durchkreuzungszwillinge nach (101), seltener (001). 4. HM = 6; D = 3,3- -3,5; # gut nach (110) mit Winkel von 92 3/4°, ferner (010); F = je nach Eisengehalt, selten fast farblos, lauchgrün, meist grünlichschwarz und pechschwarz, im Dünnschliff braun, grün; O = Glasglanz, durchscheinend; Str. = graugrün. 5. nx = 1,670-1,743 ny = 1,676-1,750 nz = 1,694—1,772 (je nach Fe-Gehalt); A = 0,024 bis 0,029 ( + ); Achsenebene (010), s . A b b . ; 2VX = 42—70° (je nach ehem. Zusammensetzung); Z heim Schnitt || (010) 43°. 7. Vor dem Lötrohr zu schwarzem, magnetischem Glas schmelzbar; außer Flußsäure von Säuren nicht zersetzbar. 8. Weitverbreitet, besonders als gesteinsbildendes Mineral; wesentlicher Gemengteil in basischen Ergußgesteinen wie Basalt, - » Dolerit, 5

Hinz

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Z\ olivgrün Optische Orientierung

Andesit und - s - Tuffen, ferner als Auswürfling, selten mit -»• Quarz; akzessorisch in den meisten magmatischen Gesteinen; in metasomatischen Skarn-Magnetit-Lagerstätten; mesound katazonal sowie kontaktmetamorph; in Meteoriten und als mineralogischer Bestandteil von Hüttenschlacken (z. B. von Rohkupferschlacke). 9. X P D F 24-202: 0,299 10 , 0,2554, 0,21315 0,1434, 0,296 3 , 0,290 3 , 0,256,, 0,323 2 . Lit.: BROWN: Am. Min. 45 (1960), 15.

Auripigment 1. As 2 S 3 . 2. Monoklin-prismatisch: C?.h — P21/n; a0 = 1,149 b0 = 0,959 c0 = 0,425; a0: b0 1,198:1:0,443; = 90° 27'; Z = 4; bildet Schichten parallel zu (010), in denen jedes As von 3 Schwefel umgeben ist und jedes S von 2 Arsen; diese Schichten sind nur durch Restvalenzkräfte miteinander verbunden (Spaltbarkeit nach (010)). 3. Kristalle selten und meist klein, oft linsenförmig; besonders entwickelt sind die Zonen [ 001] und

[103]:

{010},

{210},

{110},

{301},

{311},

{321} u . a . ; auf {010} Horizontal-, auf {110} Vertikalstreifung; Translation in (010) in Richtung [001]: oft radialstrahlig, niedrig; mehlige Anflüge. 4. HM = 1 , 5 - 2 ; D = 3,48; # nach (010) vollkommen; F = durchscheinend, zitronengelb, bisweilen bräunliche Tönung; O = blendeartiger Fettglanz; Str. — lichtgelb. 5. nx = 2,40 ny = 2,81 nz = 3,02 (für Li-Licht); A = 0,62 ( —) pleochroitisch; 2VX = 76°, starke Dispersion; opt. Achsenebene fast parallel (001).

8. Auf Erzgängen niedriger Bildungstemperatur, in Tonen, Phylliten, Kalksteinen, als Sublimat, als Absatz heißer Quellen; auch als Verwitterungsmineral; Bildung oft durch Zersetzung von Realgar; künstlich dargestellt Verwendung als Malerfarbe (Königsgelb); bei ergiebigen Lagerstätten dient Au. als Rohstoff der As.,03Gewinnung; Verwendung in Färbereien u. a. Produktionszweigen. 9. X P D F 19-84: 0,485I„, 0,4025, 0,2474, 0,1764, 0,3223, 0,2793, 0,2723, 0 , 2 0 9 3 ; AU. s y n t h . X P D F 24-75: 0,48010, 0,27210, 0,24310, 0,286S, 0,280S, 0,319D, 0,2144, 0,3704.

Ausblühungen — Salzausscheidungen an der Oberfläche keramischer Erzeugnisse (Bauteile, Baumaterialien) .

66

Ausbrennstoffe

Voraussetzung für das Entstehen von A . ist .das Vorhandensein von Poren in dem betreffenden Material und die Gegenwart v o n wasserlöslichen Salzen (Sulfate von Natrium, Kalium, Calcium, Magnesium, Eisen u. a.). Diese können entweder aus dem Rohstoff für die Herstellung de3 Baumaterials stammen, während des Produktionsprozesses entstehen (Brennen von Keramik mit schwefelhaltiger Kohle), oder in die fertigen Baumaterialien (aus dem Baugrund, dem Mörtel oder infolge der Nutzung bei Stallungen, Lagern o. ä.) einwandern. Die A . treten besonders an Materialien auf, die wechselnder Befeuchtung und Trocknung ausgesetzt sind; sie äußern sich zunächst in einer weißlichen Verfärbung, bilden dann einen Salzbelag und rufen schließlich eine allmähliche Materialschädigung hervor. Kriterien der Schädlichkeit: 1. Menge der vorhandenen löslichen Salze. 2. Löslichkeit der Salze. Leichtlösliche Salze sind besonders gefährlich, weil sie bei geringfügigen Feuchtigkeitsschwankungen sich lösen oder wieder kristallisieren. 3. Volumen der Elementarzellen der Kristalle; demnach sind Salze mit reichlichem Kristallwasser schädlicher als solche mit weniger Kristallwasser. 4. Form, Menge und Größe der Poren des Baumaterials. 5. Rhythmus des Wechsels zwischen Austrocknen und Feucht werden. Gegenmaßnahmen mit gewisser Aussicht auf Wirkung sind das Trockenlegen des Bauteils bzw. die Unterbindung der Wasserzufuhr, das Imprägnieren mit Fluaten oder Siliconen sowie die chemische Bindung der Salze, d. h. die Überführung in wasserunlösliche Form.

prozesses. Es wird streng unterschieden zwischen Masseausbringen und Wertstoffausbringen. Das M a s s e a u s b r i n g e n (v) gibt den prozentualen Masseanteil eines Trennproduktes in bezug auf die Aufgabemenge an. Unter dem Masseausbringen z. B. einer Kaolinaufbereitungsanlage versteht man den im Fertigprodukt (z. B. keramischer Kaolin) ausgebrachten Teil des Aufgabegutes (Rohkaolin). Berechnung: v

=

ia

. ioo

(in %>

9„ = Masse des Konzentrates (Fertigprodukt), bemasse.

= Aufga-

Das W e r t s t o f f a u s b r i n g e n (m) dagegen gibt das Verhältnis des Masseanteils des Wertstoffes in den einzelnen Trennungsprodukten zu ihrem Masseanteil im Aufgabegut an. Bekannt sind das Mineralausbringen (z. B. Kaolinausbringen), Metallausbringen (z. B. Zinkausbringen), Über- oder Unterkornausbringen (bei Klassierverfahren). Unter dem Wertstoffausbringen eines Kaolinaufbereitungsverfahrens versteht man den im Fertigprodukt (z. B. Papierkaolin) ausgebrachten Wertstoffanteil (Kaolonit). Berechnung:

c m = —

(in % )

c = W e r t s t o f f g e h a l t im Fertigprodukt ( K o n z e n t r a t ) in " „ , a = W e r t s t o f f g e h a l t im Aufgabegut in " „ , v = Masseaushringen in % .

Will man das Wertstoffausbringen in den Bergen (z. B . Schluff) (Verlust) errechnen, setzt man an Stelle des Wertstoffgehaltes des Fertigproduktes den des Schluffs in die Formel ein. Ausfallkörnung — körnige oder mehrere Fraktionen hat einen unsteten Verlauf fenden Abszissenstück, das entspricht, parallel.

Stoffe, bei denen eine fehlen. Die Siebkurve und läuft dem betrefder fehlenden Fraktion

Ausbrennstoffe — Stoffe, die bei Herstellung wärmedämmender Feuerfesterzeugnisse Feuerleichtsteine) dem Rohstoffgemenge zugesetzt werden, während des Brandes ausbrennen und somit im Fertigerzeugnis den notwendigen Porenraum (-»- Porosität) schaffen. Als A . dienen Sägemehl (insbesondere von Harthölzern), Kohleabrieb, Petrolkoks, Korkabrieb u. ä. Stoffe. A . sollen wenig Asche hinterlassen, da diese immer reich an -*• Flußmitteln ist; Herabsetzung der -»• Feuerfestigkeit und damit der Anwendungstemperatur bzw. die Neigung zur Deformation während der Verwendung könnten Folgeerscheinungen sein. A . werden in unterschiedlicher Menge und Körnung verwendet, dementsprechend unterscheiden sich die Feuerleichtsteine auch in ihren Eigenschaften beträchtlich. Der Brand muß so erfolgen, daß die A . vollständig ausbrennen und die Bildung der sog. „schwarzen K e r n e " vermieden wird. Anderenfalls wird ein ungenügend festes Gefüge bewirkt und die Wirkung der thermischen Isolierung herabgesetzt.

Beispiele: Rohstoffe der Keramik haben mitunter A . Sollen sie in der zusammenzustellenden Masse zugelassen werden, so ist dies aus der Siebkurve zu ersehen. Betonzuschlagstoffe mit A . , d. h. solche bei denen gewisse Zwischenkornstufen (meist im Bereich 3--15 m m ) fehlen, können durchaus gute Gemenge liefern. Mit der Zahl der A . wird die Verarbeitbarkeit des Betons schwieriger.

Ausbringen — in der Aufbereitungstechnik: prozentualer Anteil der einem Verfahren zugeführten Aufgabe- oder Wertstoffmenge, welcher als verwertbares Produkt gewonnen wird. Das A . ist somit ein Maßstab für die Güte des Aufbereitungs-

Ausgangsstoffe, basische — Kalkkomponente von -s> Zementrohmischungen mit dem Hauptbestandteil CaC0 3 , wobei einerseits Anteile der Hydraulefaktorenträger aus technologischen Gründen ebenso erwünscht sind wie andererseits möglichst

Sieödurch-

ig %

Korngröße

mm

Siebkurve m i t Ausfallkörnung

Autoradiografie konstante zementohemisohe und petrophysikalische Eigenschaften. Nach CaC0 3 -Gehalt in abnehmender Reihenfolge geordnet (nach -> K Ü H L ) werden verwendet: hochprozentige Kalksteine (auch Kreiden) mit über 9 6 % CaC0 3 , mergelige Kalksteine mit 90 bis 96% CaC0 3 , Kalkmergel mit 75 bis 9 0 % CaC0 3 . Ausguß — ein in den -> Pfannenlochstein eingesetzter, aus -s- Schamotte-, graphitierten Schamotte- oder Magnesiaerzeugnissen bestehender Auslaufstein, durch den — durch einen Stopfen verschließbar — der Stahl aus der Pfanne ausfließt (-> StahlwerksVerschleißmaterial). Schamotte-A. werden meistens nach dem plastischen Verfahren, aus hochplastischem dichtbrennendem Ton und einer dichtgebrannten Rohschamotte, teilweise unter Zusatz von Graphit, hergestellt. Die Formgebung erfolgt durch Spindelpressen; die Brenntemp. liegt bei etwa 1575 bis 1625 K. 9 t

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(—

f -

Magnesia-A. werden aus gesinterter Magnesia hergestellt und im gebrannten oder ungebrannten Zustand verwendet. T y p i s c h e D a t e n für Schamotte-A. (Werte in Klammern für Schamotte-A., graphitiert mit 13 ± 2 % C ) : SiO a AljOa + TiO z F e , O j 55,5 40,7 2,2 KFP S K 33/34 DFB in K ta 1755 te 1935 e 2,58 OP in % 21 (26) aa B i n M P a 20(17,5)

CaO 0,2

MgO 0,1

Alk. 1,5 (Ma. in % )

Magnesia-A. sind verschleißföster als SchamotteA. Schamotte-A. mit Magnesiaeinsätzen verbinden die gute Verschleißfestigkeit der Magnesia-A. mit der geringen Wärmeleitfähigkeit der Schamotte-A. A. werden nur einmal verwendet. Sie können die Quelle nichtmetallischer Einschlüsse im Stahl darstellen. In den stahlherstellenden Ländern sind die für A. geforderten Gütewerte standardisiert. Auslauf viskosimeter — Gerät zur Bestimmung der Konsistenz von - > Schlicker durch Messung der Auslaufzeit. Gemessen wird die Auslaufzeit, die 100 cm 3 Schlicker aus einem zylindrischem Gefäß (Metallzylinder, Pipette) benötigen, wobei die Düse des A. so eingestellt sein soll, daß 100 cm3 Wasser von 20 °C in etwa 35 s ausfließen. Auspreßmörtel, Einpreßmörtel — zum Auspressen von Spannkanälen geeigneter — M ö r t e l , der sich durch sehr gutes Fließvermögen, geringes 5*

67

Schrumpfmaß und geringe Wasserabsonderung auszeichnet, was insbes. durch richtige Wahl der -> Zusatzstoffe erreicht wird. Ausspringen (von Glasurschuppen) — Glasurfehler, dessen Ursache in der Massezusammensetzung zu suchen ist. Enthält der Arbeitston kalkhaltige Beimengungen (Kalkspat, Kreide, Marmor u. a.) in ungenügend feinem Zustand, so treiben die Kalkstücke nach einiger Zeit die fertig gebrannte Glasur in Form von Schuppen ab. Die Beseitigung des Fehlers muß in der Masseaufbereitung durch feineres Schlämmen oder Vermählen der Kalkmaterialien vorgenommen werden. Ausspritzer -> Fischschuppen Austauschfeuchtemenge —> Trocknungsgeschwindigkeit. Austauschvemicklung —> Tauchvernicklung autochthon — (griech.: autos = selbst, chthon = Erde), an Ort und Stelle entstanden; z. B. autochthone Gesteine, an ihrem Bildungsort liegende Gesteine. Gegensatz: -s- allochthon. Autoklavenprüfung (für Glasuren) — Methode zur Kontrolle der Glasuren auf ihre Haarrißanfälligkeit, die durch eine Quellung des Scherbens infolge Feuchtigkeitsdehnung auftritt. Durchführung des Prüfverfahrens: — Einbringen des Prüfmaterials in den Autoklaven, — Aufheizung des Autoklaven mit einer Geschwindigkeit von 3 K/min bis zu einer Temperatur von 424 K ± 2 K ( = Prüfdruck von 0,5 MPa ± 0,03 MPa, — drei Stunden Haltezeit, — Abkühlung auf Zimmertemperatur. Zeigen die Prüfstücke nach erfolgter Abkühlung Haarrisse (Prüfen durch Einstreichen mit Anilinfarbe), so entspricht das Spannungsverhalten nicht den Anforderungen. Autoradiografie — Verfahren, mit deren Hilfe Abbildungen der lokalen Verteilung von Radionukliden direkt oder indirekt durch die Wirkung der von ihnen emittierten Strahlung erhalten werden. Die A. ist geeignet für Substanzen, die natürliche radioaktive Isotope (z. B. in Urangläsern, Mineralen) oder Elemente enthalten, die durch geeignete Kernreaktionen (z. B. durch Bestrahlung mit Neutronen) in künstliche Radionuklide überführt werden können. Als Detektoren dienen fotografische Emulsionen auf Silberhalogenidbasis und — vor allem zur Registrierung von «-Strahlung oder anderen energiereichen Teilchen > Festkörperspurdetektoren (z. B. Cellulosederivate, Metallfolien, Glimmer, Glaser). Die am häufigsten angewandte Form der A. ist die Kontaktautoradiografie, bei der die Proben in unmittelbaren Kontakt mit dem Detektor gebracht werden. Die erforderliche Expositionszeit' hängt ab von Art und Energie der emittierten Strahlung, von der Aktivität der Strahlungsquelle und der Empfindlichkeit des Detektors. Sie schwankt in der Regel zwischen wenigen Minuten und mehreren Wochen.

68

Autoradio grafie, neutroneninduzierte

Nach dem Auswerteverfahren unterscheidet man zwischen Makroautoradiografie und Mikroautoradiograjie (licht- bzw. elektronenmikroskopische Auswertung). Bei der Verwendung von Festkörperspurdetektoren oder Kernspuremulsionen benutzt man die Anzahl der erzeugten Bahnspuren je Flächeneinheit als Maß f ü r die Aktivität des eingesetzten Radionuklids (Spurenautoradiograjie), während bei der Kontrastautoradiografie die integrale Schwärzung gemessen wird. Das maximale laterale Auflösungsvermögen der A. liegt bei etwa 0,1 (j.m. Haupteinsatzgebiete der A. sind die medizinische und biologische Forschung, die Geologie, die Festkörperphysik und die chemische Analytik. F ü r Gläser und Silicate allgemein h a t die A. besonders bei der Verfolgung von Sinterprozessen, Schmelzvorgängen sowie bei Diffusions- u n d Sorptionsuntersuchungen Bedeutung. Autoradiografie, neutroneninduzierte > Mikrodefektnachweismethode, bei der die Aktivierung geeigneter Elemente (z. B. 10 B, 6 Li) in der zu untersuchenden Substanz — nach deren K o n t a k tierung mit einem -> Festkörperspurdetektor — durch Neutronenaktivierung erfolgt. I m Gegensatz hierzu werden bei der konventionellen -» Autoradiografie in der zu untersuchenden Substanz befindliche bzw. in diese eingebrachte Radionuclide f ü r die Registrierung benutzt. Die Alphateilchen der von thermischen Neutronen induzierten 1 0 B (n, Cyclosilicaten (Viererringe); die Si 4 0 1 2 - und BO,-Gruppen werden von den Ca-, Fe-, Mn- und AI-Atomen v e r b u n d e n ; Fe sitzt in der Mitte von O —OH-Doppeloktaedern u n d die H ä l f t e der AI-Atome in der Mitte von ähnlichen Sauerstoff-Doppeloktaedern; der Rest der AI-Atome befindet sich in den Zentren der Tetraeder, die von drei O und einem OH gebildet werden; das Ca wird unregelmäßig von 10 Sauerstoffatomen umgeben, von welchen 5 nicht mit ihm verbunden sind. 3. Keilförmige Kristalle (s. Abb.). 4. HM = 6,5•••7; D = 3,30 ± , F = nelkenbraun, rauchgrau, pflaumenblau, grünlich; 6 = starker Glasglanz.

-

Aventuringläser — eine Gruppe von Farbgläsern, deren gemeinsames Kennzeichen darin besteht, daß ihre färbenden Bestandteile in mikrobis makroskopischen Teilchengrößen vorliegen. A. sind in bezug auf die Konzentration der färbenden Bestandteile als übersättigte Lösungen aufzufassen, aus denen durch Überschreiten der (temperaturabhängigen) Sättigungsgrenze bei der Abkühlung des geschmolzenen Glases g u t ausgebildete Kristalle bis zu Millimetergröße ausgeschieden werden. Diese können, bedingt durch die Formgebung des Glases (Blasen, Ziehen), parallel zur Glasoberfläche orientiert sein und besitzen einen charakteristischen Glanz. A. sind ohne technische Bedeutung und besitzen nur kunstgewerbliches Interesse. Venezianische Glasmacher des 18. J h . haben maßgeblichen Anteil an der Entwicklung dieser Gläser. Die Bezeichnung „ A v e n t u r i n " ist von einer durch Glimmereinschlüsse bräunlichrot schillernden Quarzmodifikatiön gleichen Namens abgeleitet. Nach der Zusammensetzung unterscheidet man Kupfer-

5. nx = 1,678 5 -1,687 5 ny = 1,685---1,695 nz = 1,688 - l,698 (nur Mn---Fe, Mn); A = 0,009 5 bis 0,010 5 ( --); (111); Achsenebene ~ || (111), eine optische Achse (120); 2V X = 64- -80 0 ; Pleo = k a u m vorhanden, im Ultravioletten stark. 7. I n Säuren unlöslich; schmilzt vor dem Lötrohr zu dunkelgrüner Perle; pyroelektrisch. 8. Kontaktpneumatologisch in Kalksilicathornfelsen; auf Klüften in Diabas und Granit. 9. 0,281 10 , 0,316 9 , 0,346 8 , 0,630„ 0,216,, 0,368 e , 0,328 6 , 0,300 6 . Lit.:

iTO/TAKiüCHi: A c t a Cryst. 5 (1952), 202.

Axinit (Schmuckstein) — die nur selten größeren klaren Kristalle des relativ häufig vorkommenden

Backenbrecher -> Axinits. Neben dem starken Glanz natürlicher u n d auch polierter Flächen ist besonders die nelkenbraune F ä r b u n g , die zuweilen stark ins Violett geht, f ü r eine Verarbeitung ausschlaggebend. Der starke Dichroismus des A. m a c h t sich besonders beim Drehen größerer Exemplare bemerkbar u n d l ä ß t veilchenblaue, zimtbraune u n d olivgrüne F a r b t ö n e erkennen. Schleifwürdiges Material findet sich im Hornblendeschiefer von Le Bourg D'Oisans, Dep. de l'Isère (Frankreich) u n d von Baréges, Pyrenäen. Weitere F u n d o r t e finden sich in den West- u n d Ostalpen, bei Botallak, Cornwall (England), bei Roseberry, Montagu County (Tasmanien). A. wird meist zu Cabochon geschliffen, worunter ein oben oder oben u n d u n t e n r u n d geschliffener Edelstein (mugliger Schnitt) verstanden wird. Azurit 1. CU 3 [0H/C0 3 ] 2 . 2. Monoklin-prismatisch; C ^ ~ P 2 1 / c ; a0 = 0,497 b0 = 0,584 c 0 = 1,029 ;« 0 :6 0 :c„ = 0,851:1:1,762; ß = 92° 24'; Z = 2. 3. Kristalle sehr wechselnd entwickelt, flächenreich; meist kurzsäulig u n d nach der Querachse gestreckt bis dicktafelig; ein- u n d aufgewachsen; meist folgende K o m b i n a t i o n e n : {110}, {221}, {001}, {023} ; Zwillinge selten; auch derb, dicht oder erdig; Pseudomorphosen nach Cuprit, Fahlerz u n d Dolomit. 4. HM = 3,5—4; D = 3 , 7 - 3 , 9 ; # nach (100) ziemlich vollkommen; Br. = muschelig u n d uneben, spröd; F — lasurblau; G = Glasglanz, durchscheinend; Str. = kobaltblau. 5. nx = 1,730 nv = 1,758 nz = 1,838; A = 0,108 ( + ) ; opt. Achsenebene senkrecht zur Symmetrieebene; 2 V = 68°, schwach pleochroitisch. 7. Vor dem Lötrohr leicht schmelzbar; in Säuren u n t e r Aufbrausen löslich, auch in Ammoniak, wobei die Lösung blau gefärbt wird. 8. Besonders im Ausgehenden von Kupferlagers t ä t t e n mit Malachit, Limonit, Fahlerz, Cuprit u . a . ; I m p r ä g n a t i o n e n im Buntsandstein u n d P e r m s a n d s t e i n ; dient gemeinsam mit anderen Mineralien u. a. Sauerstoffverbindungen des Cu zum Schmelzen in metallurgischen Öfen; Farbenindustrie. 9. X P D F 11-682 : 0,352 10 , 0,222,, 0,515 6 , 0,367 5 , 0,251 4 , 0,229 4 , 0,508 3 , 0,250 3 . LU.:

des Urals u n d der chilenischen Kupfergebiete vor. Verschiedene Vorkommen sind h e u t e erschöpft, A. k a n n leicht m i t Lasurit verwechselt werden, jedoch h a t letzterer eine deutlich größere H ä r t e u n d eine geringere Dichte. Ein regelloses oder lagenförmiges Gemenge von A. u n d Malachit wird in den USA m i t Azuritmalachit bezeichnet. E r bildet stalaktitische, kugelige u n d nierenförmige Massen u n d ist vorwiegend in Bisbee, Arizona (USA) in der J o h n May Mine, Miwral Pork, Arizona u n d in Yerrington, Nevada (USA) gefunden worden. Derartige zu -> Cabochons verschliffene Stücke erinnern bei entsprechender Blau-Grün-Verteilung a n das Auge der Pfauenfeder u n d sind als Schmucksteine sehr beliebt. Die prachtvollen Verwachsungen von Malachit u n d A. aus Tsumeb (Südwestafrika) sind f ü r Schmuckzwecke wenig geeignet.

Babingtonit 1. C a 2 F e 2 + F e 3 + [ S i 5 0 1 4 0 H ] . 2. Triklin-pinakoidal; C\ - P i ; a0 = 0,756 b0 = 1,245 Cq = 0,674; a0:b0-.c0 = 0,607:1:0,541; Cabochons verschliffene Stücke erinnern bei entsprechender Blau-Grün-Verteilung a n das Auge der Pfauenfeder u n d sind als Schmucksteine sehr beliebt. Die prachtvollen Verwachsungen von Malachit u n d A. aus Tsumeb (Südwestafrika) sind f ü r Schmuckzwecke wenig geeignet.

Babingtonit 1. C a 2 F e 2 + F e 3 + [ S i 5 0 1 4 0 H ] . 2. Triklin-pinakoidal; C\ - P i ; a0 = 0,756 b0 = 1,245 Cq = 0,674; a0:b0-.c0 = 0,607:1:0,541; 0,283 7 , 0,262 2 , 0,369 2 , 0,185 2 , 0,363!, 0,254^ 0,221 x . Baddeleyit-Korund-Erzeugnisse -> Korund-Baddeleyit-Erzeugnisse Bagger — Maschine zum Lösen, Aufnehmen u n d Fördern anstehender Minerale (Erde, Sand, Kies, Ton, Kohle, gesprengten Fels). B. werden eingesetzt als Abbau- u n d Gewinnungsgeräte in Tagebauen aller Art. Man unterscheidet Eingefäß-B. (-> Löffel-B. u n d Schürfkübel-B.) und MehrgefäßB. (-> Eimerketten-B., -> Schaufelrad-B.). Erstere liefern einen periodischen, letztere einen fließenden Massestrom. Bakor-Erzeugnisse — -»- schmelzgegossene Korund-Baddeleyit-Erzeugnisse aus der UdSSR, die durch Schmelzen von technischer Tonerde, eisenfreiem Zirkon u n d technischem Zirkondioxid in einem elektrischen Liohtbogenofen u n d Gießen in Formen hergestellt werden. 1959 wurde zunächst „ B a k o r 20" mit einem Zr0 2 -Gehalt von 20---21% auf den Markt gebracht, den aber bereits 1962 die Steintype „ B a k o r 33" mit einem Zr0 2 -Gehalt von 31 •••33% ablöste. Seit 1967 wird neben dem „Bakor 33" die Steint y p e „ B a k o r 4 1 " hergestellt, die sich auf Grund eines erhöhten ZrO ? -Gehaltes (42 •••43% Zr0 2 ) durch einen noch höheren Korrosionswiderstand gegenüber geschmolzenen Gläsern auszeichnet. Chemische

Bakor 20 Bakor 33 Bakor 41

Zusammensetzung:

Al a O s

ZrOi

62 53 43

20- -21 14 31--33 12 - 1 3 0,7 42 --43 12 0,4

Physikalische Dichte

Bakor 33 Bakor 41

Optische Orientierung

100

Bakor 33 Bakor 41

Fe s Os TiOa JfajO + K a O 4,0 0,11 1,6 0,2 0,4

Eigenschaften:

in kg/dm 3

Bohdichte in kg/dm 3

DFB ta in K.

3,8 4,15

3,5 3,6- -3,8

1975--2025 8 , 5 - 1 0 - « 2025---2045 5,5-"6,0 • 10"*

Mineralogische

!

SiO,

Ak„ (293--1775 K) in K- 1

Zusammensetzung:

Gemeinsame Kristallisation von Baddeleyit und Korund

Korund

70 68

4,2 10

Baddeleyit

3,8 1,5

Glasphase

22,0 20,5

V e r w e n d u n g : B. werden fast ausschließlich zur Zustellung von Glasschmelzwannen eingesetzt.

Bandentspannungsöfen Wegen der hohen Korrosionsbeständigkeit wird dieses Material besonders in den oberen Ringlagen der Schmelzwanne, für Brennermäuler, Durchlässe und zur Auskleidung der Wannenböden verwendet. Die technischen Bedingungen sind durch Norm (RSFSR) festgelegt. Ball clay, Steingutton, wörtlich: Kugel-Ton. Angelsächsische Bezeichnung für ein sedimentäres Gestein (-> Ton), das nach einer hauptsächlich in früheren Jahren angewandten, manuellen Abbaumethode in Würfel- oder „Kugelform" (Durchmesser etwa 35 cm) gewonnen wurde. Die namengebenden, wichtigsten englischen Vorkommen von Ball clays sind die von Dorset, Nord- und Süd-Devon. Sie sind durch Verwitterung und sedimentäre Ablagerung des Cornwall-GranitMassivs während des Tertiärs entstanden. Die Tone sind im Rohzustand durch die Anwesenheit organischer Bestandteile (Humine) grau bis schwarz gefärbt. Als sedimentäre Tone sind sie sehr feinkörnig. Die besten Tone bestehen bis zu 80% aus Teilchen mit Korngrößen ( 1 um. Häufig enthalten sie jedoch noch Sand und Kies. Durch die Anwesenheit organischer Bestandteile und durch die Feinkörnigkeit der Tone ist ihre Bildsamkeit und Trockenfestigkeit sehr groß. Die Brennfarbe ist weiß bis gelblich, solange die Tone nicht vollständig dicht gesintert sind.

71

messern von 0,025 bis 0,25 mm, die vorzugsweise als Lichtreflektoren Verwendung finden. Aus B. aufgebaute Glaskugelelemente besitzen gegenüber gewöhnlichen Reflexionskörpern den Vorteil, daß nur ein geringer Teil des reflektierten Lichtes aus dem Gesichtsfeld gestreut wird, der Hauptanteil wird in einem eng begrenzten Kegel konzentriert; dadurch sind beispielsweise Verkehrszeichen bei Dunkelheit leichter zu erkennen. H e r s t e l l u n g : Prinzipiell werden B. durch Einblasen von Glasmehl oder Glasgrieß in einen heißen Glasstrom hergestellt, wobei sich die einzelnen Partikeln auf Grund der Oberflächenspannung abrunden. Zur Erzielung maximaler Leuchtkraft der Reflektoren soll der effektive Brechungsindex der Kugelelemente das l,9fache vom Brechungsindex des darüberliegenden durchsichtigen Überzuges betragen. Bei Annahme eines Brechungsindex von etwa 1,5 für gewöhnliches Überzugsglas müßte das für die Kugelelemente verwendete Glas einen Brechungsindex von 2,9 aufweisen. Dies wird durch ein Glas u. a. der Zusammensetzung (Ma. in % ) 29,6 Bi 2 0 3 , 67,7 PbO, 1,4 B 2 0 3 , 1,4 P 2 0 5 ermöglicht. Glaskugeln der angegebenen Zusammensetzung können durch verdünnte Salpetersäure so weit ausgelaugt werden, daß eine poröse Schicht entsprechender Dicke auf der Kugeloberfläche entsteht, die zu Werten des Brechungsindex ^ 2,9 führt. durchsichtige durchsichtige

Abdeckung Haftschicht

Glaskugel Reflexionsschicht Aufbau eines Glaskugelelementes mit Reflexionsschicht

C h e m i s c h e Z u s a m m e n s e t z u n g : Ball clays sind i. allg. Si02-reicher als Kaoline und enthalten weniger A1203, mehr Alkalien, Eisenoxid und Carbonate: SiOa Al a O s Glühverlust

45-60% 25-35% 7—15%

CaO.MgO K.O, Na,0

Sl% ä 3%

FCiO,

S 2%

M i n e r a l i s c h e Z u s a m m e n s e t z u n g : Kaolinit ist i. allg. Hauptbestandteil. Daneben finden sich Hydroglimmer (Illit), Quarz, echter Glimmer und Anatas. I . allg. ist kein Feldspat vorhanden. Carbonate treten in feinverteilter Form auf, meist als Umhüllung anderer Mineralien. Neben den englischen Ball clays gibt es vergleichbare Vorkommen, z. B. in USA (Tennessee, Kentucky, Florida, Alabama, New Jersey), Frankreich (Sezanne), CSSR (Wildstein), BRD (Pfalz, Westerwald), D D R (im Gebiet von Meißen: Nerchau, Seilitz-Löthain). Ball clays werden zur Herstellung verschiedener -> keramischer Werkstoffe verwendet, insbesondere für -»- Steingut oder ähnliche Erzeugnisse. Im deutschen Sprachraum werden deshalb derartige Tone als S t e i n g u t t o n e bezeichnet. Bailotini — (ital.: balotta = Kugel) abgeleitetBezeichnung für kleine Glaskugeln mit Durch-

V e r w e n d u n g : B. werden hauptsächlich für lichtreflektierende Verkehrszeichen verwendet, wobei die Glaskugeln auch teilweise in eine Reflexionsschicht eingebettet werden können. Balsam — (griech., hebr.), nach der Herkunft als Gurjuin-B., Kanada-B., Peru-B., Kopaiva-B. usw. bezeichnet: Dickflüssige, aromatisch riechende Lösungen natürlicher Harze in etherischen ölen, die bei Verletzung der Rinden oder Hölzer verschiedener Bäume (z. B. Kiefern, Tannen) austreten. Manche B. werden gesammelt und aus ihnen durch Destillation Terpentinöl gewonnen, wobei als Rückstand Kolophonium anfällt. B. wird u. a. zu -5- keramischen Farben zugesetzt, um sie zäher und geschmeidiger zu machen und um die -> Griffestigkeit eines noch nicht gebrannten Dekors zu erhöhen. Bandentspannungsöfen, Bandkühlöfen — -> Entspannungsöfen mit kanalartigem Ofenraum und einem endlosen Kettenband als Transportmittel (s. Abb.). Entsprechend der dreistufigen Charakteristik von Entspannungsöfen weist der B. drei Zonen auf: 1. Entspannungszone, 2. kritische Kühlzone, 3. Schnellkühlzone. B. werden zum überwiegenden Teil aus -»• wärmedämmendem Feuerfestmaterial, im Bereich der Brenner mit Schamottematerial zugestellt.

72

Bändermodell Transportrichtung

des Otases

Schnellhühlzone °C K

600 iOO

«

o

Bandentspannungsofen mit zugehöriger Entspannungskurve

Die Beheizung kann mit Gas, Öl oder Elektroenergie erfolgen: G a s b e h e i z t e B. können direkt oder indirekt beheizt werden. Bei der indirekten Beheizung ist der Entspannungskanal durch eine Muffelkonstruktion von der Flamme getrennt. Die meisten gasbeheizten B. werden so gebaut, daß in der Entspannungszone eine Ober- und Untermuffel, in der kritischen Zone jedoch n u r eine Untermuffel vorhanden ist. Entweder werden Ober- und Untermuffel durch eigene Brenner beheizt oder es wird die Untermuffel durch Brenner und die Obermuffel durch deren Abgase beheizt. Zum Abkühlen der Glasartikel wird entweder die Gegenstromluftkühlung oder die Luftumwälzung benutzt. Letztere wird durch Ventilatoren bewerkstelligt. Ö l b e h e i z t e B. werden in der Entspannungszone und der kritischen Zone durch ölzerstäuber indirekt beheizt. J e d e m Zerstäuber ist ein L u f t umwälzer zugeordnet. E l e k t r i s c h b e h e i z t e B. werden durch Heizelemente (Heizwiderstände aus Chromnickelmetall) beheizt, von denen jeweils mehrere zu einer separat steuerbaren Gruppe zusammengefaßt sind. Die als Heizelemente verwendeten Heizplatten befinden sich in der Decke und im Boden des E n t spannungskanals. Eine regelbare Luftumwälzung erstreckt sich zumeist über sämtliche Zonen. Vorteile dieses B.-Typs: exakte Temperaturregelung, keine Abgase und gute hygienische Bedingungen. Bändermodell -> Energiebändermodell Bänderton, Warventon — sehr regelmäßig und feingeschichteter Ton m i t wechselnder Schichtfärbung, der in Schmelzwasserbecken an der Stirn von Gletschern abgelagert wurde. Bei Zustrom großer Schmelzwassermengen im F r ü h j a h r sank deren Trübe rasch und reichlich zu Boden und bildete hellere, gröbere Schichten, während im Hochsommer und Frühwinter bei versiegendem Zustrom dünnere, dunklere Schichten aus feinstem Material abgesetzt wurden. J e eine hellere und dunklere Schicht, die dem Absatz eines J a h r e s entsprechen (Jahresschichten Jahresringe), bezeichnet m a n als Warve. Der saisonbedingte R h y t h m u s der Sedimentation k a n n zur Zeitabschätzung (Geochronologie) verw a n d t werden.

Bänderung — ein Wechsel von verschieden zusammengesetzten oder verschieden gefärbten Schichten bzw. Lagen in einem Gestein (u. U. auch Mineral). Ursachen: primäre Differenzierungen bei der Sedimentation bzw. Bildung, sekun däre Veränderungen, wie Abscheidungen aus zirkulierenden Lösungen, Farbänderungen durch Bleichung bei Verwitterungsvorgängen u. a., Gletschereisbänderung; rhythmische Ausscheidung bzw. physikalisch-chemisch verursachte Bänderung, z. B. Achate. Bandmaschine —> Ribbonmaschine Bandtrockner — in der keramischen Industrie eingesetzter kontinuierlicher Heißlufttrockner (-> Trockner) zur Trocknung g u t zerkleinerter keramischer Massen, wie zerkleinerte Filterkuchen, Tonschnitzel, Kaolinnudeln im Anschluß an einen —s- Rillenwalzentrockner. Bei Einbandtrocknern durchläuft das Trockengut nur einmal die Trockenkammer, bei Mehrbandtrocknern mehrfach in wechselnder Richtung. Der Trockenkanal besteht meist aus mehreren K a m m e r n , durch die das Gut — mittels eines endlosen Stahlgewebebandes über die gesamte Bandbreite verteilt — transportiert wird. Die Durchlaufzeit ist regelbar. Frischluft wird mittels eines Lüfters über einen Lufterhitzer (meist dampfbeheizt) in den Trockner gesaugt. Unter dem B a n d ist je K a m m e r ein Axiallüfter angeordnet, der die L u f t über einen Zwischenlufterhitzer in die nächste K a m m e r drückt. Die Trocknung kann durch Mischung von Frisch- und RückIuft und durch Temperaturregelung der Lufterhitzer gesteuert werden. Die Trockenoberflächen können von wenigen T n 2 - 5 0 m 2 , bei Mehrbandtrocknern über 100 m 2 betragen, die Bandbreiten liegen zwischen 500 und 3000 m m . Geheizt wird meist mit Dampf von P ü = 0,6 • • • 1,5 M P a ; der Wärmeverbrauch liegt bei etwa 5 MJ/kg verdampftes Wasser. Bankplatte — ein ursprünglich allein f ü r die Zustellung der H a f e n b a n k des ->• Hafenofens verwendetes -> Feuerfesterzeugnis, das deshalb auch als H a f e n b a n k p l a t t e bezeichnet wurde. B. zählt zu den Rechtecksteinen und zeichnet sich durch das große F o r m a t aus. Es sind B. mit Maßen von 500 m m x 250 m m X 100 m m - 1 3 0 0 m m X

Bariumtitanatkeramik 1 000 m m X 250 m m gebräuchlich; am häufigsten werden sie in den Größen 800 • • • 1000 m m X 400 bis 500 m m x 100- -250 m m verwendet. B. werden auch zu den -> W a n n e n s t e i n e n gerechnet, obwohl sie sich von diesen insbes. durch eine geringere Dicke bei meist größerer Länge u n d Breite unterscheiden. B. werden f a s t ausschließlich als -> Schamotteerzeugnis hergestellt; nur selten werden sie als „Feuerfesterzeugnis m i t h o h e m A l 2 0 3 - G e h a l t " (-> Mullit-Erzeugnisse, -> Sillimanit-Erzeugnisse) verwendet. Auf G r u n d ihrer Größe werden sie ausschließlich g e s t a m p f t oder gegossen, hochwertige B. verschiedentlich a u c h schlickergegossen oder isostatisch gepreßt. B. werden o f t auch mehrseitig geschliffen, u m gute Fugenschlüssigkeit u n d sehr gute ebene bzw. parallele Auflageflächen zu sichern. Sie werden sowohl f ü r die Zustellung der —> H a f e n ö f e n wie a u c h f ü r ->• Glas(schmelz)wannen v e r w e n d e t ; in diesen f a s t ausschließlich f ü r die Zustellung des Wannenbodens. Bariumsteatit - » Steatit(keramik) Bariumtetratitanat — keramisches -> Dielektrikum m i t einem geringen Temperaturkoeffizienten der Dielektrizitätskonstante (2'K f ) u n d der chemischen Z u s a m m e n s e t z u n g B a 0 - 4 T i 0 2 (BaO = 3 2 , 4 % ; T i 0 2 = 67,6%). E i g e n s c h a f t e n des Werkstoffes: DK bei 1 MHz « 45 Bielektrischer Verlustfaktor tan 8 bei 1 MHz Isolationswiderstand Temperaturkoeffizient der Dielektrizitätskonstante Linearer Wärmedehnungskoeffizient

S 5 • 10~ 4 ^ 10 12 ii TK

= - 75 ± 30 • lO-'/K

73

1: Temperaturabhängigkeit c, Verlustfaktor von B a T i 0 3

Rohstoffgemisches ( B a C 0 3 + T i 0 2 ) bei etwa 1475 K vorgebildet, nochmals auf eine mittlere Korngröße von 5 (im feingemahlen, verformt u n d bei 1625 • • • 1 675 K gesintert. Die optimale Sintert e m p e r a t u r ist abhängig von der Rohstoffreinheit, der Korngröße u n d dem Formgebungsverfahren. Die dielektrischen Eigenschaften verändern sich bereits weitgehend durch geringe Verunreinigungen, welche analytisch schwierig zu erfassen sind ( 2 . ) .

um

ssso

ß oskop. • [spektt V / j Z"///

sä 80 bis 90 • 1 0 - ' / K

Die R o h s t o f f e B a C 0 3 u n d T i 0 2 , die eine Reinheit Jä 98,5% aufweisen, werden auf eine mittlere Korngröße von 5 ¡j.m vorgemahlen u n d d a n n in B r i k e t t f o r m d u r c h thermische Synthese bei einer T e m p e r a t u r von etwa 1375 • • • 1475 K zu BaO • 4 T i 0 2 umgesetzt. Das vorgebildete B. wird durch eine N a ß m a h l u n g wieder auf eine mittlere K o r n g r ö ß e von 5 (j.m zerkleinert. Anorganische Plastifizierungsmittel werden zur plastischen F o r m g e b u n g in der Regel nicht verwendet, u m die dielektrischen Verluste nicht zu erhöhen. Die p l a s t i s c h e F o r m g e b u n g durch Strangpressen erfolgt mit Hilfe organischer Plastifizierungsmittel, wie z. B. Cellulose-Ether u n d -ester. Der Werkstoff wird in ähnlicher Zusammensetzung bei f a s t allen Herstellern von t e m p e r a t u r unabhängigen K e r a m i k k o n d e n s a t o r e n verwendet, da die R o h s t o f f e billig sind u n d eine relativ hohe Dielektrizitätskonstante von etwa 40 erreicht wird. Die F o r m g e b u n g erfolgt vor allem durch Strangpressen u n d Trockenpressen. Bariumtitanatkeramik ( B a T i 0 3 - K e r a m i k ) — auf Basis von BaTiO a hergestellte K e r a m i k , die als Dielektrikum m i t P e r o w s k i t s t r u k t u r durch eine e x t r e m hohe Dielektrizitätskonstante u n d eine nichtlineare T e m p e r a t u r a b h ä n g i g k e i t der Dielekt r i z i t ä t s k o n s t a n t e (1.) charakterisiert ist. Bei der —>• CuBlE-Temperatur von etwa 393 K geht das tetragonale Gitter reversibel in ein kubisches über. H e r s t e l l u n g : Der Werkstoff wird durch Calcinieren des feingemahlenen u n d b r i k e t t i e r t e n

A*et

MOS

ms 1100

1500

2: Änderung der Dielektrizitätskonstante (e) mit der Sintertemperatur bei technisch reinem und spektroskopisch reinem BaTiOj (nach EÜBANK und ROGERS)

Die maximale Dielektrizitätskonstante im CuKIE-Punkt (393 K) wird durch Zuschläge, wie SrTi0 3 , Zirkonate u n d S t a n n a t e der E r d a l k a l i e n nach technisch b r a u c h b a r e n tieferen T e m p e r a t u r e n u n d durch Bleizirkonat u n d - t i t a n a t n a c h höheren A r b e i t s t e m p e r a t u r e n verschoben. E i g e n s c h a f t e n : B . zeigt f erroelektrische Eigenschaften (-> Ferroelektrizität), d. h., die Dielekt r i z i t ä t s k o n s t a n t e steigt in der N ä h e der Curiet e m p e r a t u r steil an u n d fällt n a c h Erreichen der T e m p e r a t u r wieder ab. Die DielektrizitätskonDielektrizitätskonstante bei 20°C Verlustfaktor tg S bei 800 H z Isolationswiderstand R i s eines aus dem Material hergestellten Kondensators ( 1 0 0 0 V = ; 20°C; nach 1 min gemessen) A k j (20—100°C) Curietemperatur

1500---2000 100---200 • 10"' S 10 M£2 10--11 • 10-'/K 393 ± 4 K

74

Barium-Tonerdezement

stante ist feldabhängig, es gibt deshalb eine Hysterese der -> Polarisation sowie eine Remanenz und Koerzitivfeldstärke, (-> Bereichsstruktur). A n w e n d u n g : B. wird als Mischtitanat, mit verschiedenen Zuschlägen zur Verbesserung der dielektrischen Eigenschaften, als Dielektrikum zur Herstellung von keramischen Kondensatoren in Klein- und Miniaturbauweise und f ü r Überbrükkungs- und Kopplungskondensatoren und ferner zur Herstellung von piezokeramischen Werkstoffen verwendet. Wegen der relativ hohen Verluste sowie Temperatur- und Feldstärkeabhängigkeit der Dielektrizitätskonstante sind Bariumtitanatkondensatoren f ü r Schwingkreise nicht geeignet. Barium-Tonerdezement — ein Tonerdezement, dessen Anteil an Calciumoxid teilweise oder vollständig durch Bariumoxid ersetzt ist. Es werden überwiegend B. mit mittlerem Al 2 0 3 -Gehalt hergestellt und verwendet. Gegenüber Tonerdezementen auf CaO-Basis zeichnet sich B. insbes. durch höhere Feuerfestigkeit aus. Sein Schmelzpunkt liegt zwischen 2025 K und 2125 K. Beste Feuerfestigkeit wird erzielt, wenn die chemische Zusammensetzung der des Monobariumaluminates entspricht. B. besitzt gute Frühfestigkeit und weist bei allen Temperaturen nahezu gleichbleibende mechanische Festigkeit auf. Das Festigkeitsminimum liegt nur wenig unter der Anfangsfestigkeit. Von Nachteil ist seine Löslichkeit in Wasser. Der Anteil an Verunreinigungen, insbes. an Si0 2 und Fe 2 0 3 , muß gering sein, da von der Reinheit seine Feuerfestigkeit abhängt. Die mittlere chemische Zusammensetzung der gebräuchlichen B. liegt bei 60- -70% BaO, 2 3 - 3 8 % A1 2 0 3 und 1% Si0 2 ; andere Komponenten sollten fehlen. B. kann durch Sinterung bei wenig über i 725 K hergestellt werden, da schon bei diesen Temperaturen die die Bindeeigenschaften bewirkenden Minerale gebildet werden. B. wird — in beschränktem Maße — wie andere Tonerdezemente als Bindebaustoff (Mörtelstoff) f ü r ->• Feuerbeton oder andere feuerfeste Erzeugnisse verwendet. Barkevikit 1. Ca 2 (Na, K)(Fe 2 + , Mg, Fe 3 +, Mn) 5 [(OH, F) 2 Alir , Si6,5022]. 2. Wie bei allen Klinoamphibolen monoklin-prismatisch; C\ h — C2/»i; alkalihaltig, Si-arm; wesentliche Aufnahmen von A1 2 0 3 ; die Struktur besteht aus Doppelketten von [Si0 4 ]-Tetraedern mit der charakteristischen Gruppe [Si 4 O u ]. 3. Kristalle kurz, langsäulig; meist Prismenflächen; auch blättrig parallel (010). 4. HM = 5...6; D = 3,00- -3,42; # wie alle Amphibole nach (110); F = tiefsamtschwarz; Str. = dunkelolivgrün. 5. nx = 1,680 ny = 1,696 nz = 1,700, s. 7.; A = 0,020 ( - ) ; opt. Orientierung, s. 2.; 2 V ? = 53 •••40°. 8. Meist magmatisch in Natrongesteinen. Barta, Rudolf — Silicatchemiker und -technologe (CSSR), wurde am 30. J a n u a r 1897 in Prag geboren. B. begann seine Tätigkeit in der Industrie, in der er im Zeitraum von rd. 20 Jahren reiche Betriebserfahrungen sammeln konnte, wirkte wei-

Mgfe' 1

10

Wme(-'/,60

SO

fe'Fe"

Optische Daten in Abhängigkeit von der Zusammensetzung

* Hf

dkl.braiir* \ dkl. grün 1

braun__ jjrünY

°

/»V /y hellgelb braun

2: Optische Orientierung

tere 20 Jahre (1937—1958) an der Chemisch-technischen Hochschule in Prag als Professor der chemischen Technologie (akad. Titel: Dr.-Ing., Dr. Sc. u. Dr. d. techn. Wissensch.) und betätigte sich nach der Emeritierung in pädagogischer, organi-

Basalte satorischer und wissenschaftlicher Hinsicht. Er gilt heute als Nestor der Silicatchemie und -technologie der Tschechoslowakei, dem eine ganze Generation von Wissenschaftlern und Ingenieuren ihre Ausbildung verdankt. Es ist dabei u. a. sein großes Verdienst, gestützt auf seine Auslandserfahrungen in den USA und der UdSSR, die Mathematik und physikalische Chemie in die Grundausbildung einbezogen zu haben. Unter seinen Reformbestrebungen der Silicatausbildung in der Tschechoslowakei wurde die Silicatwissenschaft zu einer die verschiedensten Disziplinen gleicher technologischer Verfahrensweise, wie Zement, Kalk, Gips, Glas, Email und geschmolzene Steine umfassenden Wissenschaft — und zwar sowohl in theoretischer als auch in praktischer Hinsicht — erhoben. Für die neue Ausbildung, der sich die übrigen Hochschulen des Landes anschlössen, wurden von B . die entsprechenden Lehrbücher sowie Praktikumsbücher erarbeitet. Weiterhin führte er in der Tschechoslowakei neue Arbeitsweisen ein, die vor dem ersten Weltkrieg dort unbekannt waren, wie die Verwendung des Mikroskops zur Untersuchung synthetischer Silicatwerkstoffe, die Durchführung tonmineralischer Untersuchungen, das Studium von Festkörperreaktionen und die Thermoanalyse, die Viskosimetrie und Plastimetrie. Wesentliche Verdienste kommen ihm auf organisatorischem Gebiet zu; so ist er Mitbegründer der tschechischen (1917) und ab 1918 des tschechoslowakischen Verbandes für Forschung und Prüfwesen und führte die Geschäfte als Generalsekretär. In dieser Eigenschaft wurde er in den internationalen Verband für Prüfwesen — heute R I L E M — delegiert und übernahm hier binnen kurzem den Vorsitz der Arbeitsgruppe für Chemie (1920-1923). B . zählt weiterhin zu den Mitbegründern der Tschechoslowakischen Keramischen Gesellschaft (1923), die in der heutigen Tschechoslowakischen Gesellschaft für Silicate ihre Fortsetzung fand und auf deren Entwicklung er als Generalsekretär und Redakteur sämtlicher Fachveröffentlichungen einen starken Einfluß nahm. An der Gründung folgender Zeitschriften hat er wesentlichen Anteil: 1920: „Stavivo" (Baustoffe), 1932: „Archiv pro dejiny prümyslu" (Archiv für Industriegeschichte), 1957: ,,Silikaty "(Silicate) als Organ der ÖSAV (Tschechoslowakische Akademie der Wissenschaften), dessen wissenschaftlicher Redakteur er von dessen Gründung bis zur Gegenwart ist. Schließlich gehört B. zu den Mitbegründern der Internationalen Konföderation für Thermoanalyse (International Confederation for Thermal Analysis — ICTA) 1965, deren Vizepräsident er seit 1968 ist und zu deren Ehrenvorsitzendem er 1971 ernannt wurde. Als Wissenschaftler machte sich B . einen Namen durch etwa 50 Patente und über 400 wissenschaftliche Abhandlungen. Wichtigste Buchveröffentlichungen: \Chemie a technologie silik&tü" (Chemie und Technologie der Silicate): Verlag der ÖSVA, 1961; „CihlAfskd z b o i i " (Ziegelware), 1941; Zdrovzdornfi zboii (Feuerfeste Werkstoffe) 1948; „Sklifstvi a keramika" (Glas und Keramik) 1952, T e i l t „Maltoviny" (Bindemittel), Teil I I „Hrubä keramika" (Grobkeramik), Teil I I I „ J e m n ä keramika" (Feinkeramik), Teil I V

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„Sklo a s m a l t y " (Glas und Email), das 4bändige Sammelwerk ,,Technologie silikätü" (Silicattechnologie) 1954—1957.

Barytglasuren — einen hohen Anteil an Bariumoxid enthaltene ->• Glasuren. B. werden in der Praxis verhältnismäßig selten angewandt, da blanke, leicht schmelzende Glasuren nur unter bestimmten Brennbedingungen erhalten werden. Sie sind empfindlich gegen Ofengase, besonders gegen Schwefeldioxid, das die Bildung von B a S 0 4 begünstigt. BaC0 3 (Witherit) kann an Stelle von PbO-Verbindungen eingeführt werden, doch ist zu berücksichtigen, daß alle in der Magensäure löslichen Bariumsalze gleichermaßen giftig sind. BaO-Glasuren neigen leicht zu matten, faltigen oder krustigen Abscheidungen (Gallebildung), auch zu lederartig strukturierten Oberflächen. Von S K 2 a an kann das gesamte PbO (zumeist in Verbindung mit Alkali und CaO) durch BaO ersetzt werden. In Weichporzellanglasuren erhöht es den Glanz und die Haarrißsicherheit. Beispiel einer bleifreien Baryt-Glasur für S K S : 0 7 a (nach BEEDEL):

0,25 K 2 O I r Si0 0,25 Na 2 0 \ 0,25 A1 2 0 3 i ^ J u 0,50 BaO J [ '° S E G E R hat einer kupferroten Glasur für S K 6a folgende bariumhaltige Fritte zugrunde gelegt:

0,5 BaO 0,5 Na 2 0

2,5 Si0 2 0,5 B 2 0 3 ,

die in Verbindung mit einer CuO- und Sn0 2 haltigen Weichporzellanglasur für Reduktionsbrand bestimmt ist. Für kunsthandwerkliche Erzeugnisse sind BaOGlasuren zur Erzielung bestimmter Oberflächeneffekte brauchbar. So erhält man in Rohglasuren der Zusammensetzung 0,15•••0,20 K 2 0 1 0,35---0,40 ZnO \ 0,10- -0,35 AI 2 0 3 • 1,3—2 Si0 2 0 , 4 5 - 0 , 4 0 BaO J bei Zusatz von 0,025 NiO und dickem Auftrag bei S K 6 a rote Glasuren. Aber auch violette, blaue grüne und braune Farbtöne lassen sich in ZnO — BaO-Mattglasuren erreichen. Basalte — (griech.: basanites = Stein von Basan in Syrien), schwarze Ergußgesteine in vielen, meist nur mikroskopisch unterscheidbaren Arten. Augit als wesentlicher Bestandteil ist in verschiedener Form mit Plagioklas, Nephelin, Olivin, Bronzit und auch Orthoklas kombiniert. Man unterscheidet grob in Feldspatbasalte und Alkalibasalte. Die F e l d s p a t b a s a l t e bestehen aus Plagioklas, Olivin, Augit und Magnetit und haben meistens porphyrische Struktur. Körnige Arten bezeichnet man als Dolerite. Die A l k a l i b a s a l t e zeichnen sich durch höheren Gehalt an Natrium und Kalium aus. Zu ihnen rechnet man den Trachytdolerit, der vom Feldspatbasalt kaum zu trennen ist, aber Orthoklas führt; den Tephrit, der aus Augit, Plagioklas und Nephelin besteht und, falls er Olivin führt, als Basanit bezeichnet wird (s. Tab. Magmatite in -> Magmagesteine); ferner Nephelin-, Leucit- und Melilithbasalt, je nachdem, ob der Plagioklas durch Nephelin, Leucit oder Melilith vertreten wird.

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Basalzement

B. bilden K u p p e n , Decken, Ströme und Gänge, kennzeichnend ist die säulige Absonderung. Ihre Bildung fällt hauptsächlich in die Tertiärzeit, dauert auch jetzt noch an. Auch in der B R D u n d D D R sind die B. (vorwiegend Alkalibasalte) weit verbreitet (Eifel, Westerwald, Rhön, Vogelsberg, Hegau, Kaiserstuhl, Schwäbische Alp, Erzgebirge, z. B. Scheibenberg, Bärenstein, Pöhlberg, Lausitz, Landeskrone). B. dient als guter Bau- und Beschotterungswerkstoff und wird neuerdings auch in glühend flüssigem Zustand zu Fasern f ü r Isolierund Feuerschutzzwecke versponnen oder zu Verschleißschutzelementen (-> Schmelzbasalt) vergossen. Basalzement — Bestandteil vieler -s- Zementquarzite (-> Tertiärquarzit), die neben groben primären Quarzkörpern einen hohen Anteil an feinstkörnigem bis amorphem Zement enthalten. Der ursprünglich den Zement bildende —>- Opal und/oder Chalcedon ist weitgehend durch Alterung in sehr feinkristallinen, oft mikroskopisch nicht mehr auflösbaren -s- Quarz umgewandelt worden. Die Bildung von B. ist gewöhnlich an die Anwesenheit geringer Mengen -»• Ton gebunden; B. ist oft durch Ton getrübt. Hoher Anteil an B. ist bei entsprechend niedrigem Gehalt an A1 2 0 3 + T i 0 2 (-> System A1203— Si0 2 ) erwünscht, da die Umwandlung während des Brandes in -» Cristobalit sehr gefördert wird. Durch hohen Anteil an B. zeichnen sich z. B. die Quarzite von Großkorbetha oder Glossen aus. Basenaustausch vermögen (Kationenaustauschvermögen) — die Fähigkeit gewisser Mineralien und künstlicher Stoffe, Kationen an Oberflächen oder in Zwischenschichten, die Sitz von negativen Ladungen sind, im Gleichgewicht mit der Ionenkonzentration der Umgebung zu binden. J e nach Verschiebung des Gleichgewichtes können K a t ionen abgegeben, aufgenommen oder gegen andere ausgetauscht werden. Dab'ei gibt es eine Reihenfolge der Austauschbarkeit. F ü r Montmorillonit ist diese z. B.: Li < Na < H < K < Mg < Ca = Sr = Ba < R b . Natürliche Stoffe mit B. sind z. B. Zeolithe, -> Tonmineralien, künstliche Stoffe, P e r m u t i t e (Na-Al-Silicate) und Wofatite (Kunstharze). Das B. h a t u. a. in der Landwirtschaft (Nährsalzgehalt der Böden) und Keramik große Bedeutung. Hier steht das B. in direkter Beziehung zur —> Bildsamkeit. Das B. läßt sich analytisch ermitteln. Die Angabe erfolgt üblicherweise in j 100 g Trockenton. F ü r die verschiedenen Tonmineralien sind etwa folgende Werte gefunden worden: Kaolinit 3—15 Illit 20—40 Montmorillonit 60- -100 Bassineckstein — (Glas-)Wannenstein, der in der Bordwand (Seitenwand) ausschließlich f ü r die Zustellung vorstehender K a n t e n verwendet wird. Hauptsächlich betrifft dies die K a n t e im Übergang des -s- Einlegevorbaues (Doghouse) zum Bassin der Schmelzwanne (vgl. -> Doghouseeckstein).

B. sind besonders starkem Verschleiß ausgesetzt u n d stellen vielfach eine Schwachstelle in der Zustellung von -s- Glassohmelzwannen dar. Sie werden deshalb vielfach aus einem hochwertigeren und d a m i t verschleißfesteren feuerfesten Material hergestellt als die übrigen Seitensteine. Vorzugsweise werden B. aus -»• schmelzgegossenen Feuerfesterzeugnissen mit Zr0 2 -Gehalten von über 4 0 % hergestellt. Chromoxidhaltige Varietäten dieser Erzeugnisse (z. B. -» Rubin-Baddeleyit-Stein) werden wegen ihres intensiven Färbungseffektes nur sehr beschränkt verwendet (z. B. in Faserglaswannen). B. werden wie die gesamte Seiten wand zugestellt, d. h. sie werden in Ringlagen gelegt oder als —Palisadenstein ausgebildet. Der B. in der oberen Ringlage (-> Bordstein) wird verschiedentlich bei notwendigen Zwischenreparaturen an anderen Bauteilen ausgewechselt. Rechteckige B. werden nur noch sehr selten verwendet, s. (a). Konstruktive Maßnahme zur Verminderung des Verschleißes der B. ist die Ausbildung abgestumpfter K a n t e n . Dies erfolgt vorzugsweise durch Verwendung spezieller -> Steinformate f ü r die B., vgl. (b) u. (c); seltener durch die Verwendung entsprechend zugeschnittener Seitensteine.

b) Baugips

Piaster

Bauglas — Sammelbegriff f ü r Glaserzeugnisse, die von der Bauindustrie im Außen- und I n n e n b a u eingesetzt werden. Bezeichnungsweise und Einteilung kann nach verschiedenen Prinzipien erfolgen: Technologische Fertigung: Flachglas (maschinengezogen, mundgeblasen) Preßglas (Glasbausteine, Betonglas, Glasdachsteine), Faserglas (-> Glasfasern, -> Glasseide, Glaswatte, Mineralwolle), -> Schaumglas. Geometrie: Flachglas, —> Profilglas, Hohlglas (-»- Glasbausteine), Faserglas. V e r w e n d u n g s z w e c k : ->• Fensterglas, —> Spiegelglas, -»• Fassadenglas, Bausteine, -> Glasdachsteine, Platten, -> Mosaikglas, Dämm- und Isolationsmaterial, Verstärkungsmaterial (Glasseide, Glasfaser), Verkleidungsmaterial (Glasseide). Spezielle Eigenschaften und Veredel u n g s g r a d : ->• Spiegelglas, -> Thermoscheiben, oberflächenbeschichtetes Glas, —> phototropes Glas, -> Ornamentglas, Sicherheitsglas, (-»- Einscheiben-, ->• Mehrscheibensicherheitsglas, Drahtglas), ->• Farbglas, Trübglas. Darüber hinaus sind zum B. verschiedene Kombinationen von Glas mit anderen Materialien zu zählen.

Bauxitschamotte Baukalk — -> Bindebaustoff (Mörtelstoff), der zur Bereitung von Putz- und Mauermörtel verwendet wird. Zur Bereitung wird dem Kalkstein durch einen Brennprozeß das C 0 2 entzogen, es entsteht -> B r a n n t k a l k : CaC0 3 + 177,2 k j / m o l -> CaO + CO, MgC0 3 + 110,3 k j / m o l -> MgO + C 0 2 Zur Verwendung f ü r Bauzwecke Branntkalk gelöscht werden:

muß

der

CaO + H 2 0 Ca(OH) 2 + 65,3 kJ/mol Mg(OH) 2 + H 2 0 -> Mg(OH) 2 + 37,3 kJ/mol Bei den -> Luftkalken handelt es sich bei der E r h ä r t u n g u m eine Carbonisierung, indem der Mörtel das C 0 2 aus der L u f t a u f n i m m t : Ca(OH) 2 + C0 2 -> CaC0 3 -f H 2 0 Mg(OH) a + C0 2 -» MgC0 3 + H 2 0 Die E r h ä r t u n g der -> Wasserkalke geht teilweise als Carbonisierung vor sich, und im übrigen beruht sie auf der Verbindung der basischen Hydrate mit den - » Hydraulefaktoren Si0 2 , A1 2 0 3 und F e 2 0 3 zu Silicaten, Aluminaten und Ferriten. B. enthalten gegenüber den -> Industriekalken weit mehr Hydraulefaktoren. W ä h r e n d die Luftkalke n u r an der L u f t erhärten, vermögen die Wasserkalke nach einer bestimmten Mörtellagerungszeit auch unter Wasser zu erhärten. (Über Bezeichnungen s. -> Branntkalk.) Baukeramik — Sammelbegriff f ü r in der Bauindustrie verwendete Keramik-Erzeugnisse (-»- Keramik, -> Grobkeramik, Feinkeramik). Hierzu gehören Mauer- u n d Deckensteine, Fassadenplatten und -formteile, Dachziegel, Verblender, Terrakotten, Kacheln, Fliesen u. a. m. Die Erzeugnisse können glasiert und unglasiert, n a t u r f a r b e n oder gefärbt sein. Baumstein, Dendracat, Mocha-, Macha- oder Mockastein (Schmuckstein) — weiße bis graue, mehr oder weniger durchscheinende -> Chalcedone (bzw. auch Achate), die sich durch Einlagerungen bäum-, strauch- oder krautförmiger Gebilde auszeichnen. Diese Einschlüsse sind meist braun, bräunlichrot bzw. rot oder schwarz und bestehen fast immer aus Eisenhydroxid, Eisenoxid (-*H ä m a t i t ) oder Manganoxiden. K u r selten sind sie grün, weiß oder grau. Es handelt sich hierbei um sogenannte Dendriten, die sich auf feinen Klüften und Spältchen aus zirkulierenden Fe—Mn-haltigen Lösungen bilden. Sie sind trotz aller Ähnlichkeit mit organischen Besten rein anorganischer N a t u r . Man k a n n sie allgemein in klüftigen, oberflächennah liegenden Gesteinen finden, in dessen K l ü f t e n Fe—Mn-Wasser zirkulieren. (Besonders schön im Solnhofener Plattenkalk.) Die in Chalcedonen eingelagerten Dendriten wirken besonders attraktiv, so daß sie f ü r Schmuckzwecke geeignet sind. Der Stein wird so verschliffen, daß der Dendrit gut sichtbar nahe der Oberfläche zu liegen k o m m t . Die äußere U m r a n d u n g wird rund oder oval gestaltet. Besonders schön, aber recht selten sind Baumsteine, die zusätzlich von feinen roten P u n k t e n durchsetzt sind. Bekannte Vorkommen befinden sich im Bereich

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der Dekkanbasalte Ostindiens. Reichlich fand er sich nördlich von Radschkot auf der Halbinsel Kathiawar. In neuerer Zeit k o m m t das meiste Material von den südamerikanischen Achatlagerstätten. I n den USA finden sich schleifbare Steine am Yellowstone River zwischen Billings und Glendive, bei Central City in den Rocky Mountains u n d an anderen Stellen, an denen häufig Achat und Chalcedon vorkommt. Bauxit — (nach dem F u n d o r t Les Baux in Südfrankreich) —>• Gestein, das aus einem wechselnden Gemenge von verschiedenen AluminiumhydroxidMineralien besteht (Hydrargillit, Diaspor, Boehmit, Alumogel). Eisenhydroxid, das die Rotfärbung des Gesteins bewirkt, ist u. a. beigemengt. Die chemische Zusammensetzung schwankt zwischen 50---70% A1 2 0 3 , bis 25% Fe 2 0 3 , 12 — 14% H 2 0 , 2 — 30% Si0 2 u. a. B. entsteht in tropischem Wechselklima durch allitische Verwitterung von verschiedenen tonerdehaltigen Gesteinen. E r findet sich sowohl als Verwitterungsprodukt auf Kalken (Kalkbauxit) als auch auf Basalten, Syeniten oder anderen Erstarrungsgesteinen (Silicatbauxit). Eine stark verunreinigte Varietät oder Vorstufe des B. ist der -> Laterit. B. findet sich außer in Südfrankreich in Italien, Ungarn, Dalmatien, der UdSSR (in Tichwin und im Ural), Indonesien, Nordamerika, Holländischu n d Britisch-Guayana. I n der B R D gibt es am Vogelsberg ein kleines Bauxitvorkommen, das im Tertiär aus Basalt entstanden ist. B. ist technisch wichtig f ü r die Erzeugung von Aluminiummetall und -Verbindungen. I n Verbindung mit Tonen dient er zur Herstellung hochfeuerfester Formsteine oder durch Zusammenschmelzen mit Kohle zur Herstellung von Schleifmitteln (härter als Carborundum). Bauxit-Erzeugnisse > Feuerfesterzeugnisse, f ü r die Bauxit hauptsächlicher Rohstoff ist. F ü r B. kann nur sehr reiner (weißer) zu —^ Bauxitschamotte vorgebrannter Bauxit verwendet werden, da bei höherem Gehalt an Verunreinigungen (z. B. Si0 2 , Fe 2 0 3 ) mit großer Schwindung zu rechnen ist. U m der Schwindung entgegen zu wirken, wurden mehrfach verschiedene Zusätze vorgeschlagen (z. B. Sulfate, Alkalifluoride, Fluorsilicate, Borate), wodurch gleichzeitig die Mullitbildung gefördert wird. F ü r B. h a t sich GuayanaBauxit g u t eingeführt. B. werden in gleicher Weise hergestellt und verwendet wie andere - » „Feuerfesterzeugnisse mit hohem Al 2 0 3 -Gehalt" (vgl. -> Mullit-Erzeugnisse). Als B. sind bisher nur geformte gebrannte Erzeugnisse gebräuchlich. Bauxitschamott" f« 'erfestes Halbfabrikat mit hohem Al 2 0 3 -Gehalt, f ü r das als Rohstoff —> Bauxit verwendet wird. E s werden sowohl reiner Bauxit als auch Gemische aus Bauxit und anderen Rohstoffen mit mittlerem bis hohem Al 2 0 3 -Gehalt verwendet. Die Rohstoffe müssen sehr rein sein, insbesondere m u ß der Anteil an Flußmitteln sehr niedrig liegen. I n der Hauptsache wird daher f ü r diesen Zweck Guayana-Bauxit mit über 75% A1 2 0 3 (bezogen auf geglühte Substanz) verwendet.

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Bayerit

B. wird bei 1825---1925 K vorwiegend in Drehr o h r ö f e n a b e r a u c h in Tunnelöfen e r b r a n n t . Als Mineralphasen liegen Mullit, -> K o r u n d u n d Glasphase vor. G u t e B. soll geringe P o r o s i t ä t besitzen, v o l u m e n b e s t ä n d i g sein u n d einen möglichst geringen Anteil Glasphase e n t h a l t e n . Sie ist besonders b e s t ä n d i g gegenüber d e m Angriff alkalihaltiger Schmelzen. B. wird ausschließlich zu „Feuerfesterzeugnissen m i t h o h e m A l 2 0 3 - G e h a l t " im Gemisch m i t a n d e r e n unplastischen R o h s t o f f e n ( K o r u n d , Sillim a n i t ) , meist jedoch allein m i t einem B i n d e m i t t e l , d a s der chemischen Z u s a m m e n s e t z u n g v o n B. e n t s p r i c h t (-> Bauxiterzeugnisse), v e r a r b e i t e t . Bayerit — s. a. - » System A 1 2 0 3 — H 2 0 . 1. W. L. B R A G G u n d seiner Schule geschaffenen Beispiele der einzelnen Silicattypen zu vermehren. Die ersten d u r c h g e f ü h r t e n S t r u k t u r a n a lysen an Silicaten betraf den Dioptas, der ein zweites Beispiel eines Silicates m i t einem isolierten 6-Ring ergab. Die S t r u k t u r ü b e r p r ü f u n g des R a m s a y i t s h a t t e ein K e t t e n r a d i k a l [Si0 3 ] m i t zusätzlichem Sauerstoff als komplexfremdes Anion (Verhältnis 0 : S i = 4,5) zum Ergebnis, d . h . , d a ß hier das sonst höchste O: Si-Verhältnis von 4 — wie es im Monosilikat vorliegt — überschritten .wird. Die S t r u k t u r a u f k l ä r u n g des Milarits f ü h r t e zur A u f d e c k u n g eines Silicattyps m i t hexagonalen Doppelringen. Bei den Mineralen llvait, — E p i d o t u n d —> Zoisit, die als exemplarische Monosilicate gegolten h a t t e n , ergab eine Ü b e r p r ü f u n g der S t r u k t u r , d a ß hier die S t r u k t u r e i n h e i t [Si 2 0 7 ], in den letzten beiden Mineralen neben [Si0 4 ], vorliegt. Von B. wurde besonders herausgestellt, d a ß die [Si0 4 ]-Gruppe die grundlegende Baueinheit in Silicaten m i t kleinen K a t i o n e n (Mg 2+ , F e 2 + u n d Al 3 +) bildet, während die [Si 2 0 7 ]-Gruppe in Silicat e n m i t großen K a t i o n e n (Ca 2+ , Na+ u n d SE) m a ß g e b e n d ist. Bei den kettenförmigen Silicaten der Ca- u n d Na-Silicate wurden K e t t e n der gleichen summarischen Formel [SiC^]^ aber mit unter-

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Benetzung

schiedlichen Identitätsperioden aufgefunden, so [Sis+jOgJoo im Wollastonit und [Si 2 + 1 + 2 0 1 5 ] 0 0 im Rhodonit. Schließlich wurden bezüglich der Doppelkettenstrukturen neben der klassischen Amphibolkettenstruktur mit [Si 4 O u ]oa als Anion, die ein B a n d von sechsgliedrigen Ringen darstellt, eine analoge K e t t e n s t r u k t u r mit [SieOj^,]^ als Anion, die ein B a n d von achtgliedrigen Ringen darstellt, im Xonotlit gefunden. Als weiteres Ergebnis der Untersuchungen von Silicatstrukturen mit [Si 2 0 7 ]Anionen ergab sich die große Ähnlichkeit der Kristallchemie der Ca- u n d Na-Silicate m i t denen der Alkali-Titan- und Alkali-Zirkon-Silicate. So lassen sich von der einfachen Strukturformel des Cuspidins Ca 4 Si 2 0 7 (F, OH) 2 die Strukturen der Minerale Lä venit, Wöhlerit, Rosenbuschit, —> Seidozerit u. a. ableiten. B. h a t mehr als 300 Arbeiten veröffentlicht. U n t e r ihnen befinden sich zusammenfassende Abhandlungen über „Kristallchemie der Silicate mit großen K a t i o n e n " (Verl. Akad. d. Wiss. d. UdSSR, 1961), „ S t r u k t u r der Ionenkristalle", „Kristallchemie der Titanate, Zirkonate und Ti, ZrSilicate" u. a. B. gehört zu den profiliertesten Persönlichkeiten der sovetischen Strukturforschung. E r ist Vorsitzender des Nationalkomitees der Kristallographen und war von 1966 — 1969 Präsident des Internationalen Kristallographenverbandes. F ü r seine hervorragenden wissenschaftlichen Leistungen wurde B. mit dem Leninorden, der großen Mendeleev-Medaille, der Lomonosov-Medaille der Akad. der Wiss. u. a. hohen Auszeichnungen geehrt. Benetzung — Ausbreitung einer Flüssigkeit auf der Oberfläche eines Körpers. Die B. wird gemessen als Rand- oder Kontaktwinkel der im Extremfall vollkommener Benetzung 0°, im Extremfall der Nichtbenetzung 180° beträgt und bei unvollkommener B. dazwischen liegende Werte a n n i m m t .

Benetzungsarten

I n der —> Silicattechnik spielt die B. insbes. beim -> Glasieren eine Rolle. Als Maßstab f ü r die B. keramischer Scherben durch Glasuren, auch f ü r die -s- Oberflächenspannung, werden üblicherweise herangezogen: a) die g l a s i e r t e F l ä c h e (Benetzungsfläche) der nach dem Fließen der meist in F o r m von Tabletten eingesetzten Glasur, Hierzu werden gleichgroße Glasurkörper (Tabletten) geformt, diese auf keramische Platten aufgelegt und bei entsprechenden Temperaturen gebrannt. Je größer die Benetzbarkeit ist, (d. h. je kleiner die Oberflächenspannung), desto weiter wird die Glasur auseinanderlaufen und eine entsprechend große Kreisfläche auf der Platte glasieren. Will man aus der B. auf die Oberflächenspannung schließen, so muß eine Reaktion mit der Unterlage, z. B. durch Verwendung von Platinblech, ausgeschlossen werden.

b) der R a n d - bzw. B e n e t z u n g s w i n k e l (oft auch K o n t a k t - oder Grenzflächen winkel genannt). Diese Bestimmung erfolgt entweder mit dem Mikroskop oder bei höheren Temperaturen mit dem —* Erhitzungsmikroskop.

Benitoit 1. BaTi[Si 3 0 9 ]. 2. Ditrigonal-dipyramidal; Dlh—P6c2; a0 = 0 , 6 6 1 c0 = 0,973; c0/a0 = 1,472; Z = 2; gehört zu den -> Cyclosilicaten (Dreierringe [Si 3 0 9 ]~ 6 ). 3. Kristallisiert in ausgezeichneten Dipyramiden

Optische Orientierung

4. 5. 7. 8. 9.

(s. Abb.); vorherrschende Formen sind {1011}, {Olli}, {1010}, {0001k HM = 6,5; D = 3,7; # fehlt; Br. = muschelig; F — blaßblau, saphirblau, klar, trüb. ne = 1,804 n0 = 1,757; Zl = 0,047 ( + ) ; P l e o = deutlich. Zersetzt sich bei 1238 K in BTS, + Si0 2 . B. ist im Natrolith vom Mt. Diablo im San Benito Co. Californien, eingewachsen; mit Neptunit. X P D F 13-500 : 0,372 10 , 0,274 8 , 0,332 4 , 0,197 3 , 0,287g, 0,217 3 , 0,192 2 , 0,186 2 .

Benitoit (Schmuckstein) > Benitoit mit schöner saphirblauer Farbe, die bei größerer Farbdichte zum Violett neigt. Der Pleochroismus der Kristalle ist stark, senkrecht zur kristallografischen Hauptachse ist B. fast farblos, parallel dazu blau. Infolge der hohen Lichtbrechung h a t B. einen noch höheren Glanz als Saphir, mit dem er ursprünglich auch verwechselt wurde. Der erst seit 1907 bekannte H a u p t f u n d o r t befindet sich in der Mount Diablo Range in San Benito Co. (Kalifornien). B. wurde allerdings nur in unbedeutender Menge als Schmuckstein verwendet. Bentonit — (nach dem ersten F u n d o r t in der Nähe von F o r t Benton, Montana, USA) ein Ton, der zu einem beträchtlichen Anteil aus Mineralen der Montmorillonit-Gruppe (insbesondere - » Montmorillonit) besteht und durch Zersetzung vulkanischer Aschen in situ entstanden ist. Abweichend von dieser Definition werden auch solche Tone als B. bezeichnet (insbesondere Handelsprodukte), die überwiegend aus montmorillonoidem Material bestehen, die aber eine andere Genese durchlaufen haben können (z. B. Verwitterung feldspathaltiger Gesteine unter entsprechenden Bedingungen). Anteil und Art montmorillonoiden Materials verleihen dem B. besondere kolloide Eigenschaften, auf denen seine spezielle Verwendung beruht. Mit dem Adjektiv „bentonitisch" können auch P r o d u k t e bezeichnet werden, die — wie B. — ähnliche kolloide Eigenschaften aufweisen, deren Genese und Zusammensetzung jedoch u n b e k a n n t sind. M i n e r a l i s c h e Z u s a m m e n s e t z u n g : Neben dem montmorillonoiden Material, das i. allg. den

Berlinit H a u p t b e s t a n d t e i l der B. bildet, sind meist noch in wechselnden Mengen vorhanden: Glimmer und glimmerähnliche Minerale (Illit), Feldspat, Kaolinit, Cristobalit, Quarz. V o r k o m m e n und V e r w e n d u n g : B. kommen in vielen Teilen der Welt, z. T. in großen, abbauwürdigen Lagerstätten vor, u. a. in Amerika (z. B. Wyoming), Bulgarien, B R D (Geisenheim), Frankreich, Italien (Insel Ponza), J a p a n , Jugoslawien, Nordafrika, Österreich, UdSSR, CSSR, Rumänien, Ungarn. B. werden in verschiedenen Industriezweigen verwendet, wobei besonders die ausgezeichneten plastischen Eigenschaften, das hohe Quell- u n d Adsorptionsvermögen, sowie die Neigung zur Thixotropie der montmorillonoiden Komponente ausgenutzt werden. Da diese Eigenschaften von der Kationenbelegung der B. abhängen, werden die B. f ü r die speziellen Verwendungszwecke oft einem Aufbereitungsprozeß unterworfen, bei dem die gewünschte Kationenbelegung (meist Na- oder H-Ionenbelegung) hergestellt wird. Die so behandelten B. werden auch als Aktivbentonite bezeichnet. Beispiele der V e r w e n d u n g von B.: Zum Plastifizieren von Formsanden u n d keramischen Massen, zur Erhöhung der Rohbruchfestigkeit keramischer Massen, zum Filtrieren und E n t f ä r ben von Ölen (-> Bleicherde), als Trägerstoff für Schädlingsbekämpfungsmittel, als Klärmittel zur Herstellung von Schleif- und Putzmitteln, f ü r Emails und Glasuren, in der Textilindustrie (-»• Walkerde) und Gummiindustrie und zur Bindung radioaktiver Abfallstoffe. Bereichsstruktur — Unterteilung des Ferrcmagnetikums in Bereiche mit einheitlicher Magnetisierungsrichtung. Ein spontan magnetisiertes Ferromagnetikum besitzt bei einheitlicher Magnetisierungsrichtung eine hohe Streufeldenergie. Eine Verringerung der freien Energie ist möglich, wenn das Streufeld durch Einführung von Bereichen mit unterschiedlicher Magnetisierungsrichtung herabgesetzt wird. Die dabei entstehenden Bereiche oder Domänen werden häufig als WEisssche Bezirke bezeichnet u n d sind durch sogenannte BLOCHsche bzw. NEELsche W ä n d e voneinander getrennt. F ü r die Einführung der W ä n d e ist aber ebenfalls Energie notwendig, da die Magnetisierung innerhalb der Wand aus ihrer Vorzugsrichtung herausgedreht und gegen das Austauschfeld verdreht wird. E n t sprechend diesem physikalischen Sachverhalt wird dieBlochwandenergievonder —> Kristallanisotopieenergie und der Austauschenergie abhängig. I n einer guten Näherung gilt f ü r die Wandenergie y = c -F-iA-

Ku

wobei c eine K o n s t a n t e darstellt, die vom Blochw a n d t y p (in Metallen meist 180°- u n d 90°-Wände, in Ferriten dagegen meist 180°-Wände, 71°u n d 109°-Wände) abhängig ist. A = die Austauschenergiekonstante Ki — Kristallanisotropiekonstante erster Ordnung, F = Fläche der Blochwand.

Die B. h ä n g t demnach in erster Näherung von der Sättigungsmagnetisierung, der Kristallaniso6*

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tropieenergie, der S t r u k t u r und Geometrie der Probe ab. I n sehr feinkristallinen Materialien k o m m t es k a u m zur Bildung von Blochwänden, während in grobkristallinem Material die Bildung von Wänden energetisch günstig ist. Entsprechend diesem Sachverhalt beobachtet m a n zwei wesentlich verschiedene Magnetisierungsprozesse: a) Magnetisierungsprozesse durch Blochwandbewegungen, b) Magnetisierungsprozesse durch Drehungen. Permeabilität und Koerzitivkraft sind zur Beschreibung des Magnetisierungsprozesses geeignete Größen. Eine hohe Anfangspermeabilität und eine kleine Koerzitivkraft werden dann erreicht, wenn die Kristallanisotropieenergie im wesentlichen K 1 und die Spannungsanisotropieenergie X • a klein sind. F ü r die Koerzitivkraft gilt in vielen Fällen die Näherung m i.

Hc

(2)

während die Anfangspermeabilität fxA von Kristallanisotropieenergie Kt, Spannungsanisotropieenergie ?. • a und Magnetisierung I , in folgender Weise a b h ä n g t : =

T ^ T - a

( 3 )

Bergkvistall — eine Varietät des —> Quarzes. Bildet klare, sehr schön und regelmäßig ausgebildete, oft riesige Kristalle. Überwiegend hydrothermal und pegmatitisch gebildet und auf Gängen (->• Gangquarz), K l ü f t e n und Drusen vorkommend. Meist aufgewachsen. Als B. werden im engeren Sinne nur die farblosen Kristalle bezeichnet; farbige Varietäten führen meist besondere N a m e n (z. B. Rauchquarz, Rosenquarz, Citrin). B. wird als Schmuckstein, in der optischen Industrie, Glasindustrie und R u n d funktechnik (-> Kieselglas) verwendet. Die seit einigen J a h r e n synthetisch herstellbaren B. haben nur technisches Interesse, f ü r Schmuckzwecke steht in ausreichender Menge wesentlich billigeres natürliches Material zur Verfügung. Sie haben ein ungestörtes Kristallgitter, sind frei von Zwillingsbildungen u n d Verunreinigungen. Die Herstellung erfolgt durch Hydrothermalsynthese. Auf einem eingesetzten Keimkristall wächst in einem Autoklaven bei etwa 100 MPa und fast 675 K aus der Siö 2 -haltigen Lösung ein großer Kristall. I n annähernd drei Monaten entstehen 1 kg schwere, völlig reine, unverzwillingte B. Berlinit 1. A1P0 4 . Die dem -» Quarz isotype Modifikation des neutralen Aluminiummonophosphates (Aluminiumorthophosphat). 2. Trigonal-trapezoedrisch; D\—P\21, D6 — P 3 2 21; a0 = 0,493 c0 = 1,092; c 0 /o 0 = 2,217; Z = 3 4. HM ^ 7; 2) = 2,560. 5. n m = 1,524», == 1,530. 8. Natürlich in der Eisenerzgrube Westana, Schweden, in Form glasartiger, jedoch meist radialfaseriger Massen; kann Bestandteil mancher

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Bertrandit

phosphatgebundener feuerfester Erzeugnisse sein, sofern diese mit ->• Monoaluminiumphosphat — A1(H 2 P0 4 ) 3 — gebunden wurden oder zur Gruppe der -» „Feuerfesterzeugnisse mit mittlerem oder hohem Al 2 0 3 -Gehalt" gehören. 9. X P D F 10-423 : 3,3710, 4,283, 1,842, 1,55!, 2,471( 2,31 1; 1,39!. Bertrandit 1. Be 4 [(0H) 2 /Si0 4 /Si0 3 ]. 2. Rhombisch-pyramidal; C 2 | — C c w ^ ; a 0 = 1,522 b0 = 0,869 c0 = 0,454;a t :b 0 :c 0 = 1,751:1:0,522 Z — 4; Struktur kann aufgefaßt werden als schwach deformierte hexagonal dichteste Kugelpackung der Sauerstoffe, deren tetraedrische Lücken zu 1/3 mit Si und Be besetzt sind, die [Si0 4 ]-Tetraeder sind isoliert und werden nur durch Be-Tetraeder zu Ketten über gemeinsame Ecken verknüpft; die Si0 3 -Gruppen bilden Ketten in Richtung [001] und werden durch BeTetraeder unter Zuhilfenahme von OH-Gruppen zu Netzen verknüpft. 3. Kleine, sehr auffallend hemimorphe Kristalle; taflig nach [001], prismatisch nach [010]; sehr verschiedene Trachten, herzförmige Zwillinge nach (021), Ergänzungszwillinge nach (001). 4. HM = 6,5—7; D = 2,6; # vollkommen nach (001) mit Winkel von 121°; F = wasserklar bis lichtgelb; O = starker Glasglanz. 5. nx = 1,584 — 1,591 n„ = 1,603 — 1,605 nz = 1,611 — 1,614; A = 0,027-0,023 ( - ) ; 2VX = 73 — 75°.

z\c

8. In Pegmatiten als hydrothermales Umwandlungsprodukt von Beryll neben > Phenakit. 9. X P D F 12-452: 0,381i„, 0,2548, 0,439c, 0,3165, 0,2524, 0,4354, 0,3912, 0,2282. Lü.: ITO/WEST: Z. Krist. 83 (1932), 384.

Beruhigungspunkt — ein in der Praxis der GlasMetall-Verschmelzungen gebräuchlicher charakteristischer Temperaturpunkt im Transformationsbereich des Glases bei etwa 1013 Pa • s, abgekürzt Tset (kein Viskositätsfixpunkt!), auch Temperpunkt genannt. Bei einer Glas-Metall-Verschmelzung mit unterschiedlichem Ausdehnungsverhalten erfolgt bei der Abkühlung zunächst eine freie Kontraktion der Kombinationsteile gemäß ihrer Ausdehnungskennlinien bis zur Temperatur Tset. Unterhalb Tse( tritt eine gegenseitige Beeinflussung der Ausdehnungskurven zueinander ein, die sich als Spannungen in der Kombination auswirken, so daß

Tset als effektiver Verfestigungspunkt einerseits und andererseits als Ausgangspunkt für den Vergleich der Kontraktionskurven aufzufassen ist, um daraus Aussagen über Größe und Richtung der in der Kombination auftretenden Spannungen machen zu können. Die Lage von Tset ist abhängig von der Abkühlungsgeschwindigkeit und u. a. auch von der Art der Verschmelzung. Beryll 1. Al 2 Be 3 [Si 6 0 18 ]. 2. Dihexagonal-dipyramidal; D\h—PG/mcc; a 0 = 0,923 c0 = 0,919; c0/o? = 0,996; Z = 2; B. gehört zu den -> Cyclosilicaten (Sechserringe [Si 6 0 18 ] 12- ); die Sechserringe sind übereinander angeordnet, so daß Kanäle entstehen, in diese Kanäle können sich verschiedene Ionen (Li + , Na+, Cs+, Ca 2+ , Sc3+, F", OH~) einlagern. 3. Die Kristalle sind meist säulig (parallel zur c-Achse) ausgebildet; als häufige Kombinationen kommen {1010}, {0001}, {1011}, {1121} und {2021} vor; Zwillinge nach (1122) treten sehr selten auf. 4. HM = 7,5—8; D = 2,62-2,80; # nach (0001) gut; F = nach der Farbe unterscheidet man mehrere Varietäten; a) edle Berylle: grün (Smaragd), meergrün bis blau (Aquamarin), grünlichgelb bis gelb (Heliodor), rosenrot (Morganit); b) gemeiner Beryll: gelblichweiß bis grünlich; O = Glasglanz. 5. ne = 1,563 — 1,586n 0 = l,567 — l,594;Zl = 0,004 bis 0,008 ( - ) . 8. Mit Turmalin und Lithiumglimmer in Pegmatiten saurer Eruptivgesteine und metamorpher Schiefer. V e r w e n d u n g : Schmuckstein (-*- Smaragd, -> Aquamarin, Heliodor) und als Rohstoff für Hartlegierungen und feuerfestes BeO. 9. X P D F 9-430 : 0,28710, 0,32510, 0,7989, 0,4605, 0,3995, 0,3024, 0,2523, 0,1992. Berylliumoxid-Erzeugnisse — aus Berylliumoxid (BeO) auf dem Sinterwege hergestellte Erzeugnisse. Rohstoffe: Beryll (3Be0-Al 2 0 3 -6Si0 2 ); -9- Phenakit (2Be0-Si0 2 ); -> Chrysoberyll (BeO-A1 2 0 3 ). H e r s t e l l u n g : Als einziger Rohstoff für die technische Gewinnung von Berylliumoxid findet das Mineral Beryll Verwendung, das etwa 10 — 12% BeO enthält. Beryll wird fein gemahlen, entweder mit Kalk aufgeschlossen, mit Schwefelsäure zerlegt, mit Ammoniak als Beryllhydrat gefällt und zu BeO verglüht — oder mit Natriumfluorid gemischt, brikettiert, bei 875 --1075 K zu Berylliumfluorid geglüht, mit heißem Wasser ausgelaugt mit Ätznatron versetzt, wobei sich NaF und Berylliumoxidhydrat bilden, und letzteres zu BeO verglüht. Das Berylliumoxid wird als Pulver geliefert. Die Formgebung der B. wird nach den in der -»Feinkeramik üblichen Verfahren (-»- Gießen, Strangpressen, -> Pressen) vorgenommen. Das Sintern erfolgt bei etwa 2075 K. Beim Umgang mit BeO sind besondere Vorsichtsmaßnahmen (Abzüge, Filter usw.) nötig, da BeO ein sehr starkes Atemgift ist (-> Beryllose). Außerdem verdampft BeO bei hohen Temperaturen in Gegenwart von Wasserdampf.

Beschlag E i g e n s c h a f t e n gesinterter BeO-Erzeugnisse: Molekülmasse Dichte in kg/dm 3 Schmelztemperatur in K Erweichungstemperatur in K HM Druckfestigkeit in MPa Zugfestigkeit in MPa Spezif. Wärme (100 °C) in kJ/kg Lineare Wärmedehnung a s 0 in 1/K jE-Modul (293 K) in GPa Spezif. Widerstand bei 773 K in ß • cm

25,02 2,98 • • • 3,02 » 2845 « 2275 k 9 800 » 100 1,2 5,0 • 10'* 310 10»

V e r w e n d u n g : B. (Tiegel, Laborgeräte usw.) zeichnen sich insbesondere durch hohe Temperaturwechselbeständigkeit und gute chemische Resistenz aus. BeO findet als Zusatz zu Spezialporzellanen u n d -gläsern, in Kernreaktoren in Form von Sinterberylliumoxid als Moderator f ü r schnelle Neutronen und als Grundmaterial f ü r Brennelemente Verwendung. IAt.: P u m p / E n t r e s s : Herstellung feinkeramischer Erzeugnisse aus BeO, Silikattechn. 11 (1960), 4 6 3 - 4 6 4 .

Beryllose — chronische Staublungenerkrankung durch E i n a t m e n von Berylliumverbindungen, bei der sich Knötchen in der Lunge bilden, außerdem Leber- und Nierenschädigungen auftreten. Die B. stellt eine a n e r k a n n t e Berufskrankheit dar. Besatzelevator — Fördergeräte f ü r senkrechte und waagerechte Förderung von verschiedenartigen Stückgütern. Das Lastaufnahmemittel besteht aus einer Schaukel, die am Zugmittel drehbar befestigt ist, an jeder beliebigen Stelle be- oder entladen werden k a n n und sich zwangsläufig auf einer Laufschiene bewegt. I n der Feinkeramik wird der B. hauptsächlich zum Besetzen der Tunnelofenwagen b e n u t z t ; eine weitere Verwendung ist die Überbrückung von Produktionsstraßen und anderen Aggregaten.

.A. A

A

A

Rohware

¡'S xiT 1: Klassische Linienführung Feinkeramik

für

2 und 3: Weitere Linienführungen

Besatzelevatoren

in der

85

Das Zugmittel ist immer eine Laschenkette m i t Laufrollen; die Rollen haben einen Durchmesser von 100-"320 m m . Die Geschwindigkeit der K e t t e beträgt ^ 0,25 m/s. Das Be- und Entladen k a n n manuell oder mechanisiert erfolgen. Berechnungsgrundlagen: Leistung Q1 = 3,6 • ^

• V (t/h)

Qt = Stückzahl je h oder t/h, 3,6 = konstanter Faktor, Gst = Einzelgewicht je Stück in kg, a - Schaukelabstand in m, V = Arbeitsgeschwindigkeit in m/s.

Besatzstein — Bezeichnung f ü r zwei Arten von -»Feuerfesterzeugnissen. 1. B. im Sinne von -> Cowperstein f ü r die Zustellung der Cowper (Winderhitzer) f ü r den Hochofen ; dann immer als ->• Viellochstein ausgebildet. 2. B. im Sinne von Gittersteinen f ü r die Kammerausgitterung der —> Regeneratoren von Siemens-Martin-Öfen oder Glas-(Schmelz)W a n n e n ; dann immer als ->• Rechteckstein ausgebildet. Beschicker — Maschinen, die eine kontinuierliche Volumendosierung von Schüttgütern wie Sand, Schamotte, R o h t o n usw. in nachgeschaltete Aufbereitungsmaschinen durchführen. B. wandeln eine diskontinuierliche Anfuhr in eine kontinuierliche Weitergabe um u n d wirken deshalb als Puffer. E s gibt Kastenbeschicker und Rundbeschicker mit etwa 5- - 2 0 m 3 / h Durchsatz; f ü r die Zuteilung kleiner Mengen sind Telleraufgabea p p a r a t e und andere Zuteiler in Anwendung. Großraumkastenbeschicker fassen bis zu 200 m s u n d nehmen einen Tagesvorrat auf. Zur Dosierung verschiedener Materialarten entsprechend einer vorgegebenen Rezeptur werden entweder mehrere Beschicker parallel geschaltet oder ein Beschicker durch Schieber in verschiedene Abteile geteilt, aus denen die gewünschte Menge ausläuft. Eine Haspel sorgt als Austragshilfe f ü r gleichmäßigen Abwurf. Eine Regulierung der Menge je Zeiteinheit ist sowohl durch Veränderung der Laufgeschwindigkeit des Austragsorgans (Plattenband in Kastenbeschickern, Drehteller bei Rundbeschickern und Telleraufgebern) als auch durch Veränderung des Austrittsquerschnitts möglich. Beschlag (auf Glasoberflächen) — jede Veränderung auf der Glasoberfläche, die die optische Qualität vermindert. B. entsteht immer durch Einwirkung von Wasserdampf oder wäßriger Lösungen von Säuren, Basen bzw. neutraler Salze. Einteilung von Beschlagformen: 1. Beschlagformen, die auf der Glasoberfläche durch Einwirkung von Feuchtigkeit aus dem Glas selbst entstehen und somit zur teilweisen Zerstörung der Glasoberfläche führen, wie z. B. tröpfchen- bzw. pünktchenförmige Ausblühungen, die eine gewisse Streuung des einfallenden Lichtes verursachen, 2. Beschlagformen, die in Form von farbigen Flecken auf optischen Gläsern durch E n t s t e h u n g dünner Kieselgelschichten auftreten, die die Bildung von Interferenzfarben auf der Glasoberfläche verursachen,

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Beständigkeit, chemische

3. Beschlagformen, die aus glasfremden Substanzen bestehen, die die Glasfläche nicht angreifen, z. B. Fett- oder Ölbeschlag und 4. Beschlagformen, die zwar aus glasfremden Substanzen bestehen, die aber die Glasoberfläche nach bestimmter Zeit angreifen, z. B. Fungusbeschlag. B. der ersten Art wird sich auf Oberflächen von Gläsern mit einer ungünstigen hydrolytischen Beständigkeit ausbilden, während der B. der zweiten Art sich auf Oberflächen von säureempfindlichen Gläsern entwickeln wird. B. der dritten sowie der vierten Art kann sich auf allen Glasoberflächen, unabhängig von der hydrolytischen oder -> Säurebeständigkeit, bilden. Die Ursachen der Bildung von Pünktchen- und Tröpfchenbeschlag in feuchter Atmosphäre ist in der Eigenschaft des Glases selbst zu suchen. Alle Gläser, die eine ungünstige hydrolytische Beständigkeit besitzen, sind mehr oder weniger hygroskopisch, so daß sich auf diesen in feuchter Atmosphäre mikroskopisch kleine Kondenströpfchen niederschlagen. In diesen Kondenströpfchen erfolgt ein Ionenaustausch zwischen Wasserstoffionen des Wassers und Alkaliionen des Glases. Die nach einiger Zeit gebildeten verdünnten Alkalihydroxidlösungen der Kondenströpfchen greifen ihrerseits die Glasoberfläche an unter Bildung einer verdünnten Alkalisilicatlösung. Durch Kohlensäure der L u f t bilden sich auch Carbonate. Frischer Tröpfchenbeschlag läßt sich noch gut abwischen, ohne sichtbare Spuren zu hinterlassen. Bei eingetrocknetem Tröpfchenbeschlag, dem sog. Pünktchenbeschlag, wird die Glasoberfläche dagegen bereits so stark angegriffen, daß sich dieser B. nicht mehr entfernen läßt. In fortgeschrittenem Stadium des Pünktchenbeschlages ist die Glasoberfläche blind geworden. Der Fleckenbeschlag entsteht durch Einwirkung von Feuchtigkeit nur auf säureempfindlichen optischen Gläsern. Die Feuchtigkeit bildet auf diesen Glasoberflächen einen mehr oder weniger zusammenhängenden geschlossenen Wasserfilm, der nach und nach eine geschlossene Kieselgelschicht bildet. Da die so gebildete Schicht einen tieferen Brechwert als das Grundglas besitzt, entstehen nach Erreichung einer Schichtdicke von etwa 1/4 der Wellenlänge des sichtbaren Lichtes — also etwa 0,1 ßva — Interferenzfarben. Durch ungleichmässige Verteilung der Schichtdicken auf der Glasoberfläche erscheinen die verschiedenen Interferenzfarben als Flecken. Die Bildung der Flecken auf säureempfindlichen optischen Gläsern wird in feuchter Atmosphäre stark beschleunigt, wenn sich auf den Oberflächen dieser Gläser Verunreinigungen, wie Staubteilchen, Fusseln oder andere locker liegende Stoffe befinden. Das auf den kleinen Teilchen adsorbierte Wasser ist wie üblich dissoziiert, wobei die OH~-Ionen bevorzugt von der Oberfläche'der Teilchen festgehalten werden, während die H+-Ionen sich im Wasserfilm frei bewegen können. Diese können sich an den Berührungsstellen der Teilchen mit der Glasoberfläche stärker konzentrieren und das Glas wie eine verdünnte starke Säure unter Bildung von interferierenden Kieselgelschichten angreifen. Der Fett- und Ölbeschlag bildet sich verhältnis-

mäßig selten und nur auf Glasoberflächen von optischen Geräten, wenn sich flüchtige Bestandteile der Schmierfette auf den Linsen niederschlagen, oder wenn das öl aus dem Schmierfett sich absondert und auf die Optik kriecht. Eine der gefährlichsten Beschlagarten f ü r Glasoberflächen in feuchter Atmosphäre ist Fungusbeschlag, der unter bestimmten Bedingungen sehr üppig auf Glasflächen, besonders von optischen Geräten wächst, so daß das optische Gerät unter Umständen vollkommen unbrauchbar wird. Eine andere Beschlagart, die auf Fleckenbildung durch Niederschlagen glasfremder Substanzen beruht, entsteht, wenn metallisches Eisen mit einer nassen Oberfläche in Berührung kommt. Bei kurzer Berührung entsteht noch kein sichtbarer Beschlag. Das Eisen sendet auf nasser Glasoberfläche infolge galvanischer Wirkung positiv geladene Eisenionen in Lösung, die sich als Eisenhydroxid auf der Glasoberfläche niederschlagen können. Der Niederschlag erscheint in dünner Schicht als silbrigweißer Fleck, in dickerer Schicht dagegen braun durch die Eigenfarbe des Eisenhydroxids. Bei längerer Einwirkung des Eisenhydroxids auf die nasse Glasoberfläche entsteht ein Eisenhydrosilicat, das sich mit Salzsäure nicht mehr lösen läßt. Der Schutz der Glasoberfläehen vor Beschlagsbildung ist sehr mannigfaltig. K a n n die Glaszusammensetzung aus optischen Gründen nicht geändert werden, dann schützen oft nach verschiedenen Methoden aufgebrachte dünne Schichten die Glasoberfläche vor Beschlagsbildung, z. B. durch Aufdampfen von SiO. Einen wirksamen Schutz der Glasoberfläche vor Beschlagsbildung bekommt man auch durch Auslaugen der Oberfläche mit verdünnten Säuren und Imprägnieren der porösen Schicht mit verschiedenen organischen Stoffen, z. B. mit Hartparaffin oder Bienenwachs. Vor Fungusbeschlag schützt man die Glasoberflächen durch verschiedene Fungizide, vor allem durch organische Quecksilberverbindungen, die direkt auf der Glasoberfläche verankert werden können. Lit.:

KALLER: Feingerätetechnik 8 (1959), 3 5 9 - 3 6 4 .

Beständigkeit, chemische (von Gläsern) — Widerstand der Gläser gegen atmosphärische Angriffe (Feuchtigkeit und C0 2 ) gegen Wasser und verdünnte Säuren. Die c. B. ist abhängig von der chemischen Zusammensetzung des Glases und von der Art des einwirkenden Mediums. Für die Charakterisierung der c. B. wurden bestimmte Normvorschriften festgelegt, insbes. f ü r die Bestimmung der Wasserbeständigkeit hydrolytische Klasse), der Säurebeständigkeit (—> Säureklasse) und der Laugenbeständigkeit (-> Laugenklasse). Da Wasser über 100°0 eine besonders zerstörende Wirkung ausübt, werden Gläser, die einer solchen Beanspruchung ausgesetzt sind (Wasserstandsröhren, Schaugläser usw.) einer Autoklavenprüfmethode unterzogen . Infolge der sehr komplexen Natur der c. B. lassen sich nur bedingt allgemeingültige Regeln für deren Abhängigkeit von der Zusammensetzung angeben: Reine Alkaligläser sind am wenigsten beständig. Unter den im Vergleich hierzu wesentlich

Beton beständigeren Silicatgläsern mit zweiwertigen Metalloxiden nehmen die Calcium- und Magnesiumsilicatgläser die erste Stelle ein, während z. B. Barium- und Bleisilicatgläser dagegen relativ wenig stabil sind. Besonders resistent sind einige Aluminium- und Borosilicatgläser. Von den praktischen Gläsern des Natrium-Calcium-Kieselsäuresystems besitzt das Glas mit 75% Si0 2 10% CaO und 15% Na 2 0 eine rel. gute Beständigkeit. Der Ersatz von Na 2 0 durch zwei-, drei- und vier wertige Oxide (insbes. durch Si0 2 , A1203, Zr0 2 und B 2 0 3 ) vergrößert in jedem Falle die c. B. Für eine Erhöhung der S ä u r e b e s t ä n d i g k e i t sorgen im Glas insbes. A1203, Zr0 3 und Ti0 2 . Sämtliche Silicatgläser werden von Flußsäurelösung (Bildung von SiF4) angegriffen, Phosphatgläser dagegen nicht. Die L a u g e n b e s t ä n d i g k e i t der Gläser nimmt mit der Vergrößerung des Si0 2 - und CaOGehaltes sowie insbes. bei Einführung von Zr0 2 und BeO zu. Die Agressivität der Laugen steigt in der Reihenfolge Ba(OH) 2 , NH 4 OH, KOH, NaOH. Die c. B. ändert sich stark mit der Temperatur: Erhöhung der Temperatur um 1 K, Steigerung der Angriffsgeschwindigkeit um 15---30%. Bestandteil -> Komponente BET-Methode — Methode zur Bestimmung der spezifischen Oberfläche einer pulverförmigen oder porösen Substanz aus Messungen der Gasadsorption. Die theoretische Grundlage wurde von S. BEUTTATJBE,

P.

H .

EMMET

u n d

E.

TELLER

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wickelt. Aus den Anfangsbuchstaben dieser Namen ist die Bezeichnung BET abgeleitet. Die BET-Theorie der Mehrschichtenadsorption liefert folgenden Ausdruck für die Adsorptionsisotherme p _ 1 v(Po ~ P)~ vmC

C- 1 p vmC p0 '

men 1 — Anschluß f ü r Vakuummeßgerät, 2 — Anschluß für Vakuumpumpe (bis 10 - 3 Pa), 3 — Gaseintritt (He, N 2 , Ar), 4 — Atmosphäre, 5 — Probengefäß, 6 — flüssiger Sauerstoff, 7 — Dewargefäß, S — Bürette, 9 — Thermometer, 10 — Flüssigkeit, 11 — Manometer, 12 — Quecksilber, Ii — Vakuum, Ii — Druck, a und b — Ventile

87

Trägt man pjv(pa — p) gegen pjpa auf, so erhält man eine Gerade, aus deren Ächsenabschnitt und Steigung vm zu errechnen ist. Die spezifische Oberfläche ergibt sich nach s=

• N •A

p - Druck, — Dampfdruck (Sättigungsdruck) des Gases, V — bei p adsorbiertes Gasvolumen unter Normalbedingungen, bezogen auf 1 g Substanz, v m = Gasvolumen unter Normalbedingungen, das zur Ausbildung einer monomolekularen Schicht auf der Oberfläche von 1 g Substanz erforderlich ist, VM --- Molvolumen das Gases unter Normalbedingungen, C = Konstante, M —- LoscHMiDTsche Zahl, A = Fläche, die von einem adsorbierten Gasmolekül auf der Oberfläche eingenommen wird.

I. allg. benutzt man für die BET-Methode Stickstoff bei der Temperatur des flüssigen Stickstoffs. Als Beispiel einer Apparatur soll die schematische Darstellung nach P. E M M E T wiedergegeben werden. Lit.: BRUNAUER/EMMET/TELLER: J. Amer. Chem. Soc. 60 (1938), 309 — 313. — BRUXAUER: The adsorption of gases and vapors. I : Physical adsorption, Princeton University Press, Princeton 1943. — GREGG/SING: Adsorption, Surface Area and Porosity, Academic Press, London/New York 1967.

Beton > Kunststein, dessen Herstellung i. allg. durch Erhärtung eines, zumeist in Formen oder Schalungen, eingebrachten Gemenges aus Bindebaustoffen (Zement, Kalk, Gips u. a.), -> Zuschlagstoffen (Sand, Kies, Splitt u. a.) und Wasser (—> Anmachwasser) erfolgt. Danach ist der Begriff B. von der Art des Bindebaustoffes unabhängig und lediglich durch die Erhärtung eines ursprünglich bildsamen Stoffes bei niederen Temperaturen charakterisiert, so daß z. B. auch von Bitumen-B., Teer-B., Bitumen-Teer-B., Wasserglas-B. und Plast-B. Plastmörtel) gesprochen wird. Für autoklavgehärtete Kalk-B. ist die Bezeichnung -» Silicat-B. eingeführt worden. I. e. S. werden mit B. lediglich zementgebundene Produkte bezeichnet, die sich etwa wie folgt zusammensetzen: Z e m e n t g e h a l t : 2 0 0 - 5 0 0 kg/m 3 , je nach der geforderten Betongüte, der Beschaffenheit der Zuschlagstoffe und des angewandten Fertigungsverfahrens (Betontechnologie). Z u s c h l a g s t o f f e : 1500-•-2000 kg/m 3 , Sand und Kiessand als Grundkörnungen bzw. Kies und Splitt als Grobkörnungen. A n m a c h w a s s e r : 140---300 kg/m 3 , unabhängig vom Zuschlagstoff und dem Fertigungsverfahren. B e t o n z u s a t z m i t t e l : Wenige % (Ma.) des Zementgehaltes zur Verbesserung spezieller Betoneigenschaften. Im Gegensatz zu den -> Mörteln werden mit den B. in der Hauptsache massige bzw. dreidimensional großformatige Bauteile gestaltet, z. B. Stahlbetonfertigteile, Wände, Autobahnen, Flugpisten usw. Die Betonbauteile tragen sich jenen gegenüber meist selbst. Außerdem unterscheiden sich die B. in der Regel von den Mörteln durch die Verwendung gröberer Zuschlagstoff-Fraktionen, was jedoch nicht für -> Porenbetone zutrifft. Die Vielfalt der verschiedenen B e t o n a r t e n ergibt sich aus unterschiedlichen Gesichtspunkten der Gliederung: a) E r h ä r t u n g s z u s t a n d : -> Frischbeton, -> Fest-B. b) S t o f f l i c h e Z u s a m m e n s e t z u n g : -» Zement-

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c) d) e) f) g) h) i)

k) 1)

Betone, farbige beton., -» Bitumenbeton, -> Hüttenbims-B., -> Poren-B., - s - Silicat-B., -> Plast-B. Ort der Herstellung: Transportbeton, Ort-B. K o n s i s t e n z : Erdfeuchter (steifer), plastischer (weicher), flüssiger (gießfähiger) B. (-> Guß-B.) u. a. V e r a r b e i t u n g : -> Stampj-B., ->• Büttel-B. Vibrations-B.), Spritz-B., —> Schock-B., Schleuder-B., -> Vakuum-B. u. a. B e w e h r u n g : -> Stahl-B., Spann-B., Stahlseiten-B., A n w e n d u n g : -» Straßen-B., -»- Massen-B., ->Feuer-B., Strahlenschutz-B. (-> Reaktor-B.) u. a. G e f ü g e : Dichter B., haufwerkporiger B., -> Poren-B. R o h d i c h t e (kg/dm 3 ): -» Schwerst-B. ( > 2,8), -> Schwer-B.: (-> Massen-B. 2,8---2,5; normaler Schwer-B. 2,5- -2,2; Sand-B. 2,2---l,8), -» LeichtB. < 1,8. Oberfläche: Sicht-B., ->• farbige B. K o m b i n a t i o n m e h r e r e r B.-Arten: Ferbund-B.

Betone, farbige — unter Verwendung von farbigen Zementen (Zemente mit farbigen Zusatzstoffen) hergestellte - s » Betone. Der AnteiUdes färbenden Stoffes soll max. 10% der Zementmasse betragen. E s kommen insbes. Eisenoxidfarben (Rot- u n d Schwarzfärbung) sowie Chromoxid (Grüntönungen) infrage, die mit dem Zement bzw. Beton g u t zu durchmischen sind. Betone, feuerfeste -> Feuerbetone Beton, glasfaserverstärkter — aus einer Zementmatrix mit eingebetteten Glasfasern (z. B. -» CEM-FIL-Fasern) bestehender Verbundwerkstoff f ü r — insbes. relativ dünnwandige — Bauelemente. Angeregt durch die zahlreichen neuen Einsatzmöglichkeiten glasfaserverstärkter Plaste (GVP) wurden bereits um 1950 erste Versuche zur Herstellung von g. B. (GVB) durchgeführt. Die Versuche scheiterten zunächst im wesentlichen an der nicht ausreichenden Beständigkeit der damals zur Verfügung stehenden Glasfasern (vorwiegend EGlastypen) gegenüber dem stark alkalischen Milieu (pH 11 " 1 2 ) des abbindenden Zementes, da die zunächst guten Anfangsfestigkeiten der GVBErzeugnisse infolge Zerstörung der Glasfasern innerhalb weniger J a h r e auf nicht mehr akzeptable Werte absanken. Diese Schwierigkeiten k o n n t e n durch die alkalibeständige CEM-FIL-Faser (Wz. der F a . Pilkington Broth. Ltd.) überwunden werden. I n GVB-Erzeugnissen vereinen sich die hohe Zugfestigkeit der Glasfasern und hohe Druckfestigkeiten der Zementmatrix. Die Festigkeits- und Biegesteifigkeitswerte liegen (wie meistens bei Verbunden) zwischen den jeweiligen Werten der Ausgangskomponenten und hängen in erster Linie vom Volumenanteil der Verstärkungskomponente ab (sie steigen linear bis zu einem Glasfaseranteil von 10%). Außerdem besteht eine mehr komplexe Abhängigkeit von weiteren F a k t o r e n wie Länge, Durchmesser und Orientierung der Fasern (größter Verstärkungseffekt f ü r dünnwandige Erzeugnisse bei flächiger Orientierung), Zusammensetzung und

S t r u k t u r der Zementmatrix und Faser. Da die Grenzschicht zwischen Matrix und Fasern Bruchspannungsenergie absorbieren und die Rißausbreitung verhindern kann, besitzen GVB-Erzeugnisse im Vergleich zum reinen, d. h. nichtbewehrten Zement zwei Vorteile: wesentlich höhere Schlagfestigkeit und im Fall des Brechens u n t e r Zug- und Biegebelastung ein nicht mehr als Sprödbruch charakterisierbares Bruchverhalten. Die Herstellung von GVB-Erzeugnissen erfolgt i. allg. durch Vermischen der Glasfasern mit nassem Zement und anschließendes Gießen, P u m p e n , Strangpressen, Spritzgießen oder Spritzen. I m „ g r ü n e n " Zustand läßt sich der GVB falten oder zu dünnen flachen Profilen oder P l a t t e n pressen. Der erforderliche Anteil an Glasfasern im GVB liegt bei etwa 5 % (Ma.) (im Unterschied zu glasfaserverstärkten Kunststoffen mit 15• ••30% Faseranteil). Die neue GVB-Technologie ist derzeit noch nicht auf die Herstellung tragender Bauelemente orientiert; es werden ausschließlich dünnwandige, hochfeste Erzeugnisse hergestellt (Wandund Fassadenverkleidungen, Fensterrahmen, Schalungen, Rohre, Auskleidungen f ü r Kanalisationsrohre und Luftleitungen sowie sonstige Verbundplatten und Tafeln), die konventionellen Baustoffe wie Holz oder Metall bereits in gewissem U m f a n g ersetzen können. Derartige Bauelemente haben den Vorzug, feuersicher, verrottungs- und termitenfest zu sein und keinerlei Unterhaltungsaufwand zu erfordern. Betondichtungsmittel >• Betonzusatzstoffe, die den Widerstand eines zweckmäßig zusammengesetzten Betons oder Mörtels gegen Eindringen von Wasser durch porendichtende oder wasserabweisende Wirkung erhöhen. Betone, stabile

Mörtel, stabile

Betonentmischung -» Mörtelentmischung Betongläser — gepreßte Glaskörper einseitig offener oder massiver Form, mit einer Musterung an der Unterseite zur besseren Lichtverteilung, teilweise mit unebener Oberseite als Gleitschutz, zum Einlegen in eisenarmierten Beton. B. können bei Tragwerken aus Glasstahlbeton als in der Druckzone statisch wirksam in die Berechnung eingesetzt werden. B. sind mindestens 20 mm dick. Die Höhe der Betonrippen soll 60 mm, die Mindestdicke der Bewährungsstäbe 6 m m betragen. Als maximale Größe von B. sind 220 m m x 270 mm zugelassen. B. dürfen als Abschlußdecken gegen die Außen-

1: Olasbetondecke mit Stahlgerippe

Betonzuschlagstoffe

89

Geschmeidigkeit (wichtig f ü r die P u m p b a r k e i t der sog. ->• Pumpbetone) wird dabei auch eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und eine Erhöhung der Dichte erzielt. Betone mit zu geringem Feinstanteil (schlechte Verarbeitbarkeit) lassen sich durch einen B.-zusatz in gewisser Weise korrigieren. Betonwaren — Erzeugnisse aus -> Beton, in gangbaren Abmessungen u n d großer Stückzahl hergestellt und auf Lager gehalten. Hierzu zählen insbes. Steine (Hohlblocksteine), Decken- und Dachelemente, Betondachsteine, Betonrohre, Schacht- und Brunnenringe, Kabelformstücke, Bordsteine, Gehwegplatten, Einfassungen, Zaunpfosten u. a. m.

2: Kellerfenster aus Betonglas

luft (z. B. Oberlichtabdeckungen von Lichtschächten) f ü r eine Verkehrslast von max, 5 kPa verwendet werden. B. müssen wetterbeständig und frei von Spannungen sein. Betonstein, Betonwerkstein — aus Zement, Wasser und Zuschlagstoffen (gegf. weiteren -> Zusatzstoffen) in Betonwerken hergestellter Kunststein mit steinmetzmäßig bearbeiteten Sichtflächen (Verkleidung von Wänden o. ä., Schalen, bildhauerische Gegenstände usw.). Betonverflüssiger > Betonzusatzstoff, der dem -> Frischbeton zugemischt, diesem eine höhere Geschmeidigkeit verleiht. Die Zusatzmengen der unter verschiedenen Namen im Handel befindlichen B. ist i. allg. gering (0,l - 0,2% bezogen auf den Zementanteil). Die Wirkung beruht auf der Herabsetzung der Grenzflächenspannung zwischen Wasser und Zement sowie zwischen Wasser und Zuschlagstoff, wodurch der Wasser-ZementW e r t verbessert wird. Neben einer Erhöhung der

Betonzusatzstoffe — in pulveriger oder flüssiger Form dem -> Frischbeton bzw. dem -»• Anmachwasser zugesetzte Hilfsstoffe, um bestimmte Eigenschaften des Zements (Betons) zu verändern. Das gilt insbes. f ü r die Verarbeitbarkeit (—> Betonverflüssiger), f ü r die Wasserundurchlässigkeit (-> Betondichtungsstoffe), f ü r den Frostschutz (-» Frostschutzstoffe), f ü r die Erstarrungszeiten (-> Abbinderegler) sowie f ü r die F ä r b u n g (-> farbige Betone). Weitere B.: AI-Pulver als Treibmittel bei der Herstellung von Leichtbetonen, E m u l a t o ren, wie Bentonit, Quellton etc. zur Steigerung der Bildsamkeit f ü r Spezialmörtel (z. B. Einpreßmörtel) u. a. m. Betonzuschlagstoffe — vom erhärtenden Zement/Wassergemisch eingebundenes grobkörniges Magerungsmittel; beide Komponenten zusammen ergeben den ->• Beton. (Feinkörnige Zuschlagstoffe werden f ü r -> Mörtel verwandt.) B. sollen nicht mehr als 3 % abschlämmbare Korngröße unter 0,02 mm, keine humusartigen Stoffe, Kohleanteile und Schwefelverbindungen enthalten. F ü r Betonwerkstein werden im Hinblick auf Bearbeitbarkeit u n d Polierbarkeit vorteilhaft solche B. gewählt, deren H ä r t e gleich der der Bindemittel ist (z. B. f ü r -»• Terrazzo). Eine dauernde Rauhigkeit und Sicherheit gegen Gleiten

Betonzuschlagstoffe Betonart

Zuschlagstoffe natürliche

Schwerstbeton (Reaktorbeton)

künstliche

natürlich gekörnt

mechanisch zerkleinert

Schwerspat Magnetit

Schwerspat gebrochen Magnetit gebrochen

Stahlschrott Stahlspäne Feilspäne

Sand, Kies

Splitt Schotter Grobgestein

Hochofenschlacken Korund Klinkerbruch

schwere Schlacken Ziegelsplitt Hüttenbims, Sinterbims, Feuerungsschlacken Schlackensand, Flugasche

sonst, schwere Zuschlagstoffe Schwerbeton (Stahlbeton) (Straßenbeton) (Massenbeton) (Sichtbeton usw.) Leichtbeton grobporiger Beton, Einkornbeton Leichtzuschlagbetone Porenbetone Dämmbetone

Sand, Kies

Kalksteinsplitt

Bims

Bims

Feinsand Vermiculit Diatomit

Sägespäne Holzwolle

90

Beugung niederenergetischer Elektronen

Kornbezeichnungen Rückstand auf Sieb in mm

7 30

Durchgang durch Sieb in mm

Bezeichnung natürl. Vorkommen

Zerkleinerte Stoffe

7

1

Betonfeinsand J Betonsand Betongrobsand

Betonfeinsand Betongrobsand

30 70

Betonfeinkies ^ Betonkies Betongrobkies

Betonsplitt Betonsteinschlag

wird hingegen durch Verwendung von B. ungleicher H ä r t e erzielt. Die meisten B. verhalten sich gegenüber d e m Z e m e n t i n a k t i v ; zu den H y d r a u l i t e n zählen basische Hochofenschlacke, Zementmehl, T r a ß u n d vorerhitzte kieselige Gesteinsarten. F ü r eine günstige K o r n z u s a m m e n s e t z u n g des B. geben b e s t i m m t e Sieblinien (-> Fullerkurve) A u s k u n f t , die vom verwendeten G r ö ß t k o r n a b h ä n gen. Das G r ö ß t k o r n ist von der B e t o n a r t , von der Konstruktionsdicke u n d beim Stahlbeton von den S t a h l a b s t ä n d e n abhängig. Als grober R i c h t w e r t gilt f ü r ->• Massenbeton D u r c h g a n g durch das 70---150-mm-Sieb, f ü r - » S t a h l b e t o n Durchgang durch das 30-mm-Sieb. Beugung niederenergetischer Elektronen ( L E E D ) — Methode zur Oberflächenanalyse auf der Grundlage der elastischen S t r e u u n g von Elektronen im Festkörper. Die E l e k t r o n e n werden m i t einer Energie zwischen 10 u n d 500 eV auf die Probenoberfläche geschossen. Die durch einen elastischen Streuprozeß emittierten E l e k t r o n e n k ö n n e n durch eine spezielle Gitteroptik d e t e k t i e r t werden. Der A u f b a u einer L E E D - A p p a r a t u r ist prinzipiell der gleiche wie bei der -¡- AuGER-Elektronenspektroskopie, n u r d a ß die vierte E l e k t r o d e beim L E E D - V e r f a h r e n als Leuchtschirm dient. Auf diesen treffen die Elektronen nachbeschleunigt auf u n d liefern die Beugungsreflexe. F ü r die U n t e r s u c h u n g e n m i t dem L E E D - V e r f a h r e n werden außerordentlich hohe Anforderungen an das Vak u u m gestellt (10~ 6 ---10~ 8 P a ) . Die Energie der eingeschossenen E l e k t r o n e n entspricht einer mittleren freien Wellenlänge (de BROGLi-Wellenlänge), die in der Größenordn u n g a t o m a r e r A b s t ä n d e liegt. D a d u r c h besteht die Möglichkeit, einzelne Monoschichten zu untersuchen. Die I n f o r m a t i o n e n aus L E E D - E x p e r i m e n t e n lassen sich (ähnlich wie bei der Röntgenbeugung f ü r das Volumen) in I n f o r m a t i o n e n über die Abmessung der Elementarzelle u n d in Inform a t i o n e n über den Besetzungsgrad derselben an der Oberfläche u m w a n d e l n . Die A n w e n d u n g auf a m o r p h e S t r u k t u r e n ist sehr b e s c h r ä n k t . E i n Anwendungsbeispiel ist die U n t e r s u c h u n g des zeitlichen Ablaufes von Oberflächenkristallisationen a n d ü n n e n Glasfolien. Bicherouxverfahren — ein aus dem Bereich der Metallurgie entlehntes V e r f a h r e n zur Herstellung von dickerem Tafelglas durch Walzen. D a s wesentliche Merkmal des B. besteht darin, d a ß das Auswalzen des Rohglases nicht mehr auf einem gußeisernen wassergekühlten Tisch u n t e r d e m D r u c k einer über den Tisch rollenden Walze

Betonbrechsand

(->• Tisch verfahren) erfolgt, sondern zwischen zwei feststehenden, gegenläufig rotierenden Walzen d u r c h g e f ü h r t wird. Gegenüber dem Tischverfahren, wo infolge ungleichmäßiger Abkühlung von oberer u n d unterer Oberfläche stets erhebliche K r ü m m u n g e n u n d Verwerfungen sowie eine merklich wellige Oberfläche a u f t r e t e n , wird durch das Walzen zwischen zwei Walzen die Möglichkeit geschaffen, sowohl d ü n n e r e P l a t t e n zu erhalten als auch gleichzeitig die Dickenschwankungen zu verringern. D a d u r c h wird der Schleifverlust im Vergleich zum Tischv e r f a h r e n u m mindestens die H ä l f t e verringert; die Oberfläche des Glases zeichnet sich überdies durch eine erheblich geringere Welligkeit aus. Diese Verbesserungen ergeben sich d u r c h gleichmäßigere Abkühlung, kürzere Berührungszeiten des Glases m i t den f o r m e n d e n Flächen u n d günstigere T e m p e r a t u r v e r t e i l u n g in der gewalzten P l a t t e . E i n weiteres wesentliches Kennzeichen des B. b e s t e h t in der v e r ä n d e r t e n Verfahrensweise beim Ausgießen des Rohglases. Der H a f e n wird nicht mehr wie beim Tischverfahren durch Drehen u m die Mittelachse ausgegossen (wodurch sich Fallhöhen des Glases von etwa 1 m ergeben u n d die Gefahr des Einschlagens von L u f t b l a s e n in die ausgegossene Glasmasse besteht); die E n t l e e r u n g erfolgt stattdessen durch Drehen u m den oberen R a n d des H a f e n s auf eine horizontale Aufgußp l a t t e . Diese als Speiser wirkende P l a t t e f ü h r t durch Neigung die Rohglasmasse langsam den Walzen zu. Die ausgewalzte Tafel gelangt d a n n auf den sieh u n t e r den Walzen bewegenden Ablagetisch u n d von d o r t in den K ü h l o f e n . Die Leistungsfähigkeit b e t r ä g t etwa 2 t / d . U n g e a c h t e t seiner zunächst vergleichsweise fortschrittlichen Arbeitsweise besaß das B. jedoch die typischen Mängel eines diskontinuierlichen Verfahrens. I m Laufe der technologischen u n d insbesondere der maschinentechnischen Weiterentwicklung gelang der Ü b e r g a n g zu kontinuierlich arbeitenden Verfahren (z. B. FoRD-Verfahren, - » Kontinue-Verfahren).

Bindebaustoffe, hydraulische Bildsamkeit — Eigenschaft eines dispersen Systems fest/fliissig, spezifisch f ü r keramische Massen u n d tonige Rohstoffe, sich bei bestimmten Flüssigkeitsgehalt durch die Einwirkung äußerer K r ä f t e ohne Risse verformen lassen und diese F o r m beizubehalten, wenn die K r ä f t e entfernt oder unter einen bestimmten Wert verringert werden. Die Körner der dispersen Phase werden dabei selbst nicht deformiert, sondern nur auf Grund des Flüssigkeitsfilms, der sie umgibt, gegenseitig verschoben. I m Unterschied dazu s. -»• Plastizität. Außer der begrifflichen Definition gibt es bisher keine exakte mathematisch-physikalische Formulierung, jedoch eine Reihe sog. Bildsamkeitsprüfmethoden, die allerdings nicht die B. selbst, sondern n u r Erscheinungsformen messen. Am ehesten wird eine Definition von H A A S E dem Wesen der B. gerecht, wonach sie der Zugfestigkeit direkt und der Scherfestigkeit innerhalb des dispersen Systems indirekt proportional ist. Eine Arbeitsmasse ist also um so bildsamer, je fester die Teilchen zusammenhalten und je leichter sie sich gegenseitig verschieben lassen. Bildsamkeitsbeeinflussende Faktoren: Deformationsgeschwindigkeit, Teilchengröße der dispersen Phase, Teilchenform der dispersen Phase, -> Basenaustauschvermögen der dispersen Phase, sonstige Faktoren, wie Alterung, Schutzkolloide, Oberflächenspannung usw. Da die B. selbst direkten Messungen nicht zugänglich ist, beurteilt m a n sie f ü r praktische Zwecke meist durch Messung der genannten beeinflussenden F a k t o r e n . Dazu bietet sich die direkte oder indirekte Bestimmung der Teilchengröße besonders an. Bimsstein — durch Austreten vulkanischer Gase porös erstarrtes ~> Gesteinsglas (-»- Obsidian) von meist heller F a r b e . Dichte < 1, H ä r t e > 5,5.

91

V e r w e n d u n g : Reinigungsmittel, Schleif- und Poliermittel, Zuschlagstoff f ü r Leichtbaustoffe Traß, - » Tuff). Bindebaustoffe, Bindemittel, Mörtelstoffe — natürlich vorkommende (-> Puzzolane, Anhydrit), überwiegend jedoch industriell hergestellte Stoffe mit nichthydraulischen bis hydraulischen Eigenschaften zur Verwendung als Bindesubstanz f ü r die Herstellung von -> Mörtel u n d -»• Beton. Sie besitzen die Eigenschaft, zu erhärten und bewirken dabei eine feste Verkittung der Zuschlagkörner. Somit haben die B. bestimmenden Einfluß auf die Eigenschaften, insbes. die Festigkeiten, von Mörtel und Beton. Die E i n t e i l u n g der B. erfolgt zweckmäßig nach der Art der ->• E r h ä r t u n g in die an der L u f t erhärtenden B. — die -> Luftbinder (nichthydraulische B.) — u n d die hydraulisch erhärtenden B. (-*• Bindebaustuffe, hydraulische). Bindebaustoffe, hydraulische, hydraulische Bindemittel, hydraulische Binder, Hydraulite — pulverförmige, anorganisch-mineralische Substanzen, die mit Wasser unter Bildung wasserhaltiger Verbindungen reagieren, wobei die Neubildungen wasserunlöslich sind. I i . B. vermögen sich also unter bzw. mit Wasser zu verfestigen und werden dabei gegen Wasserangriff widerstandsfähig. Hydraulisch bedeutet hier sowohl wasserbindend als auch wasserfest. Mischungen hydraulischer B. mit Sand u n d Wasser werden als —> Mörtel verwendet. H . B. in Form hydraulischer Kalkmörtel (z. T. u n t e r Verwendung von Puzzolanerde u n d Ziegelmehl) wurden bereits von den Römern f ü r viele bis auf den heutigen Tag erhaltene Bauwerke verwendet; das bekannteste und wichtigste h. B. der Neuzeit ist -> Zement in seinen verschiedenen V a r i a n t e n

Charakterisierung der wichtigsten B i n d e h a u s t o f f e nach ihrem Chemismus in Reihenfolge ansteigender P r o z e ß t e m p e r a t u r e n Stoff

Herstellungsverfahren

Kreiden

Trocknung

Branntgipse

Dehydratisierung

Chemische R e a k t i o n bei Herstellung

bei V e r a r b e i t u n g

keine

keine, allenfalls tribochemische R e a k t i o n e n im F e i n s t k o r n b e r e i c h

C a S 0 , - 2 H 3 0 -S- C a S 0 4 • +

H,0

CaSO ä

- i - H2OJ + W a s s e r n CaSO,-211,0

-I-H.O/-

hzw. ->• CaSO, +

2H,0/

Branntkalke

Dekarbonisierung « 1375 K

C a C 0 8 - > CaO + C O s /

CaO + H 2 0 -»• Ca(OIi) 3 + C 0 2 -H- C a C 0 3 + H20/

Hydraulische Kalke

Frittung

H y d r a t a t i o n (kolloid-kristalline B i n d u n g des Anmachewassers der F r i t t u n g s - , Sinterungs- u n d Schmelzprodukte)

Portlandzementklinker

Sinterung « 1725 K

CaCO s ' (oder CaSO,) SiO a AI 2 O 3 Fe203

Tonerdezementklinker

Schmelzung w 1825 K

f 3CaO - S i 0 2 2Ca0-Si02 3Ca0-Al203 4Ca0-Al203-Fe203 LCO 2 /-

A1„0, 1 fCa0-Al203 CaC03l |Ca0-2Al203 SiO, -»• -JäCaO -5A1 2 0 3 Fe203 1 12CaO-7Al203 ... J |C02/"

92

Bindebaustoffe, nichthydraulische

Einteilung der hydraulischen Bindemittel (nach K t - m ) Aluminatische Bindemittel

Silicatische Bindemittel An-ßich-hydrauüsche Bindemittel Ungesintert

Bindemittel aus latent-hydraulischen Stoffen Alkalische Anregung

Gesintert Portlandzemente

Bindemittel mit hydraulischen Zuschlägen Basis Klinker

Basis Kalk

Inerte Zuschl.

—»• Hüttenzemente

Ferrozemente

« t

(*Für den Bereich der DDR nicht von Bedeutung

der insbes. für Mörtel und -> Beton angewandt wird. E ine G r o b e i n t e i l . u n g der h. B. läßt sieh nach den wesentlichen Bestandteilen der Zusammensetzung in die beiden Gruppen silicatischer und aluminati scher Bindemittel (-> Tonerdezement) vornehmen. Eine Unterteilung der hydraulischen silicatischen B. ergibt sich aus der Tatsache, daß einige hiervon ohne weiteres mit Wasser erhärten, während andere hierzu noch eines „Anregers" oder Zuschlagstoffes bedürfen. Von selbst erhärtende hydraulische B. werden nach K Ü H L als „An-sich-hydraulische Bindemittel" bezeichnet. Sie lassen sich weiter unterteilen in hydraulische ungesinterte B. (—ä- hydraulische Kalke, Romankalk) und hydraulische gesinterte B. (-*• Zemente: —•>• Naturzemente, —> Portlandzemente). Eine zweite Gruppe der h. B., die sog. latenthydraulischen B., benötigen zur Entwicklung der hydraulischen Erhärtungsfähigkeit einen Anreger (so die latent-hydraulischen ->• Hüttenschlakken). Bei der dritten Gruppe, „Bindemittel mit hydraulischen Zuschlägen", muß dem Abbindeprozeß eine Reaktion mit anderen, meist alkalischen Zuschlägen (vorzugsweise Kalk) vorangegangen sein, um eine Erhärtung möglich werden zu lassen. Eine Einteilung der h. B. nach den genannten Gesichtspunkten ist von K Ü H L vorgenommen worden. Bindebaustoffe, niehthydraulische -> Luftbinder Bindemittel Bindebaustoffe Bindeeisen(probe) -> Hakenprobe Bülwern Bindeton »• teuerster Ton, der sich auf die aus-

schließliche oder überwiegende Verwendung als Bindemittel in „Feuerfesterzeugnissen mit mittlerem Al 2 Of-Gehalt" (-> Schamotte-Erzeugnisse) und teilweise auch in „Feuerfesterzeugnissen mit hohem Al 3 0 3 -Gehalt" (-> Bauxit-Erzeugnisse, -> Sillimanit-Erzeugnisse") bezieht. Im ursprünglichen Sinn wurde B. zur Unterscheidung von ->• Schamotteton gebraucht. Vom Verhalten des B. während des Brandes wird die Qualität des Fertigerzeugnisses weitgehend beeinflußt. Insbes. betrifft dies Erzeugnisse, die nach einem unplastischen Verfahren (-»• Trockenpreßverfahren, -s- Halbtrockenpreßverfahren) hergestellt werden. B. sind durch ein breites Dichtbrandintervall, mittlere bis hohe Plastizität bei guter Trockenbiegefestigkeit und guter Brennschwindung charakterisiert. Die technisch geforderten Eigenschaften werden durch die mineralogische und chemische sowie durch die granulometrische Zusammensetzung bestimmt. B. sind deshalb vorzugsweise feuerfeste Tone mit einem Al 2 0 3 -Gehalt von 2 5 - " 3 0 % sowie einem Kornanteil der Fraktion < 2 ¡xm von 4 0 - ' 6 0 % . Die mineralogische Zusammensetzung kann in weiten Grenzen schwanken, meist bilden jedoch -»• fehlgeordneter Kaolinit und Quarz die Hauptbestandteile, Glimmer und Mixedlayer-Minerale (Glimmer-Montmorillonit) die Nebenbestandteile. Bingham-Körper — nach E. C. B I N G H A M Bezeichnung für einen Körper, der sich bei Scherbelastung bis zu einem bestimmten Wert (-»- Anlaß wert) elastisch verhält und von da ab ein der — dem Anlaßwert überschüssigen — Scherspannung proportionales viskoses Fließen zeigt (s. Abb. —s-

Biotit Strukturviskosität). Der B . - K . stellt eine idealisierte Verhaltensweise dar, der die Tonmineralmassen nahekommen. Bioglas — gewerbeverträgliche -> Gläser zur Verwendung im menschlichen oder tierischen Körper, besonders für Knochen- und Gewebeersatz. B . ist meist P 2 0 5 -haltig und bildet zwischen Glas und Knochen eine gelatinöse Schicht aus, die einmal ein enges Verwachsen zwischen körpereigenem und körperfremdem Material gestattet und zum anderen Störungen mit umgebendem Gewebe weitgehend ausschließt. Die hohe Gewebeverträglichkeit des B. ist offensichtlich darauf zurückzuführen, daß sich auf Grund einer gewissen Löslichkeit des B. aus den Phosphatgruppierungen des Glases und bestimmten Knochensekreten bzw. Gewebeflüssigkeiten sehr kleine Apatitkristalle in der Oberflächenschicht des B. bilden, wodurch ein allmähliches Angleichen der Struktur des B. an die Knochenstruktur erreicht wird. B e i s p i e l einer B.-Zusammensetzung: 4 5 % Si0 2 , 2 5 % CaO, 2 4 % Na 2 0, 6 % P 2 0 5 . Um eine höhere Festigkeit gewebekompatibler Transplantate zu gewährleisten, wird hierfür auch Bioglaskeramik (Bio-Vitrokeramik), d. h. kristallisiertes Glas mit Fluorapatit als Kristallphase verwendet. Auch -¡- Oxidkeramiken werden als Knochentransplantate verwendet, wobei jedoch auf Grund der fehlenden Übergangsschicht zwischen Transplantat und Knochen die Gewebeverträglichkeit wesentlich geringer als bei B. ist. La.:

PANTANOW/CLARK/HENCH:

57 ( 1 9 7 4 ) , 412.

J.

Amer.

Ceram.

93

4. HM = 2,5 — 3; D = 2 , 8 - 3 , 2 (Fe-reich); # vollkommen nach (001), unvollkommen nach (110) und (010); F = schwarz, dunkelbraun, dunkelgrün, undurchsichtig; O = perlmutterglänzend ins Metallische. 5. n x = 1,571 — 1,616 ny = 1,609 — 1,696 nz = 1 , 6 1 0 - 1 , 6 9 7 ; A = 0,039—0,081 ( - ) , s. 1.; opt. Orientierung fast immer Glimmer I I . Art ( = Meroxen), selten I. Art ( = Anomit), s. 2.; 2 V x = meist klein, sehr oft fast 0°, selten bis 33°. 7. Vor dem Lötrohr inkongruent zu schwarzem Glas schmelzbar, je dunkler der B . um so leichter; wird von HCl nur wenig angegriffen, von heißer konz. H 2 S0 4 dagegen zersetzt. Im Laufe der Verwitterung geben die B . unter Oxidation des F e + + und unter H 2 0-Aufnahme leicht ihr K und dann auch die _ß[6l-Ionen ab ( = Baueritisierung); dabei werden sie hellgelb und metallisch glänzend (Katzengold); der Schichtenaufbau bleibt dabei unverändert erhalten. 8. Weitverbreitet in Eruptivgesteinen (Biotitperidotiten, Biotitgraniten, Zweiglimmergraniten, Trachyten), großtafelig in Pegmatiten, blätterig in krist. Schiefern (Biotit-, Zweiglimmerschiefer, Gneise); auch in Kontaktgesteinen; in SediAnnit

Siäerophyllif

Soc.

Biolithe — (griech.: bios = Leben, lithos = Gestein), Sedimentgesteine die völlig oder größtenteils aus Resten von Pflanzen ( P h y t o l i t h e ) oder Tieren ( Z o o l i t h e ) bestehen. Nach P O T O N I E sind brennbare (Kaustobiolithex 1. Humolithe = Kohlengesteine: Torfe, Braunkohle, Steinkohle, 2. Saprolithe = Faulschlammgesteine: Faulschlamm, Gyttja, Kupferschiefer, 3. Liptolithe = Harze: Bernstein) von nicht brennbaren ( A k a u s t o b i o l i t h e : Kieselschiefer; Diatomeenerde, Muschelkalk, Korallenkalk, Schreibkreide) zu unterscheiden. Biotit (Magnesiaeisenglimmer) 1. K(Mg, Fe, Mn)3[(OH, F)2/AlSi3O10]. 2. Monoklin-prismatisch; C\h —C2/c; a0 — 0,531 b0 = 0,923 c0 = 1,018; a0 : b0 : c0 = 0,575:1:1,103; ß = 99° 18'; Z = 2; ausgehend vom Muskovit-Gitter tritt in den Oktaederlagen Mg, Fe und Mn an Stelle des AI; 3(Mg, Fe, Mn)++ -»- 2 Al + + + ; Lepidomelan ist ein sehr Fe-reicher B . ; sehr eigentümlich ist ein Gehalt an Ti (Wodanit enthält etwa 1 2 % Ti0 2 ), er tritt für AI, vielleicht z. T. sogar für Mg ein. 3. Kristalle sind ein- und aufgewachsen, gewöhnlich tafelig mit hexagonalem oder rhomboedrischem Habitus; gewöhnliche Kombination: (001), (010), (111), (112), (101), (132), seltener (221); vermeßbare Kristalle in vulkanischen Auswürflingen (Laacher See, Vesuv); Zwillinge nach (110) mit (001) als Verwachsungsfläche; kommt in dichten plattig- oder schuppigkörnigen Massen vor.

MSS A!2

Mgs Al+

Phlogopit

Eastonit

1 : Abhängigkeit der Doppelbrechung und Brechungsindizes von der chemischen Zusammensetzung innerhalb der Biotitgruppe

dunhtirvtm^ djnhHgrün//

110

94

Biotitschiefer

hellbraun',

menten tritt er wegen seiner leichten Verwitterung zurück; die Anomite treten selten in basischen Effusivgesteinen auf (Nephelindolerit vom Katzenbuckel/Odenwald, Alnö/Schweden); mit Anthophyllit in den als Glimmerkugeln bezeichneten Kontaktbildungen in Niederösterreich, Mähren usw. 9.

XPDF2-45:1,01 0 , 2 0 0 S , 0,167G,

1 0

,0,337

1 0

,0,2668,0,2458,0,218S,

0,1548.

Lit.: MAUGTTIN: C. R. Acad. Sei. Paris, 186 (1928), 879.

( < 0,09 mm)] und Bitumen als —> Bindemittel (Straßenbaubitumen B 65, B 80 und B 200). Destillations- oder Straßenbaubitumen sind die bei der Destillation von Erdöl gewonnenen weichen bis mittelharten Bitumen. Die Destillationsbitumen werden nach einer mittleren Eindringtiefe bezeichnet. Diese gibt die Anzahl 1/10 mm an, um die eine mit 100 g belastete Nadel bei 25 °C in 5 s in das Bitumen eindringt. E n t h ä l t das Bindemittel Bitumen einen Teerzusatz, so heißen die damit hergestellten Betone Teerbitumenbeton. Mit B . bzw. Teerbitumenbeton werden hohlraumarme Verschleißschichten hergestellt. Diese werden entweder auf eine bituminöse Binderschicht verlegt und bilden mit dieser die BitumenbetonDeckschicht, oder das Verlegen geschieht direkt auf die Tragschicht. K o r n g r ö ß e : Nach der Korngröße des Splittes werden Bitumengrob- und Bitumenfeinbetone unterschieden. Das Größtkorn liegt für Bitumengrobbeton bei 25 mm und für Bitumenfeinbeton bei 12,5 mm. Z u s a m m e n s e t z u n g des Z u s c h l a g s t o f f e s : Man unterscheidet nach dem Gemengeanteil des Splittes zwischen splittarmen und splittreichen Bitumenfeinbetonen.

Biotitschieier —> Glimmerschiefer Biskuitbrand —-> Glühbrand Biskuitporzellan — unglasiert dicht gebranntes Weichporzellan. Eine untadelige Biskuitmasse hat nach dem Brand das äußere Aussehen von - > Fi-ittenporzellan, ist außerordentlich transparent und zeigt bei muscheligem und sehr glänzendem Bruch eine durchaus matte Oberfläche. Der weiche Mattglanz ist mit demjenigen weißen Marmors zu vergleichen. Die Farbe ist eine schwach ins Gelbliche gehende Tönung. - > S E G E K gibt für B . folgenden V e r s ä t z e n : 4 5 Teile Feldspat, 54 Teile Kaolin, 1 Teil Marmor, Brenntemperatur S K 8- -10. U m die Schwindung so gering wie möglich zu halten, wird ein Teil der Masse vorgebrannt und nach dem Mahlen mit dem rohen Anteil vermischt. Bei der Rohstoffauswahl muß der Wert auf quarzfreie Kaoline gelegt werden, da geringste Quarzmengen im Versatz schon einen unangenehmen Fettglanz auf der Oberfläche des Brenngutes verursachen. Deshalb ist auch bei Hartporzellan ohne entsprechende Nachbehandlung des Scherbens nicht die für Biskuiterzeugnisse gewünschte matte Oberflächenbeschaffenheit erreichbar. E r s t durch Beizen in stark verdünnter Flußsäure läßt sich der fettige Oberflächenglanz beseitigen. Aus B . wurden besonders im Klassizismus Darstellungen und Nachahmungen zeitgenössischer und antiker Marmorbildwerke hergestellt: es wird heute speziell für die Herstellung von Figuren und Reliefs, deren Konturen scharf wiedergegeben werden sollen, eingesetzt. Lit.: SEGERS gesammelte Schriften (Berlin 1908).

Bitmn "il> to?> — (—> Beton), ein Gemenge aus mineralischen - > Zuschlagstoffen [-»- Splitt ( 2 - - - 2 S mm), Sand ( 0 - - - 2 mm) und -»- Füller

Art des Zuschlagstoffes

Splitt Sand Füller

Zuschlagstoffanteile in % (Ma.) Bitumenfeinbeton splittarm

splittreich

20---H5 50---72 7---15

40---60 28—54 6---12

Bitumengrobbeton 50--70 20--45 5---10

B i t u m e n a n t e i l im B e t o n g e m e n g e Art des Bitumenbetons

Bitumenfeinbeton Bitumengrobbeton

splittarm splittreich

Bitumenanteil im Betongemenge in % (Ma.) 7---9 6---8 ± 0,3 5---7,5

Die Herstellung des Mischgutes erfolgt in Mischanlagen, in denen die Zuschlagstoffe getrocknet und ebenso wie das Bitumen auf die für eine einwandfreie Verarbeitung notwendige Temperatur gebracht werden können. Die Mischtemperatur hängt von der jeweils verwendeten Bitumenart ab und liegt zwischen 4 1 5 - 4 4 5 K . B . wird beim Einbau mit Walzen und Rüttelgeräten bis auf einen Hohlraumgehalt von l - - - 5 % vorverdichtet. Eine weitere Nachverdichtung erfolgt unter der planmäßigen Beanspruchung, z. B . dem Straßenverkehr. Bityit 1. CaLiAl 2 [(OH) 2 /AlBeSi 2 O 1 0 ]. 2. Monoklin-prismatisch; C%h — C2/c; a„ = 0,498 b0 = 0,867 c 0 = 1,874; a0:60: c 0 = 0 , 5 7 4 : 1 : 2 , 1 6 1 ; ß = 90°; Z = 4 ; B . — häufig als verwandt mit - » Staurolith angesehen — ist ein Mineral der Sprödglimmer-Gruppe, dessen oktaedrische K o -

Blas-Blas-Yerfahren

3. 4. 5. 7. 8. 9.

ordinationszentren jedoch nicht vollständig, sondern im Durchschnitt n u r von 2,3 bis 2,6 s t a t t 3 Kationen besetzt sind. Mit B. ist „Bowleyit" identisch. Kristallisiert pseudohexagonal; polysynthetische Verzwillingung. HM = 5,5; D = 3,07; # sehr gut nach der Basis. nx =. 1,651 ny = 1,659 nz = 1,661; Z) = 0,010 (~);nx m [001] nu = [100] nt = [010]; A.-E. 1 (010); 2 F = 35-••52°. Vor dem Lötrohr leicht schmelzbar zu blasigem, opakem Glas unter R o t f ä r b u n g der F l a m m e ; wird von Säuren nicht angegriffen. Pegmatitisch; gemeinsam mit -> Turmalin, —> Lepidolith. X P D F 11-400: 0,248 10 , 0,145 10 , 0,204 s , 0,314 8 , 0,188,, 0,429 6 , 0,236 6 , 0,157 6 . IM.:

STKDSZ: Z. K r i s t . 107 (1956),

325-330.

Blähschiefer Blähton Blähton; Blähschiefer (Keramsit) — Blähton und Blähschiefer, zusammengefaßt auch Keramsit oder Porensinter genannt, sind aus blähfähigen Tonen, Tonschiefern oder Schiefertonen beim Erhitzen auf 1325- -1475 K vorwiegend im Drehrohrofen hergestellte Leichtzuschlagstoffe. C h e m i s c h e Z u s a m m e n s e t z u n g : Si0 2 55 bis 65%, A1 2 0 3 1 9 - 2 3 % , F e 2 0 3 7 - 1 0 % , CaO 1 — 3 % , MgO 2 — 3 % , Alkalien bis 5 % . Die E i g e n s c h a f t e n sind abhängig von Rohstoff und Brennprozeß. Kornoberfläche geschlossen. Kornform bei Blähton kugelig, bei Blähschiefer eckig, teilweise plattig. Rohdichte Schüttdichte

0,8---l,2 g/cm3 0,4---0,7 kg/dm 3

Wasseraufnahme

15 •••25%

Kornporigkeit

40---60%, gute Kornfestigkeit

Geeignet als Zuschlagstoff f ü r konstruktivwärmedämmende Betone u n d Konstruktionsbetone (Stahl- und Spannbeton). Hitzebeständigkeit bis etwa 1375 K . Blankschmelze — die Läuterperiode der Glasschmelzprozesse, in der die bei den Gemengereaktionen entstehenden Gasblasen ausgetrieben werden und das Glas homogenisiert wird. Während dieser Periode, die sich der Rauhschmelze anschließt, erreicht die Glasschmelze die höchste Temperatur. Zu Beginn der B. sollen -> Läutermittel ihre maximale Zersetzungsgeschwindigkeit erreichen. Die bei der Zersetzung der Läutermittel entstehenden Gasblasen steigen auf, reißen die kleinen Blasen mit u n d vergrößern sich auch dadurch, daß die im Glas gelösten Gase in die Blasen hineindiffundieren, bis die Partialdrücke der gelösten Gase m i t dem Partialdruck der Gase in den Blasen im Gleichgewicht stehen. Durch das Aufsteigen der Blasen entsteht eine Rührwirkung, die f ü r die Homogenisierung von entscheidender Bedeutung ist. Ein weiterer Ausgleich in der chemischen Zusammensetzung erfolgt durch Diffusion. Die B. ist beendet, wenn das Glas blasenund schlierenfrei ist. Nach dem Blankschmelzen läßt man das Glas bis zur Verarbeitungstemperat u r abkühlen (-»• Abstehen). Blas-Blas-Maschinen — mit Tropfenspeiser gespeiste Glasformungsmaschinen, bei denen Vor-

95

u n d Fertigformung durch einen Blasvorgang (-> Blas-Blas-Verfahren) bewirkt werden. Der Glastropfen gelangt bei den Drehtischmodellen im freien Fall, oder bei Verwendung von Reihenmaschinen (Geradeaus-Bauart) über eine Leitrinne vom Speiserkopf bis in die Vorform. Vertreter dieser B a u a r t sind u. a.: H a r t f o r d I S (Reihenmaschine), Lynch 44 (Reihenmaschine), Roirant „ R 7" (Drehtisch-Prinzip), Pöting (Drehtisch-Prinzip), Putsch (Drehtisch-Prinzip), Mitchell (Drehtisch-Prinzip), K n o x - W D (DrehtischPrinzip). Auf den speiserbeschickten Maschinen dieses Typs werden vorwiegend Enghalsflaschen hergestellt. Blas-Blas-Verfahren — Formgebungsverfahren f ü r —> Hohlglas, bei dem sowohl das Vorformen als auch das Fertigformen durch Blasen erreicht wird. Das B. mit tropfengespeisten Maschinen (-»Blas-Blas-Maschinen) dient insbesondere der Herstellung von Enghalsgefäßen (Flaschen). Wie beim -s- Preß-Blas-Verfahren sind f ü r den Formgebungsprozeß Mündungsform, Vorform und Fertigform notwendig, wobei hier jedoch alle drei benötigten F o r m e n zweiteilig sind. A r b e i t s p r i n z i p : Beim Einfüllen des Tropfens in die Vorform (Tropfeneingabe a) steht beim B. die Vorform verkehrt, d. h. mit dem engen Flaschenhals nach unten. D a r u n t e r befindet sich die Mündungsform. Damit beim Einfüllen das Glas alle Vertiefungen der Mündungsform ausfüllt, wird die Vorform oben, am Bodenteil verschlossen u n d entweder durch diese Abdeckung L u f t eingeblasen (Niederblasen b) oder durch die Mündungsform nach unten die L u f t aus der Vorform u n d der Mündungsform abgesaugt. Danach wird durch die Mündungsform der Glasposten in die Vorform geblasen (Oegenblasen c). Zur exakten Mündungsausbildung befindet sich während der Vorformung zentrisch in der Mündung der Mündungsform ein Dorn, auch Pegel genannt, der f ü r die innere Flaschenmündung die vorgeschriebenen Toleranzen garantiert. Nach der Vorformung werden der Verschluß des Bodenteiles der Vorform entfernt und die Hälften der Vorform geöffnet, so daß der vorgeformte Glasposten kurzzeitig senkrecht auf der Mündungsform zu stehen k o m m t . Anschließend wird der durch die Mündungsform gehaltene vorgeformte Glasposten um 180° nach unten geschwenkt und zwischen die geöffneten Hälften der Fertigform übertragen (d). Danach schließen sich die Hälften der Fertigform um den Glasposten. W ä h r e n d des Schließens hängt der Glasposten frei in der Mündungsform und verlängert sich. Gleichzeitg t r i t t eine Rückerhitzung ein (e). D a s Fertigblasen in der Fertigform erfolgt entweder durch Aufsetzen eines Blaskopfes auf die Münduhgsform und Zuführung von Blasluft (f) oder — nach Entfernen der Mündungsform — durch Absaugen von L u f t aus der Fertigform, wobei der äußere L u f t d r u c k die Flasche ausbläst. Nach Öffnen der Fertigformhälften (g) kann die fertige Flasche entnommen werden.

96

Blasdüsenstein

'1 !i • Bubblings die Düsen für die Zuführung der L u f t in das Glasbad geführt werden (/. u. 2.). Die innerhalb der Blasendüsenreihe (Bubblingreihe) zwischen den B . eingebauten Steine werden verschiedentlich als Zwischensteine bezeichnet. Wegen der hohen Belastung der B . muß für diese ein hochwertigeres Feuerfesterzeugnis als im übrigen Wannenboden Bodenstein, -> (Glas-) Wannenstein) eingesetzt werden. E s finden ausschließlich —> schmelzflüssig geformte Feuerfesterzeugnisse, bevorzugt ->• Korund-BaddeleyitErzeugnisse mit mehr als 4 0 % Z r 0 2 Verwendung. Als B . werden möglichst lunkerfreie, mindestens jedoch lunkerverminderte Steine benutzt. B . werden sehr häufig — auch bei isoliertem Wannenboden — gekühlt. F ü r die den B . außerhalb der Blasdüsenreihe benachbarten Bodensteine wird vielfach ein den B . ähnliches Material

1 — Glasspiegel, 2 — Diisenstein, 3 — Bodenbelag, i — Seitenstein, S — Bodenstein

Blasenbildung

97

aus dem Glas ausgetrieben und die gelöste Gasmenge weitestgehend erniedrigt. Nach dem Läutern sollte ein Glas fast frei von Blasen sein. Beim Abstehen u n d Verarbeiten ist darauf zu achten, daß keine neuen B. entstehen. Deshalb m u ß der gesamte Schmelz- und Verarbeitungsprozeß optimal aufeinander abgestimmt sein, u m die Blasenhaltigkeit eines Glases möglichst niedrig zu halten. Als Ursachen f ü r eine Blasenbildung im Glas kommen eine unzureichende Läuterung, Störungen der Löslichkeitsgieichgewichte, Störungen bei der Verarbeitung sowie Gasaustritt aus dem feuerfesten Material infrage. J e nach der Art der Verarbeitung des Glases treten die unterschiedlichsten Blasenformen auf. Zur Abschätzung und Messung der Größe u n d Anzahl der im Glas vorhandenen B. dienen die Verfahren zur Bestimmung der Blasenhaltigkeit. (-> Blasenhaltigkeitspriifung). Um die Ursachen f ü r eine Blasenbildung feststellen zu können, ist es notwendig, den Blaseninhalt zu identifizieren. Durch die Blasenuntersuchung wird der Chemismus und die mengenmäßige Verteilung der in den Blasen enthaltenen Gase ermittelt. 2: DOsenstein zum Einblasen von komprimierten Gasen in den Absichtlich werden Blasen z. B. im ->• SchaumWannenboden glas erzeugt, u m diesem Glas bestimmte Eigen1 — Blasöffnung, 2 — Blasdüse, 3 — hitzebeständiges schaften zu verleihen. Zur Erzielung dekorativer Stahlrohr, 4 — Düsenstein, 5 — Bodenplatten, 6 — Wannenbodensteine, 7 — Isolierung, 5 — Verschraubung, 9 — Zu- E f f e k t e erfolgt das Einstechen von Blasen ins Glas bei kunstgewerblichen Gegenständen wie führungsrohr Vasen, Tellern usw. SU

3

2 1

verwendet, oder das übliche Material (z. B. -*• Schamottestein) wird schwächer gehalten und ein stärkerer -»- Schonboden (-» Schonplatten, -> Abdeckplatten) aus schmelzflüssig geformten Material vorgesehen. F o r m a t m ä ß i g entsprechen die B. im wesentlichen den gebräuchlichen Wannensteinen, vorausgesetzt die Maße passen sich der gewählten Zustellung des Bodens an. Spezielle oder standardisierte F o r m a t e f ü r B. sind noch nicht gebräuchlich. Gleichbedeutend mit B. wird auch der Begriff ->• Bubblingstein verwendet. Blasen (-»- Glasfehler) — gasförmige Einschlüsse im Glas. Da sowohl die freie Durchsicht als auch die Festigkeit des Glases durch B. mehr oder weniger s t a r k beeinträchtigt werden, m u ß die Blasenhaltigkeit der Gläser möglichst niedrig sein. U m ein blasenarmes Glas erschmelzen zu können, sollten im Gemenge etwa 10---20% (Ma.) gasförmiger Bestandteile vorhanden sein. So enthält z. B. ein kg Flachglasgemenge etwa 60 l C0 2 u n d 0,2 l L u f t . Gemenge ohne gasförmige Bestandteile schmelzen sehr langsam ein und ergeben kein vollwertiges Glas. Beim Einschmelzen wird der größte Teil der gasförmigen Bestandteile durch Reaktion der Gemengebestandteile untereinander, durch thermische Zersetzung usw., freigesetzt. Die noch verbleibende Gasmenge liegt als B. im Glas vor oder ist chemisch bzw. physikalisch im Glas gelöst. Dabei stellen sich f ü r die verschiedenen Gase in Abhängigkeit von der Temperatur, Ofenatmosphäre und Glaszusammensetzung bestimmte Lösungsgleichgewichte ein. 1 kg Glas enthält etwa 1 • •• 5 cm 3 Gas gelöst. Durch die Läuterung (-> Läutern, Läuterungsmittel) des Glases werden die noch vorhandenen meist kleinen Blasen 7

Hinz

Blasen (das) -»• Bubbling Blasenanzahl (optisches Rohglas) — die nach der —s- Blasenhaltigkeitspriifung von optischem Rohglas ermittelte Anzahl an Blasen in einem bestimmten Glasvolumen. Das zu prüfende Glasvolumen ist in den jeweiligen Erzeugnisstandards festgelegt. Blasen mit einem Durchmesser < 0,063 m m bleiben unberücksichtigt. U m einen besseren Vergleich der B. der verschiedenen Erzeugnisse zu ermöglichen, wird die B. auf 100 cm 3 Glas — Bzl0 0 — bezogen. Blasenanzahl f ü r 100 cm 3 Glas: Bz 100 =

Bz

-

100

geprüftes Volumen in cm 3 Blasenbildung — 1. Glasurfehler durch Entwicklung und Austritt von Gasen aus der verwendeten Farbe. U r s a c h e n können folgende Reaktionen sein, wenn diese nach der Glasurbildung erfolgen: Aus nicht totgebrannten Farboxiden, wie z. B. von Cobalt-, Eisen-, Mangan- und Nickeloxid kann Sauerstoff austreten, aus den Sulfaten, die bis etwa 1525 K stabil sind, daher beim Brennen nicht reagieren, k a n n Schwefeltrioxid frei werden, unvollständige Verbrennung der Dekorationshilfsmittel (Drucköl, Terpentin usw.) k a n n zur Verkokung dieser Stoffe führen. Weiterhin kann B. bei ungenügendem Schrühbrand auftreten, besonders bei kräftigen Unterglasurdekoren, bei denen viel Öl verbrannt werden muß. 2. Emaillierfehler durch übermäßig große Konzentration an Wasserdampf in der Muffelatmosphäre, wobei Blasen mit einem Drm. von 1 bis 6 m m a u f t r e t e n können. Ebenso können

98

Blasenbohren

Inhomogenitäten im Stahlblech oder im Gußeisen oder organische Verschmutzungen auf der Oberfläche des Metalls Anlaß zur B. geben. Blasenbohren — charakteristische Korrosionserscheinung an Feuerfesterzeugnissen, die in direktem Glaskontakt stehen. Gleichbedeutend mit B. wird auch der Begriff Lochfraß verwendet. Es wird zwischen -> Aufwärtsbohren (aufwärtsgerichteter Lochfraß) u n d ->• Abwärtsbohren (abwärtsgerichteter Lochfraß) unterschieden. Lit.: Boggum: Sprechsaal 107 (1974), 5 6 5 - 5 6 9 ) .

Blasengruppe (optisches Rohglas) — Gütekategorie bei optischen Rohglas mit der -»• Gesamtblasenfläche f ü r 100 cm 3 Glas (Bz100) als Kriterium. Blasengruppe 00

\

über über über über über über über über

0,016 mm 22 0,032 mm 0,063 m m2' 0,125 mm 1 0,250 mm 0,5 mm 3 1,0 mm 22 2,0 mm

bis bis bis bis bis bis bis bis bis

2 0,0016 mm 0,032 mm 22 0,063 mm 0,125 mm 22 0,250 mm 0,5 mm 22 1,0 mm 2 2,0 mm 2 4,0 mm

International gibt es keine einheitlichen Festlegungen, weshalb in anderen Ländern die Einstuf u n g der optischen Gläser in Gruppen, Klassen oder Kategorien nach anderen Merkmalen, so z. B. nach dem Durchmesser der größten beobachteten Blase usw., erfolgt. Die B. ersetzt die früher f ü r die Charakterisierung optischen Rohglases übliche Bestimmung der Blasenklasse. Blasenhaltigkeitsprüfung (für optisches Rohglas) — Verfahren zur Messung der Blasendurchmesser lind der Blasenanzahl. Mit Hilfe der B. läßt sich das optische Rohglas nach Qualitätsgruppen klassifizieren. Der P r ü f k ö r p e r wird von einer Lichtquelle durchstrahlt. Mit Hilfe eines Mikroskopes werden die Blasen entgegengesetzt zur Beleuchtungsrichtung beobachtet. Die Blasen erscheinen dunkel mit hellem K e r n auf hellem Hintergrund. Ihre Größe wird mit Hilfe eines Meßokulars bestimmt. Als Prüfkörper sind säulenförmige Glasstücke von mindestens 600 cm 3 Volumen, bei denen zwei gegenüberliegende Flächen parallel laufen und poliert sein müssen, zu verwenden. I m Bild ist die P r ü f a p p a r a t u r schematisch dargestellt. D u r c h f ü h r u n g d e r P r ü f u n g : Die Probe ist so in den Strahlengang einzusetzen, daß die polierten Flächen senkrecht zur optischen Achse des Mikroskopes stehen. D a n n ist die dem Mikroskop zugewandte Probenoberfläche scharf einzustellen und die Probe in Richtung der optischen Achse so zu bewegen, bis die dem Mikroskop abgewandte Probenoberfläche scharf abgebildet ist. Dabei wird jeder P u n k t der Probe, der sich innerhalb des Gesichtsfeldes des Mikroskopes befindet, einmal scharf abgebildet. J e d e scharf abgebildete Blase innerhalb der Gesichtsfeldblende ist mit den auf der Testplatte befindlichen Kreisen zu vergleichen und dem kleinsten Testkreis, der das Blasenbild vollständig einschließt, zuzuordnen und zu zählen. Nach einmaligem

„Durchfahren"

der

Probe

200mm

L

F

Schema der Prüfapparatur zur Bestimmung der Blasenhaltigkeit L - Lichtquelle, Glühlampe 220 V 100 W a t t ; F - Optisches Filterglas VE 53--62 n. O - Objektebene; P - Probe; OB — Objektiv, Brennweite 100 mm, freier 0 28 m m ; OK — Orthoskopisches Meßokular (V = 17); B — Beobachtungsmikroskop, opt. Tubuslänge 100 m m ; ZB — Zwischenbildebene, Abbildungsmaßstab im ZB 1 : 1 ; TP — Testplatte, auf der Kreise folgender Durchmesser in mm aufgebracht sind: 0,0315; 0,063; 0,10; 0,16; 0,25; 0,40; 0,63 und 1,0 l — Probendicke

sind die Blasen in einem Glasvolumen von 1 cm 3 registriert. Danach werden so oft andere Stellen der Probe untersucht, bis 600 cm 3 der Probe gep r ü f t sind; jede Stelle der Probe ist nur einmal zu erfassen. Aus der Anzahl der verschieden großen Blasen werden die Blasenanzahl und die -»• Gesamtblasenfläche errechnet. Blasentest — Methode zur Bestimmung der Blasen, die beim K o n t a k t von Glas mit Feuerfestmaterial entstehen. Die Fähigkeit des Feuerfestmaterials zur Blasenbildung wird durch Indizes von 1 - 1 0 dargestellt, wobei der Index 1 einem Material entspricht, das keine Blasen bildet und der I n d e x 10 einem Material, das praktisch mit Blasen bedeckt ist.

Blasentest Index 5, 40fache Vergrößerung

Man unterscheidet verschiedene B l a s e n b e s t i m m u n g s m e t h o d e n , wie die Plättchen- u n d die Stabmethode, Versuche mit Bassinproben und die direkte Prüfung unter dem Mikroskop. Die im Labor am häufigsten angewandte Methode ist die Plättchenmethode, da sie die einfachste und schnellste ist und ihre Ergebnisse g u t mit dem Verhalten des Feuerfestmaterials in der Glaswanne übereinstimmen. Die P l ä t t c h e n m e t h o d e wird folgendermaßen ausgeführt: Die Probe h a t die Form einer Scheibe und wird zwischen zwei Glasplättchen eingelagert. Die Schale, in der der Test vorgenommen wird, m u ß aus einem Material bestehen, das selbst

Blechpuderemaillierung k a u m Blasen erzeugt; sehr günstig ist Sinterkorund. I n einem elektrisch beheizten Ofen wird auf die gewünschte Temperatur aufgeheizt. Die Versuchst e m p e r a t u r e n werden je nach Einsatzgebiet des Feuerfestmaterials recht unterschiedlich gewählt; sie schwanken zwischen 1375 und 1925 K . Die meisten Vorschriften beziehen sich jedoch auf eine Arbeitstemperatur von etwa 1375 K . Die Versuchsdauer ist ebenfalls vorher festzulegen. Nach dem Abkühlen wird die Probe mikroskopisch untersucht und erhält eine Indexzahl. Blasig- und Pockigwerden der Glasur — - » Glasurfehler. Mögliche Ursachen: 1. Die Glasur k o n n t e ihre Schmelzperiode nicht beenden (zu erkennen an den dick glasierten Stellen, die noch opakes Aussehen zeigen). 2. Kohlenstoffablagerung u n d zu schnelle B r a n d f ü h r u n g . Die Blasenbildung ist dabei o f t von Schwarz- und Grauwerden der Glasur begleitet. 3. Einwirkung von Schwefelsäure. Das B.- u. P . ist in diesem Falle von solchen charakteristischen Merkmalen wie Mattwerden, Schrumpfungen, Salzausscheidungen (Sulfate) usw. begleitet. 4. Salzausblühungen an den K a n t e n u n d Rändern des Scherbens; ihre Ursachen können im Rohmaterial, Anmachwasser oder in zu nassen Gipsformen liegen. 5. Ungleichmäßige Verteilung der Flußmittel in der Masse, a n h a f t e n d e Massekörnchen oder körnige Glasurverunreinigungen; dadurch Pokkenbildung, die sich mit der Lupe näher identifizieren läßt. 6. Verwendung von unreinen Oxiden (Antimon-, Chrom-, Nickeloxid usw.) u n d -> Farbkörpern, mangelhaftes Brennen oder ungenügendes Auswaschen bei der Fabrikation der F a r b k ö r p e r ; dadurch im allgemeinen E n t s t e h u n g einzelner größerer Blasen. 7. Überfeuern; dadurch verursachter Ubergang von Oxiden in eine andere Oxidationsstufe oder Verflüchtigung von Stoffen auf Grund der höheren T e m p e r a t u r : Entstehung von Blasen u n d Pocken. Blaufarbkörper — -»- keramische Farbkörper mit blauem -s- Färbemittel zur F ä r b u n g von -> Glasuren und Massen. Die meisten B. sind auf der Basis von Verbindungen von Cobaltoxid und wahlweise Si0 2 , A1 2 0 3 , ZnO, S n 0 2 , Cr 2 0 3 , NiO aufgebaut. Cobaltfarbkörper sind bis ¡=» 1825 K temperaturbeständig und werden in keramischen Massen, Glasuren, -»- Aufglasur- u n d —> Unterglasurdekoren eingesetzt. Die Brennatmosphäre sollte oxidierend sein, u m eine Reduktion der Cobaltverbindungen u n d ein Aufkochen der gefärbten Oberfläche zu vermeiden. Die Cobaltoxide werden selten direkt zur Färbung verwendet, da sie beim Erhitzen ihre Valenz verändern, Sauerstoff abgeben und infolgedessen Fehler der gefärbten Oberfläche entstehen. Wichtigste chemische Systeme zur Erzielung von B.: C a 0 - A l 2 0 3 , C o 0 - S i 0 2 , C o 0 - C r 2 0 3 , CoO —ZnO, CoO—P 2 0 5 , C o 0 - S n 0 2 , C o O - A l 2 0 3 - Z n O , CoO—A1 2 0 3 —Si0 2 , C o 0 - A l 2 0 3 - C r 2 0 3 , CoO—ZnO — Si0 2 , Z r 0 2 — V 2 0 5 —Si0 2 und CuO. 7*

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Bei den meisten B. ist die F a r b e auf das Vorhandensein von Cobaltaluminat, C o 0 - A l 2 0 3 zurückzuführen. Bekannteste, in der Praxis verwendete B. sind Verbindungen der Oxide: - „Thenards Blau" in der Keramik als „Kobalt-" oder „Mattblau" bezeichnet CoO — A1203 — ZnO -„Preußisch Blau", intensive dunkelblaue Farbe „îieublau", intensive dunkelCoO — A1203 — Cr 2 0 3 blaue Farbe mit grüner Tönung dunkel glänzendes Blau mit vioCoO —A1203 —Si02 letter Tönung CoO-SiO a - intensive dunkelblaue Farbe Blau" oder „Mittelblau" CoO — AI2O3 — ZnO — Si0 2 „Sèvres CoO — Sn0 2 - „Zinnblau" oder „Ceruleum", himmelblauer Farbkörper mit großer Trübungsfähigkeit ergibt ein, .Nickelblau' ', CoO — A1203 — NiO — Si0 2 Mischung dunkel grau-blaue Färbung Co0-Al203

B. auf Cobaltoxid-Basis können universell in allen Glasurtypen eingesetzt werden. Günstig auf die Entwicklung der Glasurfarbe wirken sich ->• Bleiglasuren aus. Zinkgehalt fördert die Bildung leuchtend blauer Farbtöne. I n bleifreien Glasuren erzielt m a n hellere und kälte Farben. C o b a l t o x i d f r e i e Blaufärbungen lassen sich auf der Basis von Z r 0 2 —V 2 0 5 —Si0 2 erzielen. Die blauen Zirkonvanadin-Farbkörper zeichnen sich dadurch aus, daß sie bei hohen Temperaturen sehr beständig sind (max. «a 1625 K bei oxidierender bzw. schwach reduzierender Brennatmosphäre) und sich mit ihnen angenehme Pastelltöne herstellen lassen. I h r e m Mineralcharakter nach stellen sie -> Farbkörper mit Zirkonsilicatgitter dar, in das geringe Mengen Vanadium eingebaut wurden. Zr—V—Si-Farbkörper eignen sich zur F ä r b u n g von • -»• Engoben und Glasuren, sowie f ü r Aufglasurund Unterglasurdekore. Der Farbkörper enthält folgende Grundelemente: Zirkonoxid, Siliciumdioxid, Vanadiumverbindungen, z. B. Vanadiumoxid, Ammoniumvanadat, Alkaliverbindungen, z. B. Doppelfluorid, Bariumcarbonat, Natriumchlorid, Natriumfluorid. Die Glühtemperatur liegt zwischen 1175 und 1275 K . Nach dem Brand ist ein gründliches Waschen zur Beseitigung der löslichen Salze erforderlich. Bei Einsatz des Farbkörpers in Glasuren gilt: — Z r — V - S i - F a r b k ö r p e r sind gut geeignet f ü r hochviskose, vornehmlich -» Zirkonglasuren, — nicht geeignet f ü r blei- und alkalireiche Glasuren, — Farbkörper neigt in Glasuren zu -> Nadelstichen u n d Eierschaligkeit, besonders, wenn Glasur lange lagert (Bildung von Calciumvanadat, das als starkes Flußmittel wirkt), — Farbkörper gibt getrübten Glasuren blaue Pastelltöne. Zur Massefärbung mit blauem ZirkonvanadiumFarbkörper genügen geringe Zusätze in möglichst weißbrennenden Scherben. Blechgrundemail -> Grundemail Blechpuderemaillierung —> Puderemaillierung Tauchpuderemail

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Bleicherde

Bleicherde — zum Bleichen von gefärbten flüssigen Stoffen, besonders Ölen, Petroleumprodukten etc. verwendete — durch eine Säurebehandlung (z. B. Schwefel- oder Salzsäure) veränderte — Tone, insbesondere -> Bentonite (s. a. -»- Montmorillonite). Durch die Säurebehandlung werden insbesondere die austauschbaren Kationen gegen Wasserstoffionen ersetzt. Behandlungstemperatur und -zeit, sowie Säuremenge und Konzentration sind von Einfluß auf die Erzeugung eines hinsichtlich seiner bleichenden Wirkung optimalen Produktes und müssen weitgehend empirisch für jeden Bentonit erprobt werden. Von einer guten B. wird geringe Ölretention, gute Filtrationscharakteristik und hohe Festigkeit der Partikeln verlangt. Die B. soll sich schlecht dispergieren, bis 875 K (Calcinierungstemperatur) ihre Eigenschaften beibehalten und die Korngrößenverteilung nicht wesentlich verändern. Der Entfärbungseffekt beruht auf der Filtrationswirkung, der selektiven Adsorption und der katalytischen Aktivität des in der B. vorliegenden Montmorillonits.

Bleikristallglas — bleioxidhaltige Gläser mit mindestens 24% (Ma.) PbO. Als schweres B. wird ein Glas mit ^ 30% (Ma.) PbO und > 12% (Ma.) Alkali, als Bleihalbkristallglas ein Glas mit 7--13% (Ma.) PbO verstanden. B. zeichnet sich durch starken Glanz und hohe Lichtbrechung aus. Es kam in der zweiten Hälfte des 17. J h . in England auf; als Erfinder gilt George Ravenscboit, ein englischer Glastechniker, der im Jahre 1674 ein Patent auf sieben Jahre für die Herstellung von Bleiglas erhielt. Die Blütezeit der englischen B.herstellung reicht vom Ende des 17. Jh.s bis zum Ende des 18. Jh.s, als in zahlreichen Hütten B. hergestellt wurde. Die englische B.herstellung dieser Zeit hat einen starken Einfluß auf den ->• Glasschnitt und Glasschliff ausgeübt. So wurden die vollständig geschliffenen Englischen Gläser am Ende des 18. Jh.s mit ihrem Facetten- und Brillantschliff vor allem Vorbild für -» Böhmisches Glas und Deutsches Glas, das dann in Form und Vielfältigkeit sowie im Schnitt das eher solid praktische Englische Glas übertrifft.

Bleiglasuren, bleihaltige Glasuren — entsprechend der gebräuchlichen Einteilung keramischer — Glasuren in bleihaltige und bleifreie: Sammelbegriff für Glasuren, die als Glasurbestandteil Bleioxid enthalten. Eine weiterhin übliche Unterteilung der bleihaltigen Glasurversätze ist mit boroxidfreien und boroxidhaltigen B. gegeben. In der Glasurtechnik finden i. allg. sowohl rohe als auch gefrittete B. Anwendung, Rohe *B. kommen in beschränktem Umfang für Tongut (Irdenglasur) oder für spezielle künstlerische Zwecke Kunstglasuren) zum Einsatz. In allen anderen Zweigen der keramischen Industrie werden ausschließlich gefrittete B. verarbeitet. Dadurch ist es möglich, die erhöhte Giftigkeit der rohen B. und ihre gesteigerte Bleioxidverdampfung während des —> Glattbrandes zu vermeiden. Technisch angewandte B. weisen Glattbrandtemperaturen bis etwa 1500 K auf und zeichnen sich durch ein relativ breites Brennintervall aus. Während des Glattbrennens sind B. verstärkt anfällig gegen reduzierende oder schwefelhaltige Gase; ohne besondere Manipulationen können sie auch nicht mit Chalkogenidpigmenten angefärbt werden. B. zeigen eine hohe Brillianz, ein geringes Entglasungsbestreben und eine gute Farbentwicklung beigemengter keramischer Farbstoffe. Es sind B. mit einem Ak(293...675K) von etwa 4 • 10 -6 K - 1 bekannt. Nachteilig auf die Gebrauchswerteigenschaften der B. wirkt sich ihre Schadstoffabgabe beim chemischen Angriff aus (-> Bleilässigkeit).

Bleilässigkeit — Abgabe von Blei bleihaltiger Glasuren (-> Bleiglasuren) durch Säuren (Essigsäure, Salzsäure etc.). Für Gefäße, die mit Nahrungsmitteln in Berührung kommen, ist in vielen Ländern durch Gesetze oder Verordnungen die maximale Bleimenge festgesetzt, die von der Gefäßoberfläche an eine saure Prüflösung abgegeben werden darf. Da Blei und seine Verbindungen gesundheitsschädigend sind, wird die Bleiabgabe von Geschirr nur in engen Grenzen toleriert. Da viele ->• Glasuren, keramische Farbkörper und praktisch alle Schmelzfarben Blei enthalten, ist die Bestimmung der Bleiabgabe von eingebrannten —> Aufglasurfarben, Glasuren und -> Dekoren erforderlich. Sie ist in verschiedenen Ländern standardisiert. Die Bestimmung erfolgt nach 24stündiger Einwirkung von 4%iger Essigsäure bei Zimmertemp. (etwa 20 °C) auf den zu prüfenden Körper, Fällen des gelösten Bleis als PbCr0 4 und j odometrische Titration von Cr0 4 . Die Bleiabgabe wird angegeben in mg/dm 2 . Die höchstzulässige Bleiabgabe beträgt als Richtwert 0,4 mg Pb/dm 2 Geschirroberfläche, soweit sie mit Nahrungsmitteln in Berührung kommt. Bleidioxidbestimmung (in silicatischen Materialien) — Arbeitsgang der qualitativen und quantitativen -> Silicatanalyse. Blei(II)oxid, auch Bleiglätte genannt, findet u. a. zur Herstellung von niedrigschmelzenden und stark lichtbrechenden Gläsern, z. B. Kristallglas, Flintglas, Lötglas und Straß, von Glas- und Metallkitten, sowie in der keramischen Industrie

Einige Beispiele typischer Bleikristallglaszusammensetzungen Ai.O, 0,20

Halbkristall Niederlausitz Bleikristallglas

Fe.Oa

J-

Schweres Bleikristallglas ^

0,34

0,38

SiOa

Xa20

KjO

CaO

BaO

67,81

1,50

15,61

2,0

7,48

58,2 60,37

-

12,0 11,76

4,1 -

25,7 27,86

12,10 7,0

0,30

33,82 48,0

52,54 42,0

0,18 3,0

PbO

MgO

MnO

5,22

0,15

0,16

Bleidioxidbestimmung für Bleiglasurfritten und Porzellanfarben Verwendung. In natürlichen Silicaten kommt Blei häufig, aber nur in geringen Konzentrationen vor. Blei kann a) nach der klassischen chemischen Methode gravimetrisch als P b S 0 4 und PbCr0 4 bestimmt werden. Für die Bestimmung in Gläsern und Glasuren werden als schnellere Verfahren b) die elektrolytische und c) die komplexometrische Methode bevorzugt. Eine Methode für betriebsanalytische Serienuntersuchungen stellt d.) die Direktthermometrie Direktthermom) dar. Bleigehalte < 1 % sollten entweder e) polarographisch oder f) mit Hilfe der Atomabsorptionsspektrometrie bestimmt werden. Die beiden letztgenannten Methoden eignen sich auch ausgezeichnet für die B . zur Beurteilung der - » Bleilässigkeit. Kleine Gehalte können auch g) kolorimetrisch bestimmt werden. Zu a): Eine direkte PbS0 4 -Fällung über den H 2 F 2 /H 2 S0 4 -Aufschluß kann nur in rel. reinen Bleilösungen erfolgen. I. allg. wird das Blei als PbS abgetrennt, mit heißer verdünnter H N 0 3 gelöst und mit H 2 S 0 4 (1,84) abgeraucht. Der Rückstand wird mit Wasser aufgenommen, einige Stunden stehen gelassen und über einen Filtertiegel filtriert, mit Ethanol ausgewaschen, bei 383 K getrocknet und 5 min bei 875 K geglüht [1]. Das Blei kann gravimetrisch auch direkt oder über die PbS-Trennung in heißer salzsaurer Lsg. mit K 2 Cr 2 0 7 -Lsg. (50 g/l) gefällt wenden. Nach Zugabe von 20 mi Ammonacetat-Lsg. (250 g/l) läßt man die Lsg. über Nacht stehen. Der PbCr0 4 Niederschlag wird über eine IG4-Fritte abgesaugt, mit heißem Wasser gewaschen und bei 475 K getrocknet. Zu b): Das Blei wird als P b 0 2 aus stark salpetersaurer Lsg. im bewegten Elektrolyten anodisch abgeschieden [1, 2], Diese Methode liefert in rel. kurzer Zeit genaue Ergebnisse und ermöglicht außerdem die Bestimmung weiterer Komponenten im Elektrolysat, bei denen anwesendes Blei stören würde. Die Einwaage für den H 2 F 2 /HC10 4 -Aufschluß richtet sich nach dem Bleigehalt der Probe. Es sollen nicht mehr als 200 mg Pb bzw. 230 mg P b 0 2 abgeschieden werden, da sonst die Gefahr des Abspringens von der Elektrode besteht. Zii c): Unter Verwendung von Xylenolorange als Indikator lassen sich Bleiionen mit EDTALsg. in urotropingepuffertem Medium titrieren [3], In Anwesenheit von AI, Fe, Ti, Ca, Mg und B a kann die Bestimmung dann durchgeführt werden, wenn diese Elemente als Fluoride ausgefällt oder mit Triethanolamin komplex getarnt werden. Da Bleifluorid bei pH 5- -6 verhältnismäßig schwer löslich ist, wohl aber durch EDTA aufgelöst wird, wendet man vorteilhafter die Rücktitration der überschüssigen EDTA mit Bleinitratlösung an. Da Fluorionen sowieso als Tarnungsmittel Verwendung finden, kann man bei Gläsern und Glasuren die Bestimmung direkt nach Auflösen des Glases bei gelinder Erwärmung in einem Gemisch von H 2 F 2 / H N 0 3 in Polyethylenbechern durchführen. Die überschüssige Flußsäure wird mit Borsäure komplex gebunden. Die Titration erfolgt

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am besten in einer weißen Porzellanschale. Nach Zugabe von Triethanolamin und einigen Tropfen Pentarot-Indikator wird tropfenweise 20%ige NaOH zugegeben bis die Lsg. gerade farblos ist. Nun fügt man 3 große Spatel Urotropin zu und 1 Spatelspitze Xylenolorange und titriert mit 0,05 mol/1 Bleinitratlösung bis zum Umschlag von Gelb nach Rot. Zu d): Zur Bestimmung von Blei in Bleisilicatgläsern bedient man sich der exotherm verlaufenden Fällungsreaktion mit K 2 Cr 2 0 7 in acetathaltiger Lösung [4], Diese Reaktion verläuft mit einem AHft-Wert von —45,6 ± 0,1 k j mol' 1 . Die Glasprobe wird mit H 2 F 2 /H 2 S0 4 aufgeschlossen, die Kieselsäure als SiF 4 abgeraucht und das Blei als P b S 0 4 abgeschieden. Der Rückstand wird mit Ammoniumacetatlösung unter Erwärmen in Lösung gebracht und auf einen Maßkolben gefüllt. Zu e): Blei gehört zu den Elementen, die polarographisch leicht bestimmbar sind. Es ergibt sich ein gut ausgeprägter Diffusionsstrom in sauren, neutralen und alkalischen Lösungen. Das Halbstufenpotential des Pb 2 + liegt in den üblichen Elektrolyten bei —0,47 V. Es wird zwischen 0 und —0,7 V polarographiert. Die geeigneten Grundelektrolyten sind entweder 3 mol/1 HCl-Lsg. oder 2 mol/1 NH4C1-Lsg [5], Die Bleibestimmung kann sowohl aus dem Soda-Aufschluß als auch aus dem H 2 F 2 /HC10 4 - Aufschluß erfolgen. Zu f): Die Atomabsorptionsspektroskopie eignet sich besonders gut zur Bestimmung kleiner und kleinster Bleigehalte in silicatischen Materialien. Die Bestimmung läßt sich in verschiedenen Flammen durchführen, ohne daß chemische Interferenzen zu erwarten wären. Bevorzugt wird die Luft/ C 2 H 2 - Flamme. Am geeignetsten ist die 283,3 nmLinie mit einer reziproken Empfindlichkeit von 0,7

/ig/ml.

Die mit der Flamme erzielbare Nachweisgrenze für Blei liegt etwa zwischen 0,01 und 0,03 yg/ml. Für geringere Gehalte (z. B. in geologischen Proben) bieten sich flammenlose Atomisierungsverfahren an, wobei bei der Probenvorbereitung die relativ hohe Flüchtigkeit des Bleis bedacht werden muß. J e nach Bindungsart und Matrix läßt sich Blei nur bis etwa 675-•-975 K verlustfrei thermisch vorbehandeln. Die Nachweisgrenze für Blei in der Graphitrohrkiivette liegt bei 2 • 10~12 g [6]. Zu g): Kleine Bleigehalte können auch kolorimetrisch bestimmt werden. Man verwendet bevorzugt den roten Bleidithizonat-Komplex, der nach dessen Extraktion mit Chloroform erhalten wird. Das Absorptionsmaximum liegt bei 520 nm. Die Bestimmung ist in Gegenwart von Cyaniden hoch selektiv, wobei der Einfluß der meisten übrigen Ionen im wesentlichen aufgehoben wird. Die Methode ist sehr empfindlich und gestattet noch 1 fig/ml zu bestimmen [7]. IM.: [1] Analyse der Metalle, B d . 1, Springer, Berlin/Göttingen/Heidelberg. — [2] SCHLEICHER: Elektroanalytische Schnellmethoden, Bnke-Yerlag, Stuttgart 1947, — [3] LANGE: Sprech-

s a a l ( 1 9 6 5 ) , 2 3 6 . - PALACEK/PRIBIL : S i l i k a t y 6 ( 1 9 6 2 ) , 2 9 6 b i s 2 9 8 . - [4] DOERING: A n a l . C h e m . A c t a , 8 0 ( 1 9 7 5 ) , 1 9 2 - 1 9 7 .

— [5] KRJUKOWA U. a . : Polarographische Analyse, Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1964. — [6] WELZ: Atomabsorptionsspektroskopie, Verlag Chemie, Weinheim. — SIEMER/ W E I S S : A n a l . C h e m . SO ( 1 9 7 8 ) , 1 4 7 - 1 5 1 . [7] IRVING/ BUTTER: A n a l y s t 78 (1953), 571. — WILLENER: Arch. Eisenhüttenw. 29 (1958), 159.

102

Bleiyerglasung

Bleiverglasung — durch Bleistege (Bleiruten) zu einer größeren Einheit verbundene kleinere Glastafeln, zumeist aus -¡- Antik- oder Kathedralglas, auch Glasmalereien. Die einzelnen Bleistege sind in ihren S c h n i t t p u n k t e n (dem Bund) mit Zinn überzogen u n d zusammengelötet. Bleiruten werden in einer Bleizugmaschine zumeist in H - F o r m hergestellt. Blockkorund — eine sich auf die Schmelztechnologie beziehende Bezeichnung f ü r im Schmelzgefäß erstarrten -> Schmelzkorund. W ä h r e n d des Schmelzens der verwendeten Rohstoffe (-> Bauxit und/oder -> calcinierte Tonerde mit oder ohne Zusatz von Koks) reichern sich die reduzierten Verunreinigungen (Ferrosilicium, Carbide, Nitride usw.) im unteren Teil des als Schmelzgefäß verwendeten Elektroofens (Lichtbogenofen) und das an A1 2 0 3 angereicherte Material im oberen Teil an. Nachdem der so erschmolzene „ B l o c k " abgekühlt ist, wobei der K o r u n d je nach Abkühlbedingungen und Schmelzverlauf mehr oder weniger rein kristallisiert (schwarzer Korund, -»- Normalkorund, -s- Edelkorund), wird der Block zerkleinert, u n d die Verunreinigungen werden vom K o r u n d getrennt. Die Herstellung von B. wurde in vielen Ländern durch ein kontinuierliches Verfahren (-»• Abstichkorund) abgelöst. Bodenfliesen — keramischer Bodenbelag. Er findet besonders in Molkereien, Schlachthöfen usw. wegen der dort gestellten Anforderungen hygienischer Art Verwendung. I n letzter Zeit werden gleichartige Fliesen auch als Außenwandverkleidung eingesetzt. Ton, Kaolin, Sand u n d andere Zusätze werden naß, halbnaß oder trocken aufbereitet u n d mit hohen Drücken verpreßt. Als Pressen kommen Kniehebel-, Drehtisch-, Friktionsspindel- oder hydraulische Pressen zur Anwendung. Es ist auch eine Kombination aus den beiden letzten möglich. Diese Kombination und die hydraulischen Pressen werden wegen der d a m i t zu erzielenden höheren Drücke bevorzugt. Wesentliche Vorteile bietet die Zerstäubungstrocknung. Durch Naßaufbereitung u n d anschliessende Zerstäubungstrocknung erhält m a n die Preßpulver mit konstanter Schüttdichte. Neben geringem Platzbedarf, hoher Arbeitsproduktivität bietet dieses Verfahren die Möglichkeit der Regelbarkeit der Preßfeuchte. Nach der Formgebung erfolgt die Trocknung in den den Tunnelöfen vorgeschalteten Tunneltrocknern. F ü r B. ist ein einmaliger B r a n d bis zum Dichtsintern möglich. Die Brenntemperatur schwankt zwischen 1325 u n d 1525 K . Sie ist von den Tonkomponenten u n d der Brennfarbe abhängig. Der Brand erfolgt in Tunnelöfen, Kleintunnelöfen, Durchschuböfen u n d Rollen-Herdöfen. In letzteren erfolgt der Schnellbrand in zwei bis drei Stunden. Die Energieträger sind Gas, Flüssiggas oder Elektroenergie. B. werden als unifarbige, geflammte oder Porphyrfliesen gefertigt. Gebräuchlichste F o r m a t e : 150 m m X 150 m m ; 100 m m X 100 m m ; 50 m m X 50 m m ; 20 mm X 20 mm.

Bodenstein — f ü r die -»• Zustellung des Bodens von -> Glasschmelzwannen verwendete (Glas-)Wannensteine. Als B. werden grundsätzlich gleiche - » Feuerfesterzeugnisse wie auch f ü r die Zustellung der Seitenwände (-> Bordsteine, Seitensteine) verwendet. Vorzugsweise kommen hochwertige -> Schamottesteine zur Anwendung, die durch eine 50•••200 m m dicke Lage aus -5- schmelzgeformten Feuerfesterzeugnissen (-> Korund-BaddeleyitStein, -> Abdeckplatten, -s» Schonplatten, Schonboden) vor dem direkten Glasangriff geschützt werden. Die F o r m a t e entsprechen denen der Wannensteine oder -»• Bankplatten. B. werden vorzugsweise geschliffen verwendet; ungeschliffene B. werden in Ausnahmefällen eingesetzt. Durch die zunehmende Isolierung auch des Wannenbodens wird noch größerer W e r t auf gute Fügenschlüssigkeit der B. gelegt, als es in der Vergangenheit schon der Fall war. Auch das Wärmeleitvermögen der B. sollte möglichst gering sein. Verschiedentlich werden deshalb als B. auch -»• Verbundsteine verwendet. Bogue-Formeln — Formeln zur Berechnung des Gehaltes an Mineralbestandteilen von -> Portlandzementklinker aus seiner chemischen Zusammensetzung. Die Formeln sind von R . H . B O G U E (1928) nach einem von ihm u n t e r bestimmten Voraussetzungen entwickelten Rechenverfahren der -»• potentiellen Analyse aufgestellt worden. Die Wahl der Formeln richtet sich nach der Höhe des Kalkgehaltes im Klinker, wobei der -> freie K a l k sowie der an Schwefelsäure gebundene Kalk unberücksichtigt bleiben. F ü r die einzelnen Oxide werden die analytisch ermittelten Prozentzahlen eingesetzt. E s gelten folgende Rechenformeln: 1. Systeme mit sehr hohem Kalkgehalt bilden beim Gleichgewicht CaO, C 3 S, C 3 A u n d C 4 AF nach folgenden Gleichungen: CaO = CaO - 2,8012-SiO, - 0,3512Fe,0 3 - 1,650 4-A1,0, C3S = 3,8012 SiO, C3A = 2,6504 -A1,0, - 1,6920-Fe,03 C,AF - 3,0432-Fe,0a 2. Systeme mit mittlerem Kalkgehalt bilden beim Gleichgewicht C 3 S, C2S, C 3 A und C 4 AF nach folgenden Gleichungen: CaS = 4,0710-CaO - 7,6024-Si0, - l,4297-Fe,Os - 6,7187-AlaOa C,S = 8,602 4-SiO, + 1,078 5-Fe,0, + 5,0683-A1,0» - 3,0710 CaO = 2,8675 • SiO, - 0,7544-C3S CSA = 2,6504-AI,03 - 1,6920-Fe,03 C.AF = 3,0432 Fe,0 3 3. Systeme mit sehr geringem Kalkgehalt bilden beim Gleichgewicht C 2 S, C 3 A, C 12 A 7 u n d C 4 AF nach folgenden Gleichungen: C,S = 2,867 5-SiO, CSA = 3,6133-CaO - 6,7478-SiO, - 3,3130-AI,0S - 2,9610-Fe203 C„A7 = 4,880 3-SiO, + 4,3130-A1,03 + 0,9178-Fe,03 - 2,6133-CaO C,AF = 3,0432 Fe,0 3 Böhmit — s. a. -> System A1 2 0 3 — H 2 0 . 1. y-AlOOH (auch a-AlOOH). 2. Rhombisch-dipyramidal (isotyp mit ->- Lepidokrokit); D\i-Amam; a0 = 0,3691 b0 = 1,224 c0 = 0,2859; a0-.b0:ca = 0,300:1:0,234; Z = 4;

Bordsteine 3

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

2-

Al +- werden von sechs 0 - l o n e n umgeben, die auf den Ecken verzerrter Oktaeder liegen; Oktaeder sind untereinander zu sich zur a-Achse erstreckenden K e t t e n v e r b u n d e n ; diese K e t t e n sind über die Oktaederkanten zu kontinuierlichen Doppelschichtebenen || zu {010} verk n ü p f t , die wiederum miteinander durch schwache Wasserstoffbindungen in F o r m kontinuierlicher zickzackartiger Schnüre (O — H — 0 — H — O) verbunden sind; jedes sich an die H+-Ionen anschließende 0 2 - - A n i o n ist mit zwei Al 3+ - u n d mit zwei H + - K a t i o n e n koordiniert; die Valenzen der 0 2 _ -Anionen sind innerhalb der Doppelschichtebenen durch AI 3 - (von 4A13+ umgeben) abgesättigt; eigentliche OH-Ionen fehlen. Plattige und linsenförmige Kristallebenen; mikroskopisch rhombische Täfelchen; meist kryptokristalline Massen; gewöhnlich Kombinationen aus {010}, {111}, .{113}, {110} u . a . HM = 3,5; D = 3,01--3,06; # vollkommen nach {010}; F = farblos oder weiß mit gelblicher Tönung; G = auf {010}, andere Flächen matt. nf = 1,646--1,638 ny = 1,646—1,645 n. = 1,661 bis 1,651, f ü r kryptokristalline Massen mittleres n (n ^ -»- Hydrargillit < -> Diaspor); A = 0,016—0,013 ( + ); Z\\b-, Achsenebene H(OOl); 2V = + 8 0 ° . Schmilzt n i c h t ; wird beim E r h i t z e n weiß u n d zerfällt nach der S p a l t b a r k e i t ; geht beim E r h i t zen t o p o t a k t i s c h in y - A l 2 0 3 über, das über (5- zu a - A l 2 0 3 u m g e w a n d e l t w i r d ; schlecht kristallisierter B. wandelt über»;-, (&)- z u a - A l 2 0 3 u m ; e n d o t h e r m e r E f f e k t in L u f t bei 77 — 87 K . 8 5 % A1 2 0 3 (45% AI); in Säuren unlöslich; Beimengungen von Si0 2 , F e 2 0 3 , G a 2 0 3 . Synthese: 1. bei der Zersetzung metall. AI m i t Wasserdampf u n t e r Druck, 2. d u r c h h y d r o t h e r male B e h a n d l u n g von v a k u u m e n t w ä s s e r t e m Hydrargillit (o- u n d %-Al 2 0 3 ) e n t s t e h t teilweiser orientierter B., z. B. auch bei zu langsamer E n t wässerung im H o c h v a k u u m oder bei zu schneller E n t w ä s s e r u n g des -> Hydrargillit, 3. bei B e h a n d l u n g von Reinst-Bayerit im A u t o k l a v e n mit Wasserdampf. I n ->• L a t e n t e n u n d Bauxiten (Kalkbauxite; einige rote B a u x i t e bestehen f a s t n u r aus B.); als h y d r o t h e r m a l e s T i e f t e m p e r a t u r m i n e r a l in kleinen Kristallen in P e g m a t i t e n von Alkaligesteinen (Kirschgebirge, Ural) auf nadeligen Kristallen von Zeolithen (-> Natrolith) neben ->• Hydrargillit gefunden. Verwendung: s. bei -> B a u x i t , ->• Diaspor, — H y d r a r g i l l i t ; Aluminiumgewinnung, Aluminiumsalze, Schleifmittel, Zement, Ölraffinerie, feuerfeste Steine; leichter aufschließbar als -> Diaspor. X P D F 21-1307: 0,611 l o , 0,316,, 0,235 6 , 0,186 3 , 0,185 2 , 0,145 2 , 0,131 2 , 0,166!Lit.:

GINSBEKO/ W E F E R S : E r z m e t a l l 1 0 ( 1 9 5 7 ) , 4 9 9 - 5 0 3 .

-

ROOKSBY in BROWN: The X-ray Identification and Crystal Structüres of Clay Minerals (London 1961), 3 5 4 - 3 9 2 . TORKAR/KRISCHNER: B e r . d t . k e r a m . Ges. 3 9 (1962), 1 3 1 - 1 3 5 . SAALEELD/MEHROTRA : B e r . d t . k e r a m . G e s . 4 2 ( 1 9 6 5 ) , 1 6 1 - 1 6 6 . NEUHAÜS/HEIDE: Ber. dt. keram. Ges. 42 (1965), 1 6 7 - 1 8 4 . - FREUND: Ber. d t . keram. Ges. 4 4 (1967), 1 4 1 - 1 4 7 .

Bomse >- Brennhilfsmittel, das dazu dient, die beim Dichtsintern erweichende keramische W a r e vor D e f o r m a t i o n zu schützen. U m diese F u n k t i o n

103

zu erfüllen, m u ß sie denselben Schwindungsverlauf aufweisen wie die zu brennende W a r e ; meist werden B. aus derselben oder einer billigeren ähnlichen Masse gefertigt wie die W a r e . Stützbomsen dienen dazu, Teile des Werkstückes a b z u s t ü t z t e n , die sich beim B r a n d e wegen ihres Gewichtes absenken w ü r d e n oder zum Verzieren neigen. Spannbomsen u n d Bingbomsen werden b e n u t z t , u m b e s t i m m t e Öffnungsquerschnitte auch n a c h d e m B r a n d einzuhalten. Beispielsweise erfordert das E i n h a l t e n eines kreisrunden Querschnitts eines zu brennenden d ü n n e n Zylinders die Verwendung einer Spann- oder Ringbomse als Unterlage u n d eine weitere als Auflage. Hängebomsen erlauben eine Verminderung des Eigengewichtes zentrosymmetrischer K ö r p e r u n d verhindern ein Durchsacken derselben. An den Stellen, an denen die W a r e v o m B. b e r ü h r t wird, darf sich — wie auch auf der Standfläche — keine Glasur befinden.

/ / /

/

/• P7/V

' / / / /

/

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Ld

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1

/

Arten von Bornsen a) Stützbomse b) Hängebomse c) Spannbomse d) Kingbomse

Borcarbid — Syntheseverbindung durch R e a k t i o n von C u n d B 2 0 3 bei hohen T e m p e r a t u r e n . 1. B 4 C; 2. trigonal. 4. HM = 9,3; D = 2,52; Ak2n..,1075K 4 , 5 - 10" 6 K - 1 ; F = schwarz. 7. A n L u f t bis tu 775 K beständig, dagegen in neutraler bis reduzierender A t m o s p h ä r e bis f%f 2 5 7 5 K beständig, d. h. hochfeuerfest. 8. Lager, Schleifmaterial f ü r H a r t m e t a l l , Einsatz zum Glasschneiden u n d in Schleifwerkzeugen, als N e u t r o n e n a b s o r b e r in R e a k t o r e n u. a. m . Bordsteine — bei Zustellung der Seitenwand (Bordwand) von Glasschmelzwannen in mehreren L a g e n : die in der oberen Lage verwendeten -> (Glas-) Wannensteine. B. liegen immer im Bereich der Spülkante (Schwappkante), d. h. im Bereich des größten Glasangriffs (Spülkantenkorrosion) der Seitenwand (vgl. Durchlaß).

104

Bornitrid

Als B. werden häufig hochwertigere Feuerfesterzeugnisse als f ü r die unteren Ringlagen verwendet. Gebräuchlich ist die Anwendung von -»• schmelzgeformten Peuerfesterzeugnissen (-»• Korund-Baddeleyit-Erzeugnisse). Meist sind diese B. lunkerfrei und zwecks Erzielung sehr guter Fugenschlüssigkeit auf den fugenbildenden Flächen bearbeitet. Die B. werden verschiedentlich schmaler als die anderen -> Seitensteine gehalten, wenn die Anwendung von - » Vorsatzsteinen vorgesehen ist.

der Anomaliegeraden A erfolgt. Diese Erscheinung wird bei der Herstellung des -»- Vycorglases infolge der leichteren Auslaugbarkeit der alkaliboratreichen Phase technisch nutzbar gemacht; andererseits m u ß bei den ebenfalls in diesem Bereich liegenden hochwertigen technischen Gerätegläsern, z. B. vom T y p des -> Pyrexglases, von denen besonders chemische bzw. hydrolytische Beständigkeit gefordert wird, die Tendenz zur Entmischung u n d Phasentrennung weitgehend zurückgedrängt werden, beispielsweise durch Zusatz von

Bornitrid — hochfeuerfeste Verbindung von Bor und Stickstoff (BN), die durch ->• Heißpressen hergestellt wird. M o d i f i k a t i o n e n : Hexagonales B N m i t graphitähnlichem Gitteraufbau, kubisches B N oder Borazon mit diamantähnlichen Eigenschaften. H e r s t e l l u n g : Als Rohstoff wird hexagonales BN-Pulver verwendet, das aus borhaltigen Verbindungen in N 2 - oder N H 3 -Atmosphäre bei Temperaturen > i 175 K synthetisiert werden kann. Die Formgebung k a n n nach den in der - » Oxidkeramik üblichen Verfahren (-> Gießen, ->• Spritzguß, isostatisches Pressen) bzw. in Verbindung mit dem ->• Sintern durch Heißpressen bei etwa 2075 K erfolgen. E i g e n s c h a3 f t e n von gesintertem B.:

Dichte in kg/dm Sublimationstemperatur in K HM Wärmeleitfähigkeit in W/m • K Linearer Ausdehnungskoeffizient

Hartporzellans. B . , 1707 von Johann Friedrich B Ö T T G E R (1682 —1719) erfunden, wurde dem seinerzeit beliebten chinesischen Jaspisporzellan wegen seiner braunroten Farbe gleichgestellt. Nach -»• Aufbereitung, Formgebung und gestalterischer Behandlung ist es ein eindeutig feinkeramisches Erzeugnis (-»• Feinkeramik). B. wird unter Verwendung feinkörniger, eisenoxidreicher -» Tone und erdalkali- bzw. alkalihaltiger -> Flußmittel hergestellt. Der Brand findet als Einbrand in oxidierender Atmosphäre bei Temperaturen > 1375 K statt. Nach dem Brand erfolgt eine Oberflächenveredelung durch Schleifen und Polieren („Schwabbeln" mit Weichholzscheiben). Mit fortschreitender Entwicklung des weißen Porzellans wurde die Herstellung von B. wieder aufgegeben. 1919 erfolgte eine Neuentwicklung durch W. F U N K . Seit dieser Zeit stellt der VEB Staatliche Porzellanmanufaktur Meißen hauptsächlich Plaketten, Menschen- und Tierplastiken aus diesem Werkstoff her. Lit.: FUNK: Keramische Münzen V D I Nachrichten Nr. 26a (1922), 2 8 7 - 2 8 8 . - FUNK: Böttgers Erfindung und ihre Bedeutung für die Stadt Meißen, Keramos 8 (1929), H. 11, S. 1 - 1 5 .

Bowen, Norman Levi — amerikanischer Geologe, wurde am 21.6.1887 in Kensington, Kanada, geboren und starb am 11. 9. 1956 in Washington (D. C.). Er arbeitete vor allem auf petrologischem Gebiet. Sein Name ist aufs engste mit dem des Geophysikalischen Laboratoriums der „Carnegie Institution of Washington" verknüpft. Bereits als junger Student fertigte er 1910 dort eine Arbeit über Phasengleichgewichtsuntersuchungen eines Silicat-

Bragg

107

und von 1937 — 1945 als „Distinguished Service Professor" der Petrologie an der Universität Chicago aus. 1952 zog sich B. von der Arbeit am Geophysikalischen Laboratorium zurück. Lit.: „BOWEN"-Band des American Journal of Science 1952.

Zusammenstellung der von Bo WEN als Autor oder Mitautor veröffentlichten Zustandsdiagramme :

syatems an, mit der er am „Massachusetts Institut of Technology" den Grad eines Doktors der Philosophie erwarb. Danach trat er dem Geophysikalischen Laboratorium bei, wo er seine Untersuchungen über Phasengleichgewichtsbeziehungen an gesteinsbildenden Materialien durchführte. Im Labor war er ein geschickter und einfallsreicher Experimentator und entwickelte verschiedene neue Techniken auf einem bis dahin noch wenig erforschten Gebiet. Aus den Experimenten zog B. Rückschlüsse auf die Entstehungsgeschichte der Mineralien und Gesteine und schuf so eine Brücke zwischen Chemie und Geologie. Seine Ergebnisse und Gedanken fanden Niederschlag in den Schriften „The later stage of the evolutionof igneous rocks" (1915) und „The evolution of igneous rocks" (1928), womit er weltweites Ansehen errang. In diesen Arbeiten beschrieb er die Reihenfolge der Auskristallisation der gesteinsbildenden Minerale aus einem gesteinbildenden Magma. Er vermittelte damit die Grundkenntnis für die gravitative Kristallisationsund Magmadifferentiation unter folgenden Gesichtspunkten : 1. Magmatische Differentiation: Trennung eines Stammagmas in mehrere Teilmagmen durch Bildung fester Teile (Kristalle) in dem noch flüssigen Magma (Kristallisation) oder durch Teilung in zwei oder mehrere nicht mischbare Teilschmelzen infolge von Schwereunterschieden (Liquation), die zur Bildung unterschiedlicher magmatischer Gesteine führt. 2. Metamorphe Differentiation: Trennung durch Metamorphose bzw. örtliche Anreicherung von Mineralien in metamorphen Gestein. Mit BOWEN erfuhr die Kenntnis über die Phasengleichgewichte heterogener, insbesondere silicatischer Systeme eine wesentliche Erweiterung; zugleich erhielt dieses Gebiet starke Impulse zur intensiven Erforschung. B. ist Autor oder Mitautor der Untersuchung von über 75 Zustandsdiagrammen oder Teildiagrammen. Zu ihnen zählen fast alle wichtigen, den technischen Silicaten zugrunde liegenden Mehrstoffsysteme, wie aus der Zusammenstellung der von B. bearbeiteten Diagramme am Schluß zu entnehmen ist. (Die entsprechenden Literaturzitate finden sich bis 1954 zusammengestellt in: BOWEK/SCHAIRER: The evolution of igneous rocks, „BOWES edition", New York 1956. — S. a. LEVIN/ROBBINS/MCMURDIE: P h a s e

diagrams for ceramists, Columbus, Ohio 1964.) Kurze Zeit übte B. eine Lehrtätigkeit an der ,Queen's University" als Mineralogie-Professor

SiO, - K , O S i O a ; CaO • SiOa - 2 C a O S i O s ; FeO - MgO; FeO - SiO,; MgO - Si0 a ;A1.0 3 - SiO a ; K a O - CaO - SiO,; K 2 0 ' S i 0 j - CaO • Si0 2 ; K , O C a O S i O a - K a O-2SiO a ; K a O - A120„ - Si0 2 ; N a , 0 - CaO - Si0 2 (Hoch SiO a -Ecke); Na a O• SiOa - CaO SiO,; N a , 0 - 2 S i 0 a - N a „ 0 - 2 C a 0 - 3 S i 0 , ; Na.O - AljOs - Si0 2 ; N a 2 0 - Fe 2 O a - SiO a ; CaO - FeO - SiO a ; 2Ca0 Si0 2 - 2 F e O S i O a ; CaO - MgO - SiO,; MgO - A1 2 0 3 - SiO,; K,0Al,03-2Si0a - Na,0-Al,0, - 2SiO a ; KAlSi 3 0,• Hydroparagonit Brandschutzgläser — -> Gläser oder Glaskeramiken zum Einsatz f ü r feuerwiderstandsfähige Verglasungen. Herkömmliche Brandschutz verglasungen: -> Glasbausteine, -»- Drahtglas, —> Drahtspiegelglas. Brandschutzverglasungen aus Flachglas ohne Drahteinlage: a) mit einer Druckvorspannung versehene Borosilicatgläser, b) Verbünde mit feuerhemmenden Zwischenschichten, c) durchsichtige -> Glaskeramiken (Vitrokeramik) geringer Wärmedehnung. B. sind in den Herstellungsländern standardisiert. Man unterscheidet dabei verschiedene Widerstandsklassen, je nach Herstellung und Verwendung des B. Praktisch werden B. aus Gläsern (Floatglas) mit feuerhemmenden anorganischen Zwischenschichten (z. B. Natriumsilicat) hergestellt. Der Aufschäumeffekt setzt relativ frühzeitig ein (bei etwa 450 K), womit die Verglasung ihre Durchsichtigkeit verliert. Für andere B. genügen Gläser niedriger Wärmedehnung (3,25 • 10~6 K "1) mit einer Vorspannung im Randbereich (¡g 90 N/ mm 2 ). Derartige Gläser behalten über 90 min ihre raumabsohließende Wirkung und bleiben transparent; bei 1 1 7 5 K treten gewisse Verformungen ein; bei 1 2 5 5 K beginnen sie an der heißen Seite zu fließen (z. B. B. mit Handelsnamen „ P y r a n " der Fa. Schott, Mainz/BRD). Verglasungen mit extremen Anforderungen lassen sich aus durchsichtiger Glaskeramik mit Hochquarzmischkristallen der Wärmedehnung um Null herstellen. B. sind i. allg. 5---8 mm dick und klar durchsichtig. B. als Verbund haben eine Dicke von etwa 15 mm. Die Feuerwiderstandsdauer der Verglasung ist außer von den chemisch-physikalischen Eigenschaften der Gläser von Glasformat und Dicke, weiterhin von der Rahmenkonstruktion (Überdeckung des Glasrandes), vom Wandelement und dem Dichtungsmaterial abhängig. A n w e n d u n g von B.: Brandschutzverglaste Türen, Fenster, Oberlichter ohne Drahteinlage, brandsichere Außenfenster (insbes. zur Verhütung von Hochhausbränden), brandsichere Trennwandverglasungen u. a. m.

Braunglasur -

Int.: S E I D E L / K I E F E R : G l a s t e c h n . B e r . 5 1 ( 1 9 7 8 ) , SCHOTT-Inf. 4/1976.

111—123.

Branntgipse - s - Plaster Branntkalk — durch Brennen von Kalkstein bei Temperaturen von 1175--1275 K hergestelltes Produkt (-> Industriekalk). Während des Brennprozesses wird das im Kalkstein gebundene Kohlendioxid ausgetrieben, es bildet sich Calciumoxid und je nach Gehalt an Magnesiumcarbonat Magnesiumoxid: C a C 0 3 - 178,1 kJ/mol - • CaO + C0 2 MgC0 3 - 109,4 kJ/mol MgO + C0 2 B. enthält etwa 30- -94% CaO, 0 - 4 0 % MgO, 0---30% oxidische Verunreinigungen (Si0 2 , A1 2 0 3 , Fe 2 0 3 ) Gütemerkmale der B. (gebrannten Kalke): der Mindest-CaO-Gehalt, die Maximal- und Minimalgehalte a n Nebenbestandteilen, der Gehalt an aktivem CaO, die Raumbeständigkeit (für Baukalke). Jede B.-Sorte muß für diese Merkmale bestimmte Forderungen erfüllen. Durch Angabe des CaO-Gehaltes, der Lösecharakteristik und der Körnung der B. können die Bezeichnungen ijach Verwendung (z. B. -> Industrie-, Bau- und Düngekalk), nach Erhärtungseigenschaften (z. B. ->• Luft- und -> Wasserkalk) sowie nach Handelsformen ersetzt werden, (s. die entsprechenden Standards). Die Kalkhydrate können in entsprechender Weise in Sorten eingeteilt und bezeichnet werden. B. mit hohem CaO-Gehalt ( = 90%) werden in der Karbidindustrie verwendet. Kalke mit geringerem CaO-Gehalt (75•••90%) sind f ü r die Verwendung in der Metallurgie, der Silicatbetonindustrie sowie als Bindemittel vorgesehen. Spezielle Sorten werden f ü r Bauzwecke hergestellt. Kalkhydrate werden zur Mörtelherstellung und als Düngemittel verwendet. Brasil-Smaragd — -> Edelsteinuntersehiebung. Der zu den wertvollsten Edelsteinen zählende Smaragd, gab Veranlassung, andere grüne, weniger wertvolle Schmucksteine, wie z. B. den grünen -»• Turmalin, mit einem Beinamen als „Smaragd" zu bezeichnen. Folgende Schmucksteine werden verschiedentlich mit „Smaragd"namen belegt:

grüner Turmalin grüner Saphir Hiddenit Demantoid Dioptas Flußspat Prehnit

— — — — — — —

Brasil Smaragd orientalischer Smaragd Lithion-Smaragd Ural-Smaragd Kupfer-Smaragd Afrika-Smaragd Kap-Smaragd

Braunfarbkörper > keramische Farbkörper für die Braunfärbung von - » Scharffeuer-Glasuren (-»Braunglasur). C h e m i s c h e Z u s a m m e n s e t z u n g (Standard): 5,5 ± 0,8% SiOa 15,5 ± 1,2% Fe a O s 40,5 ± 2,3% MnO 38,0 ± 2,0% Cr2Oa Lösliche Salze (Chromate) höchstens 0,3% Glühverlust höchstens 1,0% Rückstand auf Prüfsieb mit Prüfsiebgewebe 0,04 höchstens 1,0% Bückstand auf Prüfsieb mit Prüfsiebgewebe 0,063 höchstens 0,5% Dichte 4,65 kg/dm 8

109

H e r s t e l l u n g durch Mischen (gemeinsames Vermählen) und anschließendes Kalzinieren bis etwa 1625 K der entsprechenden Metalloxide oder deren Salze. Durch entsprechende Mahlung nach dem Kalzinieren wird die notwendige Kornverteilung erzielt. Der gemahlene Farbkörper wird in der Regel durch Auswaschen von löslichen Verbindungen befreit. Während des Kalzinierens bilden sich Verbindungen des Typs R 0 - R 2 0 3 (Spinelle). Die Farbtöne einer mit B. versetzten Glasur hängen von der thermischen Vorbehandlung des Farbkörpers, von seiner Mahlfeinheit, von der Glasur selbst und vom keramischen Brand ab. Braunglasur — Scharffeuer-Glasur für P K 132 -141 (-> Pyrometerkegel), die hauptsächlich in der elektrokeramischen Industrie bei Porzellan und Steatit aus technischen und ästhetischen Gründen Verwendung findet. B. besteht aus einer farblosen Feldspatglasur (Grundglasur), welcher vor der Vermahlung etwa 8 --12 % (Ma.) -> Braunfarbkörper zugesetzt wird. (Zusammensetzungen s. Tafel und ->• Braunfarbkörper). B. wird durch Tauch- oder Spritzverfahren in der Regel auf die ungebrannten Körper aufgebracht und zusammen mit ihnen gesintert. Die Glasurdicke beträgt 1 2 0 - 3 0 0 jum. Zum Erzielen einer einwandfreien, satten rehbraunen Glasur muß der Brand ab etwa 1275 K reduzierend geführt werden. Die braune Farbe bildet sich erst unter Einwirken von Sauerstoff, in den meisten Fällen während des Kühlprozesses. Dabei wird nur eine dünne oberflächliche Schicht aufoxidiert (Braunfärbung), während darunterliegende Schichten schmutziggelb bleiben. Als Hauptträger der braunen- Farbe wird EisenChrom-Spinell (FeO-Cr 2 O s ) angesehen; daneben sind die Spinelle F e 0 - F e 2 0 3 , F e 0 - A l 2 0 3 und MnO • A1 2 0 3 an der Braunfärbung beteiligt. Der Ausdehnungskoeffizient der B. soll aus festigkeitssteigernden Gründen etwas kleiner als der des Porzellans sein. Die B. soll mechanisch und elektrisch gut und thermisch brauchbar, gegen korrodierende Einflüsse der Atmosphäre auch in Gegenwart von salzsäure- und alkalihaltigen Gasen, Dämpfen und Niederschlägen — mit Ausnahme von Fluorwasserstoffsäure — beständig sein. Der Oberflächenwiderstand soll 10 9 --10 12 ß / c m 2 betragen. Die B. darf unter Einwirkung eines elektrischen Funkens keine Veränderung an ihrer Oberfläche erleiden, die zum Entstehen eines leitenden Kriechweges f ü h r t . Grundglasur für PK 141 (SEGER-Formel) 0,25 K,i „O g ) 0,25 MgO u0 85 A1 2 0, • 9 S i 0 2 0,40 CaO lO 0,10 ZnO nO Jf '

° L

Versatz Feldspat Mandt 412 Kaolin Zettlitz, roh Kaolin Zettlitz, gebrannt Quarz Mandt K / I I Dolomit Kalkspat Zinkoxid

19,1%, 5,3% 13,7%, 52,0% 6,3% 2,6% 1,0%

110

Braunit

Braunit 1. Mn 2 +MnJ+[0 8 /Si0 4 ]. 2. Ditetragonal-dipyramidal; Dll—Iij^/acd; a0 = 0,944 Cq = 1,876; c0/o0 = 1,987; Z = 8 ; B . und Längbanit sind offensichtlich zwei Modifikationen der gleichen chemischen Verbindung; beide gehören zur Familie der —> Nesosubsilicate; die B.-Struktur ist mit M n 2 0 3 bzw. Bixbyit verwandt; ähnlich Mn 2 0 3 kann die Struktur von einem CaF 2 -Defektgitter abgeleitet werden, in dem F durch 0 ersetzt ist, einer der 4 Sauerstoffplätze in (100) ist unbesetzt; in (001) sind zwei der entsprechenden Plätze vakant, wodurch die c-Gitterkonstante etwa 2 • a wird (alte Aufstellung); [4]- und [8]er koordinierte Plätze liegen vor, die durch Si, Mnl2] bzw. Mn [4) besetzt sind. 3. Kristalle gewöhnlich sehr klein, oktaederähnlich, auf Drusen krustenartig dicht nebeneinander sitzend; {111} oft durch {001} abgestumpft, zuweilen auch (421), (313), (101); häufiger derbe körnige Aggregate. 4. HM = 6---6,5; D = 4 , 7 - - 4 , 9 ; # gut nach (111); Br. — uneben; F = eisen- bis bräunlichschwarz; O = fettiger Metallglanz; Str. = schwarzer, kaum bräunlicher Strich. 7. Vor dem Lötrohr unschmelzbar; violette Boraxperle; mit HCl Chlorentwicklung. 8. Vorzugsweise im Gebiet der Regional- und Kontaktmetamorphose und als metasomatisches Mineral an körnige Kalksteine und Dolomite geknüpft; untergeordnet neben Hausmannit auf manganitführenden hydrothermalen Gängen; findet Verwendung als wichtiges MnErz. 9. ASTM: 0,272 10 , 0,166 7 , 0,214 5 , 0,105 6 , 0,235 4 , 0,142 4 , 0,107 4 , 0,349 3 . Lit.: DE V h i i e r s / H e r b s t e i n : Am. Min. 52 (1967), 20. — Structure Reports 9 (1956), 251. - Switzek: Am. Min. 23 (1938), 649.

Braunkohlenquarzit, —> Zementquarzit (-> Tertiärquarzit) — häufige Bezeichnung für Quarzit, der in Verbindung mit Braunkohlenlagerstätten auftritt. B . wurde fast ausschließlich an den Rändern von Braunkohlenbecken gebildet, während das Bekkeninnere meist frei von Quarzit ist. Grund hierfür ist die unterschiedliche Fazies der die Braunkohle begleitenden Sedimente, und die für die Bildung von Quarzit erforderliche Änderung des pH-Wertes und des Spiegels des Grundwassers im Randgebiet der Becken. Gelegentliche Einschlüsse von B . in der Braunkohle selbst sind Beweis für wechselndes Klima innerhalb der Zeiträume der Braunkohlenbildung. B . kann industriell nur genutzt werden, wenn er über die erforderliche Reinheit verfügt. Vorkommen an B . sind aus den Randgebieten der großen Braunkohlenbecken Mitteleuropas bekannt, z. B . Helmstedt, Vogtland. Braunkohlenschlacke — bei mit Braunkohlen betriebenen Feuerungen anfallende Verbrennungsrückstände (-»• Kohleschlacken). Die Variabilität in der Zusammensetzung ist relativ groß, so daß eine Darstellung im Phasendiagramm auf Schwierigkeiten stößt. Kieselsäure

und Kalkgehalt liegen bei 15 bzw. 30 % (Ma.), Sesquioxide < 15 % (Ma.) bei hohem S0 3 -Änteil («20%). Als Mineralbildungen treten vor allem Calciumsulfat, Eisenoxid und Magnesiumsulfat auf; verschiedene B . enthalten auch Eisen- und Calciumsulfid. Trotz störender Komponenten, insbes. S (bei Salzkohleschlacken außerdem NaCl und KCl) haben sich B . in der Baustoffherstellung, z. B . für die Herstellung von Hohlblockbausteinen als geeignet erwiesen. Weiterhin haben Braunkohlenfilteraschen, das Abfallprodukt aller Kraftwerke mit Kohlenstaubfeuerung, als -s- Betonzuschlagstoff, als Leichtzuschlagstoff und — zusammen mit Magnesiumchloridabiauge — als Baumaterial mit betonähnlichen Eigenschaften Verwendung gefunden. Bröl v aisit 1. (K, H 2 0)A1 2 [(H 2 0, OH) 2 /AlSi 3 O 10 ]. Syn. für -> Hydromuskovit. Brecher — -> Zerkleinerungsmaschinen für die Grobzerkleinerung natürlicher und künstlicher Mineralien, z. B . Erze, Gesteine, Klinker usw. Die Zerkleinerung erfolgt je nach Art der B . durch Druck und Schlag in Verbindung mit Reibung. V e r w e n d u n g finden B . für die Hartzerkleinerung in den verschiedensten Zweigen der Verfahrenstechnik, wie z. B . der Erzaufbereitung und in der Baustoffindustrie. Man unterscheidet nach der Gutzerkleinerung zwischen Grobbrechern, (anfallende Korngrößen etwa 80 mm) und Feinbrechern (anfallende Korngrößen von etwa 80- -5 mm), wobei im ersten Fall ausschließlich eine Druckwirkung, im letzten Fall Druck oder Schlag zur Anwendung kommen. Wichtigste B . : —> Backenbrecher, -s- Hammerbrecher, -> Kegelbrecher, Prallbrecher und - » Walzenbrecher. Bredigit -s» Calciumdisilicat Brekzie — (ital.), klastisches Sedimentgestein aus wenig verfrachteten und darum eckigen, durch ein toniges, kalkiges oder kieseliges Bindemittel verkitteten Bruchstücken eines Gesteins oder Minerals. Nach der Art der Bruchstücke unterscheidet man z. B . Quarz-, Kalk-, Marmor-, Porphyr-, Oneisbrekzien. Auch Knochenbrekzien, aus Bruchstücken fossiler Tierknochen zusammengesetzt, kommen vor. Nach ihrer Entstehung bezeichnet man B., die sich bei Verwerfungen gebildet haben, als Reibungsbrekzien, solche an Gängen als Gangbrekzien, an Berghängen verkitteten Gesteinsschutt als Gehängebrekzien, von vulkanischen Tuffen eingeschlossene Magmagesteinsbrocken als Tuffbrekzien. An den Rändern erstarrender Magmaschmelze bilden sich mitunter durch Losreißen von Nebengesteinsbrocken und deren Umschließen mit Magma Eruptivbrekzien. Im ariden Klimabereich entstehen bei den seltenen, aber gewaltigen Regengüssen aus trockenem Verwitterungsschutt Schlammströme, die dann zu oft fächerartig ausgebreiteten Schlammbrekzien (Fanglomeraten) austrocknen, bei denen feineres Material von grobem Schutt durchsetzt ist.

Brennhillsmittel

111

Sasfcmperatur Oufsfemperofur

0 Kommern Zonen

17 W 119 20 1

2

3

* ¡Í

'cerzoneinn-Ione Glockenzone

6

¡7

6

Feuerzone

9

10 11 12 13 14 15

Kuhlzone

Deserrezone

16 h

Longen

15.65

13.05

21,30

16.6

26;1

15,65

- 10S,35m

leiten l'o m

24.0 100

20.0 \106.3

32.7 20

25.5 40

40,0 60

24 SO

-166,2 h

|

|

\

Brennen — das planmäßige Erhitzen des Brenngutes auf eine bestimmte Temperatur, die zur Erzielung gewünschter stofflicher Umwandlungen notwendig ist, sowie das anschließende planmäßige Abkühlen des entstandenen Brennproduktes. Das B. wird vorwiegend in der keramischen Industrie (Abb.) und Bindemittelindustrie angewandt. Das keramische B. f ü h r t zur Bildung des keramischen Scherbens infolge von Kristallneubildungen und -*- Sinterung (—> Brennschwindung). I n der Bindemittelindustrie wird -»• Anhydrit(stein) durch teilweise oder vollständige Entwässerung zu verschiedenen Gipssorten gebrannt, ferner -»- Kalkstein und -»• Dolomit durch Austreibung von C 0 2 zu verschiedenen Kalksorten. Das wichtigste Brennprodukt in der Bindemittelindustrie stellt der durch Kristallumwandlung u n d Sinterung sich bildende Klinker dar, aus dem durch Vermählen Zement erzeugt wird. Brennermaulwangenstein — ein —> Formstein bei - » Feuerfesterzeugnissen, der vorzugsweise f ü r die -s- Zustellung der Seitenwände des Brennermaules bei —Glas(schmelz)wannen verwendet wird. Gebräuchliche Maße f ü r B. sind: l = 600 m m , b = 250 mm, h = 200 bis 400 m m . B. werden zum überwiegenden Teil an den fugenbildenden Flächen oberflächenbearbeitet. B. werden hauptsächlich aus schmelzgegossenen Feuerfesterzeugnissen (-> Korund-BaddeleyitErzeugnisse) gefertigt. Weniger gebräuchlich sind keramisch gebundene Feuerfesterzeugnisse. Brennfarbe — visuelle Wahrnehmung der von einem gebrannten -»• Scherben reflektierten Lichtwellen. Trifft Sonnenlicht, das aus einer Serie von Wellenlängen (Spektrum) besteht, auf einen Scherben, so erscheint dieser weiß, wenn alle — schwarz, wenn keine — und farbig, wenn nur bestimmte Wellenlängen reflektiert werden. Neben der Absorption, der wichtigsten Ursache von Farberscheinungen, spielen bei der B. die selektive Reflexion, Streuung und Beugung sowie die Interferenz eine Rolle. Die B. k a n n sich hinsichtlich L e u c h t k r a f t , F a r b ton u n d Sättigung (Grad der Verdünnung mit Weiß) bei den verschiedenen Scherben unterscheiden. Hauptquellen f ü r Farben sind anorganische Ver-

Brennkurve für Ziegeleierzeugnisse im Ringofen (s. a. —»• Brennkurve von Porzellan)

bindungen, wobei solche vom T y p des -> Spinells B0-B%03 besonders beständig sind. Mengenverhältnisse, Ofenatmosphäre, Erhitzungs- und K ü h lungsgeschwindigkeit, Anwesenheit anderer Ionen u n d anderer F a k t o r e n haben auf die B. einen erheblichen Einfluß. Einige typische Brennfarben, deren verursachende Verbindungen und Ofenatmosphäre Farbe

Oxidierende Atmosphäre

Reduzierende Atmosphäre

Schwarz

Mischungen der Oxide von Fe, Cr, Co, Mn, Ni, U, Cu TiOj, Chromate, XJrangelb, CdS, Wismutsalze Basisches Bleichromat, Uran-gelb, Uranoxid, Eisenoxid, Bisensalze Kobalt, Cu-Verbindungen

NiO, Wismutsalze, Bleisalze, Kohle, Karbide, Sulfide Vanadiumstannat

Gelb Rot Blau

Kolloides Kupfer Rutil

Brennfehler — Qualitätsminderungen an keramischen Erzeugnissen, hervorgerufen durch unsachgemäßes -> Brennen oder Reaktionen von schädlichen Komponenten, die in der -> Masse nicht hinreichend aufbereitet wurden. Durch zu rasches Austreiben des Restwassers oder Kondensation von feuchten Abgasen entstehen Schmauchrisse oder V erschmauchungen; das Über- oder Unterschreiten der festgelegten Temperatur h a t Schmolz oder Schwachbrand zur Folge; zu hohe Erhitzungs- bzw. Kühlgeschwindigkeiten f ü h r e n zu -> Brenn- bzw. Kühlrissen; Verrauchungen und Verrußungen resultieren aus mangelndem Sauerstoffgehalt im Ofenraum und Kohlenstoffausscheidungen aus den Rauchgasen infolge katalytischer Spaltung. Aufblähungen kommen zustande, wenn (meist infolge rascher Temperatursteigerung) ->• Pyroplastizität und Gasentwicklung gleichzeitig auftreten. Dieser E f f e k t wird absichtlich bei der Herstellung von Keramsit aus —> Blähton ausgenutzt. Eine besondere Art der B. sind -»• Glasurfehler wie -»- Eierschaligkeit infolge zu niedriger Brenntemperatur, m a t t e Stellen (-s- Glasurroller) u n d Nadelstichigkeit. Brennhilfsmittel — geformtes Feuerfesterzeugnis, das zum Einsetzen des Brenngutes in den B r e n n .

112

Brennintervall

r ä u m dient, z. B. Kapseln, Platten, Stützen oder - » Bornsen aus Schamotte und feuerfesten Spezialmassen wie K o r u n d , Siliziumcarbid, Cordierit u. a. W ä h r e n d Kapseln insbes. zum Schutz des Brennguts gegen direkte Berührung mit der F l a m m e und der fleckenbildenden Flugasche in mit Kohlen beheizten Öfen, z. B. Porzellanbrand im Rundofen, dienten, kann auf diese Schutzfunktion in mit Gas Öl oder Strom beheizten Öfen verzichtet werden; beim Brennen von Tellern werden Kapseln noch als raumsparende Stapel angewendet. Platten, Stützen u n d Bornsen erfüllen als B. den Zweck, Brandrisse und Deformationen zu vermeiden. Brennintervall (von Emails) — Temperaturbereich vom ersten Erweichen eines Emails bis zu seinem völligen Glattschmelzen auf der metallischen Unterlage. Die Breite des B. ist f ü r den Emailliervorgang von großer Bedeutung, da davon insbes. in Emaillieröfen mit ungleichmäßiger Temperaturverteilung im Ofenraum das Gelingen einer Emaillierung abhängt. Das B. eines Emails soll möglichst groß sein, wobei f ü r den Emailliervorgang erwünscht ist: frühzeitige Erweichung, um die Oxidation des Bleches zu unterbinden; spätes Glattschmelzen, d a m i t vorhandene Gase ungehindert entweichen können. Die Höhe und Breite des B. von Grundemails hängen in erster Linie von dem Gehalt an Quarz u n d Feldspat und von ihrem Verhältnis zueinander ab. Auch andere Verbindungen, wie z. B. Ti0 2 , Z r 0 2 und Ton beeinflussen das B. Zur Verbesserung des B. eines Emails f ü h r t man nicht nur bestimmte Verbindungen in den — M ü h l e n oder Schmelzversatz ein, sondern bedient sich auch des Kunstgriffs der Mischung zweier oder mehrerer -> Emailfritten mit unterschiedlichen B. Diese wirken dann im oben angeführtem unterschiedlichen B. Diese wirken d a n n im oben angef ü h r t e m Sinne, indem die eine (weichere) F r i t t e frühzeitig schmilzt und die Oxidation des Bleches unterbindet, während die andere (härtere) F r i t t e bei einer höheren Temperatur erweicht und das Email lange „ o f f e n " hält. Die Bestimmung des B. erfolgt mit dem - > Erhitzungsmikroskop oder mittels eines -> Gradientenofens. Brennkurve (von Porzellan) — Temperatur-Zeitverlauf eines Brennofens f ü r die Herstellung von Erzeugnissen aus Porzellan. E s werden fünf verschiedene Phasen unterschieden: 1. -> Aufheizphase, 2. Entgasungsphase, 3. Reduzierende Phase, 4. Maximale Verdichtungsphase, 5. Abkühlphase. Die Aufheizphase verläuft vom Beginn des Brennablaufes bis zu etwa 1225 K (950 °C). Die Entgasungsphase wird bei etwa 1225 K (950 °C) vorgenommen. Die Dauer richtet sich nach der Dicke der Werkstücke. Die reduzierende Phase beginnt sofort nach der Entgasungsphase. Sie muß unterhalb des Verschließens der Poren der Glasur (keine offenen Poren) beginnen und endet kurz vor der maximalen Verdichtungsphase.

Die maximale Verdichtungsphase beginnt m i t dem Zeitpunkt der offenen Porosität (etwa 1525 K, 1250°C) und endet mit Beendigung der Energiea u f n a h m e im Ofen. Die Kühlphase verläuft vom Abschluß der maximalen Verdichtungsphase bis zum Ende des Brandes. Brennöfen, keramische — Wärmemaschinen, in denen keramische P r o d u k t e bei entsprechenden Temperaturen gesintert werden. Insgesamt gibt es eine Vielzahl von Ofentypen, die entweder von der Entwicklung her, von ihrer Spezifität, Rationalität und Ökonomie von Interesse sind: Chinesischer Porzellanofen, -» Dämpfofen, -> Deutscher Ofen, Drehrohrofen, Einzelkammerofen, Gaskammerringofen, Gasringofen, —> Haubenofen, —> Herdwagenofen, -> Kammerofen m i t überschlagender Flamme, Kammerringofen, - » Kammerrundofen mit überschlagender Flamme, Kasseler Ofen, Kohlerohrofen, -> Langofen, -s- Meiler- oder Feldofen, —> Muffelofen (Etagenofen, Fürbringermuffel, Zugmuffel), - > Partialringofen, Pendelofen, - > Ringofen (Ringofen mit oberem Rauchabzug, Erdringofen, Doppelringofen), - » Rundofen, -> Schachtofen, Schutzgasofen, Silitstabofen, —> Steinzeitofen, -> Tunnelofen, -»- Zickzackofen. Brennringe

Pyroskope

Brennrisse — -> Brennfehler bei keramischen Erzeugnissen. Dem Aussehen nach lassen sich unterscheiden: Trockenrisse, die auf eine zu schnelle Aufheizperiode zurückzuführen sind: kurze, ungleichmäßige Risse mit eingezogener Glasur. Schwindurtgsrisse infolge starker Brennschwindung: ungleichmäßige Risse ohne Glasureinzug. Hiervon zu unterscheiden sind -»- Kühlrisse.

Brennstabilität (von keram. Farbkörpern) — Verhalten eines -> Farbkörpers im Glasurbrand gegenüber den lösenden Einflüssen der ihn umgebenden Glasurschmelze bzw. Glasurfritte. Der Grad der Einwirkung h ä n g t von der chemischen Beschaffenheit der Schmelze bzw. Fritte u n d des Farbkörpers, vom Viskositätszustand der Schmelze beim Glasurb r a n d sowie von dessen Dauer ab. Die in der Regel von Glasur und Brenntemperatur abhängigen Veränderungen wirken sich als Farbtonverschiebungen aus, die unter ungünstigen Bedingungen bis zur Zerstörung des Farbkörpers gehen können. Mit Hilfe eines Gradientenofens läßt sich der Sta-

Brooke bilitätabereieh von F a r b k ö r p e r n ü b e r p r ü f e n u n d überwachen. Brewsterit 1. (Sr, Ba, C a ) [ A l 2 S i 6 0 1 6 ] - 5 H 2 0 . 2. Monoklin-prismatisch: C%h—P21/m;a0 = 0,(>T7 b0 = 1,741 e 0 = 0,766; aa: 6 0 : c0 = 0 , 3 8 9 : 1 : 0 , 4 4 0 ; ß = 93°04'; Z = 2 ; gehört als Zeolith in die Heulandit-Stilbit-Gruppe (Blätterzeolithe); die S t r u k t u r e n t h ä l t Fünferringe, durch deren Verk n ü p f u n g einerseits Viererringe, andererseits u n t e r Bildung v o n Sechserringen Schichten parallel (010) entstehen. 3. Kristalle prismatisch oder kurznadlig, E n d e n ausgefranst. 4. HM = 5 ; D = 2,45; # sehr g u t nach (010); F = weiß, gelblich, grünlich; O = Glasglanz, auf (010) P e r l m u t t g l a n z . 5. nx = 1,510 n„ = 1,512 nz = 1,523; A = 0,013 ( + ); A.-E. u n d Z || (010), X A c = 22°; 2VZ = ± 6 5 ° . 8. I n Drusen von E r u p t i v a , auf Bleierzgängen m i t -> Calcit u n d Bleiglanz. 9. X P D F 15-582 : 0,466 10 , 0,292 8 , 0,327 4 , 0,630 3 , 0,452 3 , 0,319 3 , 0,392 3 , 0,273,. Lit.: FISCHER/MEIER: Fortschr. Min. 42 (1964), 50. STRUNZ/TENNYSON : N . J b . M i n . M h . ( 1 9 5 6 ) , 1. - PERROTTO/

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8.. Wesentlicher Gemengteil der Norite u n d Gabbros; Bronzitfelsen ( K r a u b a t h i. d. Steiermark, Bushveld i. Transvaal); in Olivinfelseinschlüssen der Basalte u n d in Meteoriten. Bronzit (Schmuckstein) ^Bronzit von Schmucks t e i n q u a l i t ä t . E r ist etwas eisenärmer als -> H y p e r sthen u n d h a t eine d e m e n t s p r e c h e n d hellere F a r b e u n d niedrigere Lichtbrechungen. B. zeigt wie H y p e r s t h e n einen metallischen Schiller, der jedoch mehr bronzegelb u n d grünlichgelb ist. Infolge der Faserigkeit der Bronzitkristalle parallel der H a u p t a c h s e ähnelt dieser Schiller dem des Katzenauges. F ü r Schmuckzwecke geeignetes Material f a n d sich bei K u p f e r b e r g im Fichtelgebirge (BRD), bei G r a u b a t , Steiermark (Österreich), an der Mefeldalp im Ultental, Tirol, u n d im B l a u g r u n d Südafrikas. Die Verarbeitung erfolgt wie bei H y p e r s t h e n . Brooke, H o m e r — wurde in Yorkshire, USA, geboren. E r war der Sohn eines Engländers, der 1849 nach Amerika ausgewandert war. • H k -

SMITH: Am. Min. Soc. Meeting (1963), 128A.

Brinellhärte

Härte

Bristol-Glasuren — im Gebiet von Bristol übliche, ZnO-reiche Steinzeugglasuren, die im G l a t t b r a n d bei 1510---1550 K einen deckenden schneeweißen Überzug ergeben. Beispiel: 0,40 K 2 0 * 0,20 CaO }• 0,40 ZnO J

0,55 A1 2 0 8 - 3,1 S i 0 2 .

Folgende Grenzwerte h a b e n sich f ü r diesen Glasurtypus b e w ä h r t (molare Masse eines Äquivalents) : K 2 0 : 0,375 • • 0,450, CaO: 0,194- • 0,230, Z n O : 0.400.- 0,405, A1 2 0 3 : 0,500-- 0,600, S i 0 2 : 2,845-3,250. CaO k a n n a u c h durch MgO ersetzt werden. S T U L L erhielt B. — so weiß wie gute Zinnglasuren — m i t folgender Z u s a m m e n s e t z u n g : 0 333 Na. O 1 0,333 MgO }• 0,433 A1 2 0 3 • 3,l---3,7 S i 0 2 0,334 ZnO J

Der Spiegel der Glasur verbesserte sich hierbei m i t steigendem Si0 2 -Gehalt. Lit.: STULL: Trans. Amer. Ceram. Soc. 11 (1909), 607.

Bronzit 1. (Mg, Fe) 2 [Si 2 0„]. 2. R h o m b i s c h - d i p y r a m i d a l ; D ^ — P b c a ; a 0 = 1,820 b0 = 0,886 c0 = 0,520; a 0 : V c o = 2,062:1 : 0,588; Mineral der E n s t a t i t r e i h e ; s. - » E n s t a t i t , teilweiser E r s a t z von Mg 2+ - durch etwa gleichgroße Fe 2 H -Ionen. 3. Kristalle selten; die faserigen Spaltflächen nach (100) schillern o f t bronzefarben (Name). 4. HM = s. E n s t a t i t ; # s. E n s t a t i t ; D = 3,2 bis 3,5; F = bräunlich. 5. Brechungsindizes u n d Doppelbrechung wachsen m i t steigendem Fe-Gehalt an, W e r t e liegen zwischen E n s t a t i t u n d H y p e r s t h e n ; A.-E. parallel (100); 2 F 90°; F e - a r m e r B. ( + ), Fereicher B. ( —); Pleo = schwach; rötlich nach grünlich. 8

Hinz

1903 wurde ihm das U S - P a t e n t 723983 f ü r einen Strangspeiser zugesprochen. Das flüssige Glas floß d a n a c h in einem kontinuierlichen S t r a n g aus einer Ö f f n u n g des Glasschmelzofens direkt in die F o r m (s. Schema). W a r die F o r m gefüllt, durchschnitt der als Messer ausgebildete Boden des Behälters 1 zusammen m i t dem Scherblatt 2 den Strang. Der nachfolgende S t r a n g w u r d e von d e m Behälter aufgenommen, der sogleich geschwenkt wurde. Währenddessen wurde die gefüllte F o r m 3 e n t f e r n t u n d eine leere F o r m 4 z u g e f ü h r t . Der Behälter k i p p t e n u n die aufgefangene Glasmenge in die leere F o r m , u n d der nachdrängende S t r a n g floß so lange nach, bis die F o r m gefüllt war u n d die Schneidmesser wieder in Tätigkeit t r a t e n . Als nachteilig erwies sich dabei, d a ß sich der heiße, d ü n n e S t r a n g durch die L u f t a b k ü h l t e u n d sich das flüssige Glas bei B e r ü h r u n g m i t dem k a l t e n Behälter bzw. der k a l t e n F o r m faltete, wodurch zahlreiche Glasfehler e n t s t a n d e n . Trotz der d a d u r c h bedingten relativ schlechten Glasqualität ließ sich zu damaliger Zeit das Verf a h r e n f ü r die Herstellung billiger Preßglaserzeugnisse, wie Konservenbehälterdeckel, vorteilhaft anwenden. Später k a u f t e die OwENS-bottle-Company die P a t e n t r e c h t e , u m den Strangspeiser f ü r ihre Graham-Maschine einzusetzen. E i n e n Rechtsstreit u m Speiserpatente gegen

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Browmillerit

Strangspeiser

verlor O W E N S . Inzwischen setzte sich überall der -> Tropfenspeiser durch. HARTFORD

Lit.: MEIGH: The development of t h e a u t o m a t i c glass b o t t l e machine, Glass Technol. 1 (1960), 2 5 - 5 0 .

Brownmillerit — in der Zementchemie übliche Bezeichnung für die ternäre „Verbindung" 4CaO •Al 2 0 3 -Fe 2 0 3 = C 4 AF (Tetracalciumaluminat- ' ferrit), die 1921 von W. C. H A S S E N , I. T. B R O W N M I L L E R und R. C. B O G U E entdeckt wurde. B. ist ein Glied der Mischkristallreihe C 2 F—C 6 A 2 F und besitzt technische Bedeutung als Bestandteil des -> Portlandzementklinkers (—>• Aluminat- und Ferritphasen, -> Klinkermineralien). Bruchmechanik — theoretische Disziplin der Werkstoffkunde, die sich mit dem Festigkeitsverhalten von Festkörpern unter besonderer Berücksichtigung des Einflusses von Baufehlern und Rissen auf den Bruchvorgang beschäftigt. Grundsätzliche Aufgaben der B.: 1. Untersuchung des Spannungs-Dehnungsfeldes eines Risses an der Rißspitze in Abhängigkeit von der Geometrie und der äußeren Last; 2. Untersuchung des Rißverhaltens selbst und die Bedingungen, unter denen ein Riß instabil wird. Auf dieser Basis wird im Gültigkeitsbereich der linearelastischen B. (d. h., daß die Gesetze der linearen Elastizitätstheorie anwendbar sind) für die Entwicklung der Grundgleichungen von einer Energiebilanz für instabile Rißausbreitung oder den Spannungsverhältnissen an der Rißspitze ausgegangen. Beide daraus für praktische Beanspruchungsbedingungen entwickelten Bruchkriterien stehen in unmittelbarem Zusammenhang. Die Bestimmung der Energiebilanz geht auf G R I F F I T H , die Darstellung der Spannungskomponenten an der Rißspitze u. a. auf S N E D D O N zurück, wobei im letzten Falle als Maß für die Spannungskonzentration ein —* Spannungsintensitätsfaktor eingeführt wird. Den theoretischen Betrachtungen liegt dabei das -ä- Rißmodell nach G R I F F I T H bzw. das -> Rißmodell nach B A R E N B L A T T zugrunde. Für alle Werkstoffe gilt der linearelastische Zusammenhang zwischen der Spannung und der Verforformung nur als Näherung, da die Rißausbreitung mehr oder weniger mit plastischen Deformationen an der Rißspitze, mithin einem Abbau von Spannungen, verbunden ist. Mit dem Rißmodell nach D U G D A L E läßt sich die Wirkung der plastischen Zone auf das Bruchverhalten grob abschätzen. Bei größeren plastischen Verformungen ist die linear-elastische Bruchmechanik nicht mehr gültig; an ihre Stelle tritt dann die Fließbruchmechanik. Bevor der Bruch ausgelöst wird, d. h., bevor

eine Rißausbreitung eintritt, muß ein stabiles Rißwachstum stattfinden. Das bedeutet, daß in einem bestimmten Zeitraum der Riß langsam vergrößert wird. Die wichtigsten stabilen Rißwachstumsmechanismen sind dynamische Beanspruchung und —¡- Spannungsrißkorrosion. Zur Charakterisierung des Bruchverhaltens bzw. zur Ermittlung von Kenngrößen zur bruchsicheren Dimensionierung von Werkstoffen dienen eine Reihe von mechanischen Prüfverfahren, von denen die gebräuchlichsten zusammengestellt sind: Mechanische P r ü f v e r f a h r e n Verfahren m i t statischer B e a n s p r u c h u n g Biegeversuch Druckversuch Zugversuch Torsionsversuch Scherversuch I Zeitstandversuch I Entspannungsversuch Verfahren m i t schlagartiger B e a n s p r u c h u n g Kerbschlagbiegeversuch Schlag- u n d Schlagtausch versuch Schlagbiegeversuch Schlagtorsionsversuch Verfahren m i t schwingender B e a n s p r u c h u n g I Schwingfestigkeitsversuch Härteprüfverfahren H ä r t e m e s s u n g nach BKINELL H ä r t e m e s s u n g n a c h VICKERS H ä r t e m e s s u n g n a c h ROCKWELL B e s t i m m u n g der S a p h i r - H i t z h ä r t e

Trotz der zahlreichen Prüfverfahren — es existieren darüber hinaus noch eine Reihe nichtmechanischer Verfahren — ist es derzeit nicht möglich, allgemeingültige Maßzahlen zur Charakterisierung des Festigkeits- und Bruchverhaltens eines realen Werkstoffs aufzustellen, d. h., die gewonnenen physikalischen Parameter sind nur in wenigen Fällen unmittelbar vergleichbar. Die Ursache liegt in der beschränkten Übertragbarkeit der Beanspruchungsbedingungen beim Prüfverfahren auf die Vorgänge der Rißeinleitung und -ausbreitung in großen Bauteilen. Für die Charakterisierung von Gläsern und keramischen Materialien werden vorzugsweise Biegeversuche, Schlagbiegeversuche und Härtemessungen herangezogen. Brucit 1. Mg(OH)2. 2. Ditrigonal-skalenoedrisch; D ^ — P S m l ; a 0 = 0,313 c0 = 0,474; cja0 = 1,514; a = 81°12'; Z = 1; CdJ 2 -Typ; dem Hydrargillit ähnliche Schichtstruktur; OH-Gruppen bilden hexagonal dichteste Packung, wobei jede Schicht aus zwei OH-Blättern || {0001} gebildet wird; Mg-Ionen nehmen oktaedrische Hohlräume zwischen beiden OH-Ebenen ein; OH-Gruppen der einen Schicht stehen gegen Zentrum von drei OHGruppen der anderen Schicht; zwischen diesen Dreierschichten verläuft glimmerartige Spaltbarkeit. 3. Derb in schuppigen und blättrigen Aggregaten, selten fasrige Massen Nemalith); Kristalle sind blättrig oder dicktafelig nach {0001}, zeigen randlich mehrere Rhomboeder; z. T. auch spitzpyramidal und fast nadelig; auch metakolloide Fließformen. 4. HM = 2,5, milde biegsam; D = 2,38 (Röntgendichte: 2,37); # sehr vollkommen nach {0001}, Translationsebene (0001); F = farblos, weiß,

Brunauer

Optische Orientierung

5.

6.

7.

8.

9.

manchmal grünlich oder bläulich, grau ; O = im Bruch Glasglanz, auf Spaltflächen Perlmuttglanz. n 0 = 1 , 5 5 9 - 1 , 5 6 6 n e = 1,580—1,585;J = 0 , 0 2 1 bis 0,019 ( + ); Z || c, e = Z, l = ( - ) , s. Abb. ; Achsenwinkel öfter anomal zweiachsig mit kleinem 2V infolge Streß; anomale Interferenzf a r b e n ; Dispersion stark r > v. Unschmelzbar; leuchtet geglüht in starkem Licht; geht topotaktisch ([0001] Brucit [111] Periklas) bei etwa 573 K durch Wasserabgabe in MgO (-> Periklas) über. 6 9 % MgO; isomorphe Beimengungen von Fe und Mn (Manganbrucit) ; mit A g N 0 3 nach dem Glühen schwarz durch A g 2 0 ; leicht löslich in HCl und anderen Säuren ohne Aufbrausen. K o n t a k t m e t a m o r p h in dolomitischen Kalken mit Periklas, Calcit u n d Hydromagnesit; metamorph-hydrothermal auf Klüften in Serpentiniten (bildet sich durch hydrothermale Zersetzung magnesiumreicher ultrabasischer Gesteine (Dunite, Peridotite) in stark alkalischer Lösung; begleitet von -» Serpentin, Hydromagnesit, -> Aragonit u . a . ) ; oft als Pseudomorphose nach -> Periklas (hydrothermal); in stark alkalischen Böden; unter Oberflächenbedingungen im sauren Bereich leicht karbonatisiert; Serpentinitmassive Sibiriens, des Urals u n d K a u k a s u s ; Quebec (Kanada); Texas, Pa., Schweden; Insel Unst (Shetland); Großlagerstätte Paradise Range, Nev. ; Predazzo (Italien). V e r w e n d u n g : wenn große Massen a u f t r e t e n , zur Magnesiumgewinnung; zur Reinigung der Petroleumdestillate von Mercaptanen; e n t s t e h t bei der H y d r a t a t i o n von MgO; Zwischenprod u k t bei der Gewinnung von MgO aus Seewasser und Kalisalzendlaugen bzw. bei der Gewinnung von MgO aus Dolomit. X P D P 7-239: 0,237 10 , 0,477 9 , 0,179,, 0,157,, 0.149 2 . 0,137 2 , 0,131 1; 0,118!. LU.: FREUND: Ber. dt. keram. Ges. 44 (1967), 5 1 - 5 8 .

Brücke — feuerfestes, ins Glasbad eintauchendes Konstruktionselement in Tafelglaswannen. Man unterscheidet : 1. Feste B.: dient zur Abschirmung der Ziehk a m m e r beim - s - FOURCAULT-Verfahren von der Gasatmosphäre des Glaszuführungskanals bzw. dem Schutz vor schwimmenden Verunreinigungen. Die feste B. ist in der Seitenwand eingespannt. 2. Lose oder schwimmende B.: auswechselbares Verschleißteil an der unteren Fläche der festen B. Die lose B. h a t eine gegenüber dem flüssigen Glas geringere Dichte u n d wird somit durch Auftrieb in ihrer Position festgehalten. 3. Hängende B.: dient der Abschirmung der Ziehkammer beim ~> Pittsburgh- oder Penn8*

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vernonverfahren von der Gasatmosphäre des Glaszuführungskanals u n d hält etwaige Verunreinigungen des Glases zurück. Die hängende B. ist an einer Tragkonstruktion aufgehängt. 4. Sperreinbau in einer Tafelglaswanne, bildet die Grenze zwischen —> Schmelzzone und -> Abstehzone. Die Wirkung dieser B. ähnelt der eines Durchlasses, besitzt jedoch eine geringere wärmeentziehende und strömungsteilende Wirkung. Die Eintauchtiefe beträgt wenige dm, die durchströmte Länge mind. 0,4 m, und die durchströmte Breite s t i m m t oft mit der des anschließenden Kanals überein. B. finden lediglich noch bei Wannen mit Ziehkanälen Anwendung. Brückenbildung — gewölbeartige Verfestigung von Schüttgütern in Bunkern und Silos über dem Austrag. Sie t r i t t besonders bei hohen und engen Bunkern, sowie bei feuchtem u n d feinkörnigem, scharfkantigem Material auf. Das Material r u t s c h t zunächst nicht nach, u n d es bildet sich ein Hohlraum über dem Austrag. Bricht dann das Gewölbe unter der auflagernden Last plötzlich zusammen, so können Austragsvorrichtung und Bunkerboden beschädigt werden. Nachgeschaltete Maschinen werden dadurch nach Unterbelastung plötzlich überbelastet. Die Verminderung der B. ist in gewissem Maße konstruktiv, die Behebung bei Stahlblechbunkern durch Vibratoren oder allgemein durch seitlich angebrachte Vorrichtungen, von denen aus das hängende Bunkerhaufwerk ohne Gefährdung des Bedienungspersonals gelockert werden kann, möglich. Brückenstein — verschiedentlich verwendete Bezeichnung f ü r einen (Glas)wannenstein, der zur -> Zustellung der Brückenwand zwischen —> Arbeitswanne und Schmelzwanne in einhäusigen u n d zweihäusigen ->• Brückenwannen dient. B. werden in den gleichen F o r m a t e n (-> Steinformate) und aus gleichen Feuerfesterzeugnissen wie die Seitensteine gefertigt und verwendet. Nicht zu den B. zählen die - » Durchlaßsteine u n d ->• Durchlaßabdecksteine. Brückenwanne — -> Glasschmelzwannenofen, bei dem Schmelz- u n d Abstehwanne durch eine ->• Brücke aus hochtonerdehaltigen Formsteinen voneinander getrennt sind. Brunauer, Stephen — Chemiker in den USA (spez. auf dem Gebiete der Kolloid-, Grenzflächenund Zementchemie) — wurde am 12. Februar 1903 in Budapest/Ungarn, geboren, machte am dortigen Gymnasium das Abitur und wanderte danach in

116

Bubbling

die USA aus, deren Staatsbürgerschaft er 1927 annahm. E r erhielt seinen B. A.-(Bachelor of Arts) Grad an der Columbia Universität 1925, erwarb seinen M.S.-(Master of Science)Grad in Chemie an der George Washington Universität 1929 u n d seinen Ph.D.-(Doctor of Philosophy)Grad in Chemie an der J o h n Hopkins Universität 1933. Schließlich wurde ihm der Grad eines Ehrendoktors D.Sc. (Doctor of Science) vom Clarkson College f ü r Technologie 1939 zuteil. B. begann seine berufliche L a u f b a h n im Landwirtschafts-Department der USA als Jungchemiker und durchlief hier die Rangfolge als ChemieAssistent, beigeordneter Chemiker und Chemiker. 1951 wechselte B. zur Portland-Zement-Vereinigung als „senior research chemist" über, wurde später Hauptforschungschemiker und von 1958 an f ü r den Bereich Grundlagenforschung verantwortlich. 1965 erhielt B. vom Clarkson College f ü r Technologie in Potsdam, New York, die Berufung zum Professor und Vorsitzenden der Sektion Chemie. I m selben J a h r wurde er — als einer seiner Mitbegründer — zum ersten Direktor des I n s t i t u t s f ü r Kolloid- u n d Oberflächenwissenschaft am Clarkson College f ü r Technologie ernannt. E s war dies das erste I n s t i t u t auf diesem Gebiet in den Vereinigten Staaten. 1968 gab er den Vorsitz u n d die Direktorfunktion auf und widmete sich in den folgenden J a h r e n der ihm übertragenen Professur f ü r Chemie am Clarkson College f ü r Technologie. Am 1. Juli 1973 — nach Erreichen des obligatorischen Ruhestandsalters — wurde B. von seinen Amtspflichten entbunden und erhielt den Status eines emeritierten Clarkson Professors mit Arbeitsmöglichkeiten, die ihm weitere Aktivitäten in der Forschung ermöglichten. I m US-Landwirtschafts-Department gehörten zu seinen wichtigsten Forschungen die Katalyse, die Absorption und die chemischen Gleichgewichte. 1965 erhielt er f ü r seine dort durchgeführten Arbeiten „Über die Bestimmung der Oberflächen von feinteiligen Festkörpern" den Hillebrand-Preis der Chemischen Gesellschaft in Washington. Mit dieser Auszeichnung wurde eine der allgemein bekanntesten Leistungen B.'s geehrt, die als BET-Theorie bzw. -Methode, nach den drei Anfangsbuchstaben der beteiligten Autoren BRTT-

schen Gesellschaft, die höchste Auszeichnung auf dem Gebiet der Kolloid- und Oberflächenchemie der USA und K a n a d a , zugesprochen. Am Clarkson College f ü r Technologie f ü h r t e er seine Forschungen sowohl auf dem Gebiete der Oberflächenchemie als auch auf dem der Zementchemie weiter. Von den zahlreichen Mitgliedschaften in Institutionen und Gesellschaften sowie an Ehrenfunktionen u n d Ehrenmitgliedschaften sei lediglich seine Mitarbeit in den Redaktionsauschüssen der Zeitschriften „ J o u r n a l of Phys. Chem." „ J o u r n a l of Colloid and Interface Science" u n d „ J o u r n a l of Cement and Concrete Research" sowie die Vizepräsidentschaft in der Kommission über Kolloidu n d Oberflächenchemie bei der I n t . Union f ü r reine und angew. Chemie (IUPAC) genannt. B. veröffentlichte 116 Arbeiten, hinzu kommen spezielle Kapitel in Büchern u n d das Buch „The Adsorption of Gases and Vapors" (Princeton Univ. Press 1943, Oxford Univ. P r e s s 1944, russ. Übersetzung durch Akad. d. Wiss. d. U d S S R 1948). IM.: A m e r i c a n m e n a n d w o m e n of science. 12. e d i t . 1971 New York.

Bubbling, Gaseinblasen — Einblasen von komprimierten Gasen in die Glasmasse eines -> Glasschmelzwannenofens durch in Wannenböden eingebaute Blasdüsen zur Verbesserung des Glasschmelzens. Die komprimierten Gase (zumeist L u f t ) werden im Grenzbereich zwischen - » Schmelzund Läuterzone eingeblasen. Die Einbauorte der Düsen liegen im Bereich des -> Quellpunktes und gehen mitunter mit einer Anhebung des Wannenbodens (Damm) einher.

©

NATTER, S . , E M M E T , P . H . , u n d T E L L E R , E . , i n d i e

internationale Fachliteratur Eingang gefunden h a t . Die BET-Methode zur Oberflächenbestimm u n g auf der Grundlage der physikalischen Adsorption von Gasen gehört heute zu den gängigen Methoden in Industrie und Forschung der ganzen Welt. Seine Forschungen bei der Portland-ZementVereinigung befaßten sich mit Calciumsilicaten, Zement u n d Beton. W ä h r e n d dieser Wirkungsperiode wurde ihm die Ehre zuteil, den Vorsitz bei der Gordon-Konferenz über die Chemie an Oberflächen zu führen, als Mitglied des R a t e s der Gordon-Forschungskonferenz sowie als Vorsitzender des Ausschusses über Kolloid- und Oberflächenchemie der Amerikanischen-Chemischen-Gesellschaft zu fungieren. Ebenfalls in dieser Zeit wurde ihm der Kendall-Preis der Amerikanischen Chemi-

-Cxi—1 B u b b l i n g (schematisch) 1 — Druckluftgebläse, 2 - Luftfilter, 3 — Regelventil, 4 — Durchflußmesser 5 — Manometer 6 - Düse, 7 — Wannenboden, 8 — Glasbadoberfläche

|

je Düse Dii

Die Blasdüsen werden durch spezielle -> Blasdüsensteine g e f ü h r t u n d ragen etwa 100 m m über die Steine hinaus. Der Gasdruck beträgt etwa 0,05-"0,25 Pa, wobei die hohen Werte den gefärbt e n Glasmassen zukommen. Der Gasverbrauch beträgt etwa 100 - 3 0 0 Z/h und Düse.

Budnikov Das B. bringt vor allem bei Farbgläsern f ü r die Flaschenherstellung u. ä. den Vorteil, daß kälteres Bodenglas mit nach oben gefördert wird. Dadurch werden die Wärmeübertragung von der F l a m m e zum Glasbad verbessert u n d gleichzeitig eine lokale Wirbelbildung erreicht. Beide F a k t o r e n bringen folgende Vorteile bei der Anwendung des B.: — Verbesserung der Homogenität der Glasmasse, — Ausschußsenkung infolge Steinchen bei Farbglas von ca. 7 auf 1%. — Senkung des Brennstoffverbrauches bis zu 6 % mit Senkung der Gewölbetemperatur um 30-"50 K oder Steigerung der Schmelzleistung. Als günstig h a t sich eine Kombination zwischen B. und elektrischer Zusatzheizung erwiesen. Lit.: PENBERTHY/SCARFE: Glastechn. Ber. 32 (1959), 2 4 0 - 2 4 2 . - FEDOROV/GALJANT/EZERSKI : Steklo i Keramika 31 (1974), H.4, S. 2 8 - 2 9 . - LADUE/PIEPER : Glase Ind., 60 (1979), H. 6, S. 1 2 - 1 4 , 1 6 , 1 8 .

Bubblingstein — gleichbedeutend mit der Bezeichnung ->• Blasdüsenstein f ü r die Steine im Gebrauch, durch die bei Einsatz des -¡- Bubblings die Düsen f ü r die L u f t z u f ü h r u n g in das Glasbad (-> (Glas)wannenstein, ->• Bodenstein) geführt werden.

Budnikov, P e t r Petroviö — Silicatwissenschaftler, UdSSR, - wurde am 21. Oktober 1885 in Smolensk geboren. Nach seiner Schulausbildung u n d dem Studium an der Chemischen Abteilung des Rigaer Polytechn. I n s t i t u t s begann er 1912 in einem Werk f ü r Elektrokohle zu arbeiten; gleichzeitig war er bis 1918 als Chemielehrer an der Lodzinsker M a n u f a k t u r tätig. E s folgte eine Berufung an das Polytechnische I n s t i t u t von Ivanovo-Wosnesensk, wo er von 1919—1926 als Professor und I n h a b e r des Lehrstuhls f ü r chemische Technologie von Mineralstoffen wirkte. I n den J a h r e n 1926 — 1930 u n t e r n a h m B. im A u f t r a g des Volkskommissariats f ü r Bildung ausgedehnte Studienreisen nach Deutschland, England, die Schweiz und den USA. Wichtige E t a p p e n seiner weiteren wissenschaftlichen L a u f b a h n : 1926 — 1941 Professor am Lehrstuhl f ü r Technologie von Mineralstoffen und Silicaten des Technologischen I n s t i t u t s in H a r ' k o v ; 1927 — 1932 Direktor des zentralen Forschungslabors des ukrain. Trusts der Feuerfest- u n d

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Zementindustrie; 1934 Verleihung des Dr.-Ing. habil.; 1934—1938 Dekan der chem.-technolog. F a k u l t ä t u n d 1938 — 1941 Dekan der F a k u l t ä t f ü r Silicattechnologie des Kirov-Instituts f ü r ehem. Technologie in H a r ' k o v ; 1939 und 1943 - 1959 Mitglied des Präsidiums der Mendeleev-Gesells c h a f t ; 1939 — 1943 Mitglied des Präsidiums der Akad. d. Wiss. der Ukr. S S R ; 1 9 3 9 - 1 9 4 4 Deputierter des Stadtsovet's von H a r ' k o v ; 1941 — 1943 Stellv. wissensch. Direktor des I n s t i t u t s f. Baumaterialien in U f a ; 1943—1968 Professor u n d I n h a b e r des Lehrstuhls f ü r allgem. Silicattechnologie am Moskauer Mendeleev-Institut; 1945 —1947 Direktor des Moskauer I n s t i t u t s der Gipsindustrie; 1 9 4 6 - 1 9 5 9 Vizepräsident und ab 1959 stellv. Vorsitzender der ZentralVerwaltung der Mendeleev-Gesellschaft; ab 1958 Chefredakteur der Zeitschrift „Stroitelnye Materialy". B. verstarb in Moskau am 6. Dezember 1968. Mit seinen Mitarbeitern h a t B. über 1500 Arbeit e n veröffentlicht u n d ca. 80 P a t e n t e erhalten; sie umfassen alle wesentlichen theoretischen und praktischen Gebiete der Silicatwissenschaft. H a u p t arbeitsgebiete B.s waren: Baumaterialien (insbes. Gips, Anhydrit, Zemente, Leichtzuschlagstoffe); Silicat- und Oxidkeramik; E m a i l ; Festkörperreaktionen; physik.-chem. Untersuchungsmethod e n ; N u t z u n g von Industrieabfällen (insbes. Hochofenschlacken). Charakteristisch f ü r seine Arbeiten ist die enge Verknüpfung theoretischer Probleme mit praktischen Erfordernissen der Volkswirtschaft. D a n k seiner ausgezeichneten Organisationsfähigkeit, seines pädagogischen Talents, Ideenreichtums und außergewöhnlichen Arbeitselans war B. in den J a h r e n des sozialistischen Aufbaus einer der Hauptinitiatoren bei der Schaffung der wissenschaftlich-technischen Basis f ü r die gesamte Silicatindustrie der UdSSR, bei der Ausbildung der dafür erforderlichen hochqualifizierten ingenieurtechnischen Kader und beim Aufbau entsprechender Hochschul- und Forschungsinstitute. Groß waren seine Verdienste in der Popularisierung und Nutzbarmachung des technischen Fortschritts der Silicatindustrie des Auslandes f ü r den jungen Sowjetstaat. Als Pädagoge h a t er Anteil an der Ausbildung von über 2000 Hochschulingenieuren und von mehr als h u n d e r t Kandidaten und Doktoren der technischen Wissenschaften, aus deren Kreis führende Silicatwissenschaftler der UdSSR hervorgegangen sind. Die gesellschaftliche Tätigkeit B.s erstreckte sich weiterhin auf eine aktive Mitarbeit in wissenschaftlich-technischen Gesellschaften der UdSSR, in wissenschaftlichen R ä t e n von Forschungsinstituten der Silicatindustrie, in Redaktionskollegien führender Fachzeitschriften, in Gremien der Akademie der Wissenschaften der UdSSR und der Ukr. SSR und auf Kongressen und Konferenzen. Ehrungen und Auszeichnungen: ab 1939 korrespondierendes Mitglied der Akademie der Wissenschaften der UdSSR und ordentliches Mitglied der Akademie der Wissenschaften der Ukr. S S R ; dreifacher Staatspreisträger und Träger anderer hoher Auszeichnungen. Ehrenmitglied der Mendeleev-Gesellschaft; Mitglied der Akademie der Wissenschaften der V R Polen; Ehrenmitglied

118

Buergerit

der Tschechoslowakischen Keramik- und Glasgesellschaft; Dr.-Ing. ehrenhalber der Hochschule f ü r Architektur u n d Bauwesen Weimar. Mitgliedschaft in ausländischen wissenschaftlichen Gesellschaften: Deutsche Chemiker-Gesellschaft (ab 1922); Amerikanische Keramische Gesellschaft (1924); Deutsche Kolloidchemische Gesellschaft (1926); Deutsche Keramische Gesells c h a f t (1929). Wichtigste Monografien und Lehrbücher: Glasuren f ü r keramische Erzeugnisse (1916); Anhydritu n d Gipszement (1924); Keramische Technologie (1927); Zur Untersuchung von Gips (1930); Herstellung von Portlandzement (1931); Die Silicatindustrie Nordamerikas (1931); Keramische Technologie, Teil I + I I ( 1 9 3 2 - 1 9 3 3 ) ; Herstellung feuerfester Schamottesteine (1932); Gipsbindemittel (1933); Anhydritzement (1942); Technologie keramischer Erzeugnisse (1946; Bukarest 1951); Hochfeuerfeste Werkstoffe — Eigenschaften u n d Anwendung (1948); Reaktionen in festen Phasen (1949; U s t i n . L. 1953; Peking 1958); Technologie keramischer Erzeugnisse einschließlich feuerfester Baustoffe (1950, 1954, 1962; Peking 1 9 5 3 - 1 9 5 8 ; Berlin 1953; Warschau 1958; P r a g 1960; Cambridge 1964); Granulierte Hochofenschlacken und Schlackenzemente (1953) Peking 1956; Porzellan (1955; Peking 1958); Ausgewählte Werke (1960); Reaktionen in Gemischen fester Stoffe (1961, 1965, 1970); Chemie und Technologie der Silicate (1964); Chemie und Technologie von Baustoffen u n d Keramik (1965); Anorganische Werkstoffe (1968); Neue keramische Werkstoffe (1968); Neue Keramik (1969); Silicatwerkstoffe f ü r aggressive Medien (1970); Feuerfeste Betone m i t Phosphatbindungen (1970). Lit.: P. P. BUDHIKOV: Ser. chim. n a u k , v y p . 19 (Izd. A N S S S E , Moskva 1954) v y p . 40 ( I z d . „ N a u k a " , Moskva 1967). J . C. POGGENDORFF, Biographisch-literarisches H a n d w ö r t e r b u c h , B d . V I I b , Teil 1: A - B , S. 6 2 2 - 6 4 0 : (Berlin 1967). MCEDIOV-PETROSJAN : Silikattechn. 9 (1958), 151; 16 (1965), 328. - KERBE: Silikattechn. 20 (1969), 96.

Buergerit -> Turmalin Bullaugen — im Guß- oder Preßverfahren hergestellte dicke Verglasungen von Schiffsfenstern. Bullersringe

Pyroskope

Bultfonteinit — s. a. Calciumsilicathydrate 1. C a 2 [ F / S i 0 3 0 H ] • H 2 0 . 2. Triklin-pseudorhombisch; C) — Pi; a0 = 1,0992 60 = 0,8183 c0 = 0,5671; a0:b0:c0 = 1,433:1 :0,693; a = 93°57', ß = 91°19', y = 89 0 51'; Z — 2; rechnet zur Familie der -> Nesosubsilicate, wobei vermutlich strukturelle Analogien zu -> Afwillit vorliegen. 3. Nadlige und radialstrahlige Aggregate, häufig polysynthetisch nach (100) und (010) verzwillingt; Prismenzone g u t entwickelt. 4. HM = 4,5; D = 2,73; # nach (100) und (010) gleich g u t ; F = farblos bis rosarot. 5. nx = 1,587 nv = 1,590 nz = 1,597; A = 0,010 ( + ); 2VZ = 70°. 7. Mit verdünnter HCl gallertartige Abscheidung. 8. Als Sekundärbildung in Erzen Südafrikas hydrothermaler Entstehung. 9. X P D F 8-223: 0,193 10 , 0,812„, 0,292 6 , 0,288,,, 0,204 5 , 0,171 5 , 0,406 4 , 0,350 4 .

Lit.: MÜRDOCH: A m . Min. 40 (1955), 900. KEISEY: Min. Mag. 30 (1955), 569.

-

MEGAW/

Bülwern, Blasen — das Einbringen von gasbildenden Stoffen während der Läuterung in die Glasschmelze. Das B. wird vor allem bei der Hafenschmelze angewandt. Dazu wird ein Stück mit Wasser getränkten Holzes (auch R ü b e n oder Kartoffeln) mit Hilfe einer Eisenstange (-> Bindeeisen) auf den Boden des Hafens gebracht. Durch das rasch verdampfende Wasser entstehen große Gasblasen, die die Glasschmelze in Wallung bringen. Es wird dadurch eine g u t e Homogenisierung erreicht. Außerdem reißen die aufsteigenden Blasen im Glas enthaltene Gasbläschen mit an die Oberfläche. Die großen Blasen sollen nicht zu schnell aufsteigen und dabei möglichst viele kleine Blasen berühren und mitnehmen. Anstelle von nassem Holz k a n n auch Arsenik in Stücken eingebracht werden. Die Festlegung des Zeitpunktes u n d der Dauer des B. verlangt große Erfahrungen u n d ist bei verschiedenen Gläsern sehr unterschiedlich. Bursting — Verschleißerscheinung chromerzhaltiger Feuerfesterzeugnisse mit starker Volumenzun a h m e (bis 50 %(VoI.)), bedingt durch Reaktionen der Chromspinellkristalle m i t zuwanderndem Eisenoxid; sie ist verbunden mit einer unstetig ansteigenden Porosität. Merkliches B. t r i t t n u r in oxidierender Atmosphäre und bei Temperaturen über 1675 K auf. Mit zunehmendem Gehalt an Cr 3 + gegenüber Al3+ und Fe 2 + gegenüber Mg 2+ im -> Chromspinell erhöht sich das B. u n d wird unstetiger. Die Ursache des B. sind Reaktionen der Chromspinellkristalle mit Magnetit (Fe 3 0 4 ) infolge Bildung einer festen Lösung von Magnetit im isomorphen Chromspinell, die von einem Anstieg der Porosität u n d Verschlechterung der Erzeugnisse begleitet ist (Gitteraufweitung durch größere FeIonen). Nach R I G B Y beruht die extreme Volumenzunahme auf Diffusionsvorgängen in fester Phase, wobei diese mit unterschiedlicher Geschwindigkeit in den Spinellkristallen ablaufen. Dabei k o m m t es zum bevorzugten Wachstum einzelner Spinelle auf Kosten anderer u n d zu einer Veränderung der Packungsdichte der Partikeln. Da Alumínate nahezu kein B. mit F e 3 0 4 zeigen, wurde eine Aluminatstabilisierung zur Verringerung des B.-effekts vorgeschlagen. Ein Vorbrand des Chromerzes unter Zugabe von feinkörnigem Magnesit soll einen ähnlichen E f f e k t bewirken (RICHARDS).

Nach T K O J E R besteht ein direkter Zusammenhang zwischen der Größe des Burstingseffektes u n d der Größe der Gesamtoberfläche (ausgedrückt als -> Zerdrückungsgrad des Erzes). Die P r ü f u n g der Stärke des B. erfolgt an zylindrischen Körpern (Dmr. 50 mm, h = 50 mm), auf die eine 20 g-Pastille aus Eisenoxid mit hohem Gehalt an F e 3 0 4 (Hammerschlag) aufgelegt wird. Nach zwei- bis dreistündigem Brand zwischen 1825 u n d 1925 K in oxidierender Atmosphäre wird die prozentuale Zunahme des oberen Durchmessers des Prüfkörpers gegenüber dem Durchmesser vor der P r ü f u n g des B. charakterisiert. b =

D

6

-D

a

.100(inO/o)

Calcinierreaktor Lit.: RIGRY: Trans. Brit. Ceram. Soc. 55 (1956), 2 2 - 3 5 . RICHARDS/GUNN/DOBBINS : Trans. Brit. Ceram. Soc. 55 (1956), 507. TROJER: 189-196.

Radex-Rdsch.

(1951),

160-164,

(1956),

Bustamit 1. (Mn, Ca) 3 [Si 3 0 9 ]. 2. Triklin-pinakoidal : a0 = 0,774 60 = 0,716 c0 = 1,382; a0:b0:c9 = 1,081:1:1,930; a = 90°31', ß = 94°35', y = 103°52' ; Z = 2; enge strukturelle Beziehung zu -*• Wollastonit; wie dieser aus K e t t e n von [Si0 4 ]-Tetraedern aufgebaut, und zwar liegen Dreiereinfach-Ketten mit der charakteristischen Baugruppe [SiSH.]P9] vor. 3. Kristalle dicktaflig nach (010), sonst körnige oder radialstrahlige Aggregate. 4. HM = 5,5—6,5; D = 3,33; # vollkommen nach (100) (001), g u t nach (010); F = graurot. 5. nx = 1,662 — 1,689 n„ = 1,675 — 1,701 nz = 1 , 6 7 7 - 1 , 7 0 4 ; A = 0,015—0,015 ( - ) , s. A b b . ; 2 Vr = 36—41°.

Optische Orientierung

8. Mit Lievrit u n d -»- Spessartin k o n t a k t m e t a somatisch in Marmoren. 9. X P D F 13-175. 0,287 10 , 0,320 7 , 0,298 6 , 0,222 s , 0,171 5 , 0,167 5 , 0,245 4 , 0,178 4 . Lit.:

JEFFERY: Acta Cryst. 6 (1953), 821. -

BERMAN/

GONYER: A m . M i n . 2 2 ( 1 9 3 7 ) , 2 1 5 . — PEACOR/PREWITT : A m . M i n . 4 8 ( 1 9 6 3 ) , 5 8 8 . - BRAUNER: N . J b . M i n . M h . ( 1 9 6 0 ) ,

145. - PEACOR/BUERGER : Z. Krist. 117 (1962), 381.

Büttenofen

Hafenofen

Butzenscheiben — im Mittelalter übliche, aus den beim Mondglasverfahren anfallenden etwa 6 — 12 cm großen, den Pfeifenansatz bildenden Mittelstücken (Butzen) bestehende, mit Hilfe von Bleistegen verbundene Scheiben. I n der Neuzeit wurde das Butzenmotiv u. a. in die Ornamentglasfabrikation (-»- Ornamentglas) übernommen.

Cabalgläser — alkalifreie und Si0 2 -freie ^ Gläser des Systems CaO —B 2 0 3 —A1203, wobei der Begriff ,,Cabal" aus der Kombination der Elementsymbole Ca, B, AI dieses Systems entstanden ist. C. sind als - » Modellgläser f ü r Glasstrukturuntersuchungen interessant, da sowohl das B 3 + -Ion wie das Al 3 + -Ion je 2 Koordinationszahlen (3 u n d 4 bzw. 4 und 6) besitzen. Bemerkenswert sind die sehr niedrigen Werte der dielektrischen Eigenschaften t a n ö und e. Technische Bedeutung haben C. bisher nicht erlangt.

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Lit,; BISHAY:, J. Amer, ceram. Soc. 44 (1961), 1 6 - 2 1 .

Cabochon (schliff) —* Axinit Cacholong — -> Si0 2 -Varietäten (Schmucksteine) Cadmiumgelb — > Gelbfarbkörper auf Basis von Cadmiumsulfid CdS. Sie gehören zu den unbeständigsten aller gelben Farbkörper. C. wird n u r f ü r ->• Aufglasur-Dekoration und zur F ä r b u n g von Blechemails verwendet, wobei das CdS mit der -> F r i t t e vermählen wird. C.-Farben werden zerstört, wenn sie mit Eisenoxid, -> chromoxid- und stark bleihaltigen Farben oder Flüssen zusammentreffen. Ihre einzige Abtönungsmöglichkeit ist die Mischung mit dem chemisch verwandten -> CadmiumSelenrot. Cadmiumselenfarben müssen in starker Lage glasiert werden, um glänzend u n d fehlerfrei zu sein. Lit.: Ber. dt. kerani. Ges. 17 (1936), 5 9 7 - 6 2 2 . - Sprechsaal 101 (1968), 4 0 8 - 4 1 0 .

Cadmiumsulfoselenid-Rubinglas — ein durch feinverteilte Mischkristalle der Reihe CdS—CdSe gefärbtes -> Kubinglas. I m Gegensatz zum ->• Gold- u n d - » Kupferrubinglas liegt der wirksame Farbkörper hier nicht in elementarer metallischer Form vor, sondern als Mischkristall von CdS und CdSe. Auch ist die F ä r b u n g dieser Gläser nicht wie bei den genannten Rubingläsern von der Teilchengröße des Farbträgers abhängig, sondern ausschließlich von der chemischen Zusammensetzung der Mischkristalle, d. h. vom jeweiligen Anteil an CdS bzw. CdSe, wobei mit steigendem CdSe-Gehalt die F ä r b u n g von gelblich-orange zu tiefrot übergeht. Das E n t stehen der Rubinfärbung ist weiterhin entscheidend abhängig von gewissen Anteilen Zinkoxid u n d Sulfidschwefel im Grundglas. F a r b t o n und Gleichmäßigkeit der F ä r b u n g werden in noch größerem Maße als bei Goldrubingläsern von der außerordentlich genauen Einhaltung aller Zeit-Temperatur-Parameter des Schmelzund Verarbeitungsvorganges beeinflußt. Hinsichtlich des Verhaltens beim Anlaufen unterscheidet m a n „pot ruby C." (läuft unmittelbar beim Ausarbeiten an) und „fla-sh ruby C." (bedarf zum Anlaufen einer Temperung). F ü r dieses Verhalten ist sowohl die absolute Menge als auch das jeweilige Verhältnis von Cd, Se u n d S bestimmend. Die Schmelzführung erfolgt reduzierend, der Verlust an Färbemitteln durch A b b r a n d ist hoch. C. ist das technisch bedeutendste Rubinglas. E s wird vor allem als Filterglas verwendet, da es neben hoher Durchlässigkeit im roten Teil des Spektrums eine scharf abschneidende Absorptionsk a n t e aufweist. Lit.: SHIVELY/WEYL: J. Amer. Ceram. Soc. 30 (1947), 3 1 1 - 3 1 4 . - KEMPF: Sprechsaal 98 (1965), 784.

Calcinierreaktor — zur Entsäuerung von rohmehl nach dem -»- Trockenverfahren Dreistufenbrennen dienende Baueinheit. verschiedene Konstruktionen bekannt POLYSIUS,

System

HUMBOLDT,

System

Zementbeim Es sind (System SMIDTH

u. a.), die zumeist zwischen I I I . und IV. Zyklonstufe des Rohmehlvorwärmers (-»- Schachtvorwärmer) angeordnet sind. Kennzeichnend f ü r C. sind die Zuführung des

Calcinierreaktor Lit.: RIGRY: Trans. Brit. Ceram. Soc. 55 (1956), 2 2 - 3 5 . RICHARDS/GUNN/DOBBINS : Trans. Brit. Ceram. Soc. 55 (1956), 507. TROJER: 189-196.

Radex-Rdsch.

(1951),

160-164,

(1956),

Bustamit 1. (Mn, Ca) 3 [Si 3 0 9 ]. 2. Triklin-pinakoidal : a0 = 0,774 60 = 0,716 c0 = 1,382; a0:b0:c9 = 1,081:1:1,930; a = 90°31', ß = 94°35', y = 103°52' ; Z = 2; enge strukturelle Beziehung zu -*• Wollastonit; wie dieser aus K e t t e n von [Si0 4 ]-Tetraedern aufgebaut, und zwar liegen Dreiereinfach-Ketten mit der charakteristischen Baugruppe [SiSH.]P9] vor. 3. Kristalle dicktaflig nach (010), sonst körnige oder radialstrahlige Aggregate. 4. HM = 5,5—6,5; D = 3,33; # vollkommen nach (100) (001), g u t nach (010); F = graurot. 5. nx = 1,662 — 1,689 n„ = 1,675 — 1,701 nz = 1 , 6 7 7 - 1 , 7 0 4 ; A = 0,015—0,015 ( - ) , s. A b b . ; 2 Vr = 36—41°.

Optische Orientierung

8. Mit Lievrit u n d -»- Spessartin k o n t a k t m e t a somatisch in Marmoren. 9. X P D F 13-175. 0,287 10 , 0,320 7 , 0,298 6 , 0,222 s , 0,171 5 , 0,167 5 , 0,245 4 , 0,178 4 . Lit.:

JEFFERY: Acta Cryst. 6 (1953), 821. -

BERMAN/

GONYER: A m . M i n . 2 2 ( 1 9 3 7 ) , 2 1 5 . — PEACOR/PREWITT : A m . M i n . 4 8 ( 1 9 6 3 ) , 5 8 8 . - BRAUNER: N . J b . M i n . M h . ( 1 9 6 0 ) ,

145. - PEACOR/BUERGER : Z. Krist. 117 (1962), 381.

Büttenofen

Hafenofen

Butzenscheiben — im Mittelalter übliche, aus den beim Mondglasverfahren anfallenden etwa 6 — 12 cm großen, den Pfeifenansatz bildenden Mittelstücken (Butzen) bestehende, mit Hilfe von Bleistegen verbundene Scheiben. I n der Neuzeit wurde das Butzenmotiv u. a. in die Ornamentglasfabrikation (-»- Ornamentglas) übernommen.

Cabalgläser — alkalifreie und Si0 2 -freie ^ Gläser des Systems CaO —B 2 0 3 —A1203, wobei der Begriff ,,Cabal" aus der Kombination der Elementsymbole Ca, B, AI dieses Systems entstanden ist. C. sind als - » Modellgläser f ü r Glasstrukturuntersuchungen interessant, da sowohl das B 3 + -Ion wie das Al 3 + -Ion je 2 Koordinationszahlen (3 u n d 4 bzw. 4 und 6) besitzen. Bemerkenswert sind die sehr niedrigen Werte der dielektrischen Eigenschaften t a n ö und e. Technische Bedeutung haben C. bisher nicht erlangt.

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Lit,; BISHAY:, J. Amer, ceram. Soc. 44 (1961), 1 6 - 2 1 .

Cabochon (schliff) —* Axinit Cacholong — -> Si0 2 -Varietäten (Schmucksteine) Cadmiumgelb — > Gelbfarbkörper auf Basis von Cadmiumsulfid CdS. Sie gehören zu den unbeständigsten aller gelben Farbkörper. C. wird n u r f ü r ->• Aufglasur-Dekoration und zur F ä r b u n g von Blechemails verwendet, wobei das CdS mit der -> F r i t t e vermählen wird. C.-Farben werden zerstört, wenn sie mit Eisenoxid, -> chromoxid- und stark bleihaltigen Farben oder Flüssen zusammentreffen. Ihre einzige Abtönungsmöglichkeit ist die Mischung mit dem chemisch verwandten -> CadmiumSelenrot. Cadmiumselenfarben müssen in starker Lage glasiert werden, um glänzend u n d fehlerfrei zu sein. Lit.: Ber. dt. kerani. Ges. 17 (1936), 5 9 7 - 6 2 2 . - Sprechsaal 101 (1968), 4 0 8 - 4 1 0 .

Cadmiumsulfoselenid-Rubinglas — ein durch feinverteilte Mischkristalle der Reihe CdS—CdSe gefärbtes -> Kubinglas. I m Gegensatz zum ->• Gold- u n d - » Kupferrubinglas liegt der wirksame Farbkörper hier nicht in elementarer metallischer Form vor, sondern als Mischkristall von CdS und CdSe. Auch ist die F ä r b u n g dieser Gläser nicht wie bei den genannten Rubingläsern von der Teilchengröße des Farbträgers abhängig, sondern ausschließlich von der chemischen Zusammensetzung der Mischkristalle, d. h. vom jeweiligen Anteil an CdS bzw. CdSe, wobei mit steigendem CdSe-Gehalt die F ä r b u n g von gelblich-orange zu tiefrot übergeht. Das E n t stehen der Rubinfärbung ist weiterhin entscheidend abhängig von gewissen Anteilen Zinkoxid u n d Sulfidschwefel im Grundglas. F a r b t o n und Gleichmäßigkeit der F ä r b u n g werden in noch größerem Maße als bei Goldrubingläsern von der außerordentlich genauen Einhaltung aller Zeit-Temperatur-Parameter des Schmelzund Verarbeitungsvorganges beeinflußt. Hinsichtlich des Verhaltens beim Anlaufen unterscheidet m a n „pot ruby C." (läuft unmittelbar beim Ausarbeiten an) und „fla-sh ruby C." (bedarf zum Anlaufen einer Temperung). F ü r dieses Verhalten ist sowohl die absolute Menge als auch das jeweilige Verhältnis von Cd, Se u n d S bestimmend. Die Schmelzführung erfolgt reduzierend, der Verlust an Färbemitteln durch A b b r a n d ist hoch. C. ist das technisch bedeutendste Rubinglas. E s wird vor allem als Filterglas verwendet, da es neben hoher Durchlässigkeit im roten Teil des Spektrums eine scharf abschneidende Absorptionsk a n t e aufweist. Lit.: SHIVELY/WEYL: J. Amer. Ceram. Soc. 30 (1947), 3 1 1 - 3 1 4 . - KEMPF: Sprechsaal 98 (1965), 784.

Calcinierreaktor — zur Entsäuerung von rohmehl nach dem -»- Trockenverfahren Dreistufenbrennen dienende Baueinheit. verschiedene Konstruktionen bekannt POLYSIUS,

System

HUMBOLDT,

System

Zementbeim Es sind (System SMIDTH

u. a.), die zumeist zwischen I I I . und IV. Zyklonstufe des Rohmehlvorwärmers (-»- Schachtvorwärmer) angeordnet sind. Kennzeichnend f ü r C. sind die Zuführung des

120

Calci

vorgewärmten Rohmehls und die Verwendung vorgewärmter Verbrennungsluft aus dem -»• Rostkühler neben den Drehofenabgasen sowie Austrag des ealeinierten Brenngutes mit dem Gasstrom in den Vorwärmer. I n der Abb.wird das im C. stark entsäuerte Rohmehl mit den Rauchgasen in die IV. Zyklonstufe getragen und dort aus dem Gasstrom abgeschieden. Calcit, Kalkspat 1. CaC0 3 . 2. Ditrigonal-skalenoedrisch, D%d — R'ic, arh = 0,642 oc = 101°S5' Z = 4; a r h = 0,637 « ' = 46°07' Z = 2. 4. YIM = 3, D = 2,6—2,8, F = farblos oder milchig weiß, bisweilen durch Beimengungen gefärbt. 5. n0 = 1,658 ne = 1,486 A = 0,172 ( - ) . 6. Ab 1075 K merkliche thermische Dissoziation, völlige Entsäuerung unter technischen Bedin" gungen erst oberhalb 1275 K . 8. C. wird Glasuren und in geringem Umfange auch keramischen Massen als Flußmittel zugesetzt. Isländischer Doppelspat f ü r optische Zwecke (Nicols). Calciumoxid 1. CaO. 2. Kubisch-hexakisoktaedrisch; 0\—FrnSm; a0 = 0,481; Z = 4 ; Steinsalztypus; isotyp mit —> Periklas u n d —> Wüstit. 3. Freies CaO, in Portlandzementklinkern kugelige oder eiförmige Kristalle (wenn aus Kalkresten entstanden); bei der Dissoziation von Alit zu C 2 S und CaO ergeben sich kleinste sehr unregelmäßige F o r m e n ; in Portlandzementklinkern nie mit Kristallflächen begrenzt; eutektische CaO-Anhäufungen nur in hoch kalkgesättigten Klinkern möglich und sehr selten; in Schmelzen C a O - C I J A J — CaF 2 kristallisiert CaO selten in Oktaedern mit (100)-Ansätzen, meist dagegen kugelig; bei geringen Gehalten bilden sich feine Skelette — besonders in CJ2A7 — orientiert eingelagert oder mit CaF 2 -Dendriten verfilzt, besonders in der Nähe des eutektischen

E n d p u n k t e s oder auf der Feldergrenze C 12 A 7 -CaO. 4. HM = 3—5, Polierhärte in Alkohol: > C 3 S; bohr- und schleifbar; D = 3,345 (300 K), wegen rascher H y d r a t a t i o n schwer zu bestimmen; # vollkommen nach {100}, schwach nach {111}, an Bindeflächen o f t glatte Spaltflächen mit zahlreichen Spaltstufen; F = farblos, im Mikroskop in Gesellschaft von C 2 F leicht gelblich; lineare Wärmedehnung = 102 • 10 _ 7 /K bei 298—573 K, 165 • 10~ 7 /K bei 2 9 8 - 2 3 7 3 K ; Oberflächenenergie am abs. Nullpunkt = 0,82 N/m, bei 1843 K = 0,6 N / m ; Dielektrizitätskonstante = 7,5; spezifischer elektrischer Widerstand bei 1273 K na 106 ß c m , bei 2073 K «a 1 0 2 ß c m ; molare W ä r m e = 42,19 J/mol bei 293 K, 54,47 J/mol bei 1993 K ; Dissoziationsenergie bei O K = 419 J / m o l ; molare Schmelzwärme am Schmelzpunkt = 72,07 k J / m o l ; Verdampfungswärme bei 2483 K = 582,41 k J / m o l ; Zugfestigkeit = etwa 80 MPa (dichtes polykristallines CaO); plastisches Fließen im Gleitsystem (100) [110] bei 299 K unter einer Scherspannung von 605 MPa, bei 1773 K unter 9,8 M P a ; im System (110) [110] 14,1 bzw. 9,1 M P a ; Wanderungen und Versetzungen auf (100)und (HO)-Ebenen bereits ab 1273 K ; Festigkeit ist beim Einkristall und polykristallinen CaO gleich. 5. nc = 1,833 w D = 1,837 ra530 n m = 1,846; Reflexionsvermögen : / ¿ L u f t = 8,7%. 6. F p = 2 863 ± 30 K ; Siedetemperatur = 3123 K ; Verdampfungstemperatur — 3890 K . 7. Von H a O, alkoholischer H N 0 3 - , H 2 S0 4 -, Boraxund A1(N0 3 ) 3 -Lösung intensiv geätzt und gefärbt (stark richtungsverschieden), negativ sind (COOH) 2 in Alkohol u n d nur in ganz kurzen Zeiten H F ; H 2 0 ä t z t in Gegenwart von Anhydrit schwächer als bei Klinkerphasen; im Mikroskop in wenigen Minuten H y d r a t a t i o n . Chemische Eigenschaften: stark basisch; Reaktion m i t sauren Oxiden bei höheren Temperaturen durch Festkörperreaktion, rasche Diffusion der Ca 2+ I o n e n ; in fester Lösung bei 1873 K m a x . 2 % (Ma.)MgO, bei 1423 K 1 0 % (Ma.) FeO; wahrscheinlich größere Löslichkeit von SrO; lückenlos mit MnO mischbar; reagiert mit Si0 2 oberhalb 673 K, mit A1 2 0 3 oberhalb 1073 K ; das Maximum der H y d r a t a t i o n bei 373 K, die U m k e h r u n g bei 820 K (spezifisches Volumen geht dabei auf 198% — Gedeihen bzw. Ergiebigkeit des Kalkes); an der L u f t vollständige H y d r a t a t i o n (Einschränkung durch Schutzschichten, wie Öl, Teer, Pech u. a. oder durch verkleinerte Oberfläche); Bildungswärme aus den Elementen /l// 2 9 9 = 634,40 k J / m o l ; freie Bildungsenthalpie AG\ m = 603,31 k J / m o l ; Standardentropie S 2 9 8 = 40,06 J / K • mol; Auflösung wird durch FeO- u n d Al 2 0 3 -reiche Schlacken gefördert; in Silicat- u n d phosphatreichen Schmelzen bildet sich eine feuerfeste Reaktionsschicht; CaO-Einkristalle lösen sich schneller als polykristallines CaO; Verhalten im V a k u u m schlechter als A1 2 0. ( ; bildet binäre Schmelzen m i t : MgO (bei 2643 K), Z r 0 2 (bei 2473 K), Ca 3 (P0 4 ) 2 (bei 1 7 9 8 K ) , Mn 3 0 4 (bei 1723 K), Si0 2 (bei 1709 K), A1 2 0 3 (bei 1670 K),

Calciumoxid-Bestimmung CaF 2 (bei 1633 K), F e 2 0 3 (bei 1476 K), FeO (bei 1352 K), A1 2 0 3 + Si0 2 (bei 1438 K), AI 2 0 3 + Si0 2 + FeO (bei 1343 K). 8. Als Mineral in Kalkeinschlüssen der Vesuvlava, selten; im Temperaturbereich der Klinkerrestschmelze beständig neben C3S, C3A, NCgA8, C 4 AF, MgO, CaS, neben C2S nur < 1448 K ; mit Anhydrit, 3 C a 0 B 2 0 3 , 9 C a 0 - 4 C r 0 3 - C r 2 0 3 ( > 1073 K), CaCr0 4 « 1073 K) und CaCr 2 0 4 im Vakuum, 3 C a 0 - 2 T i 0 2 , Ca0-Zr0 2 , 2CaO • Sn0 2 , K 2 0-A1 2 0 3 , N a 2 0 A l 2 0 3 , Ba 2 Si0 4 , Sr 2 Si0 4 , ZnO, 4 C a 0 - P 2 0 5 , 7 C a 0 - P 2 0 ä - 2 S i 0 2 usw.; in feuerfestem Dolomit und Magnesiterzeugnissen, in hochbasischen SM-Schlacken, in Brannt- und Sinterkalk, Zementklinker und Phosphatkunstdünger, Schmelzkalk; findet Verwendung in der Bauindustrie, Düngemittelindustrie, als Auskleidung bei Stahlschmelzen ergibt sehr geringe P-, S- und 0 2 -Gehalte des Stahls, Sinterkalk und Schmelzkalk als feuerfester Baustoff (Versand in verschweißten Plastsäcken). 9. X P D F 4-777: 0,241 10> 0,170 5 , 0,278 3 , 0,145p 0,108!, 0,098], 0,080 1; 0,139 x . Calciumoxid-Bestimmung — Arbeitsgang der qualitativen und quantitativen chemischen Analyse zur Bestimmung des CaO-Gehaltes. Im Rahmen der Silicatanalyse spielt die CaO-

121

Bestimmung als Bestandteil von Gläsern, keramischen Produkten, Zementen, Schlacken, Rohstoffen usw. eine Rolle. Die quantitative Bestimmung des CaO kann durch verschiedene Methoden erfolgen. Allgemein üblich ist die komplexometrische Bestimmungsmethode, die z. B. für Gläser und für silicatische Rohstoffe benutzt wird. Meistens werden die feingepulverten Proben mit Soda oder Flußsäure/Schwefelsäure aufgeschlossen. CaO wird nach der Hydroxidfällung der Sesquioxide im Filtrat komplexometrisch bestimmt. Als Indikator dient üblicherweise Murexid. Abwandlungen der Methode unter Einsatz besserer Indikatoren, z. B. FluorexonThymolphthalein-Mischindikator, und Anwendung von Maskierungsmitteln für die störenden Sesquioxide sind gebräuchlich. G r a v i m e t r i s c h e Bestimmungsverfahren (z. B. Fällung als Oxalat) werden nur noch in besonderen Fällen angewendet. Als besonders geeignet hat sich die -> Atomabsorptionsspektroskopie erwiesen, da sie die schnelle und störungsfreie Bestimmung kleiner bis mittlerer CaO-Gehalte gestattet. Bei Verwendung der Acetylen-Luft-Flamme dienen Lanthanbzw. Strontiumzusätze als Akzeptoren für Störungen, die durch anwesende Aluminiumionen oder bestimmte Anionen, wie Phosphat- oder Sulfationen, verursacht werden. Wird die heißere Acetylen-Lachgas-Flamme benutzt, treten chemische

Mol-Verhältnis von Co0/(Ca0fSi0z) des Ausgangsmaterials 0A 0,5 0,6 0,7

5-2 3:7 3-5 2:3 5-6 PI U-3 3 ? 2-1 Ca0/Si0z Höh Verhältnis des Ausgangsmaterials

122

Calciumsilicathydrate

Interferenzen stark vermindert bzw. nicht mehr auf, so daß man meist v o n Zusätzen zur Störungsbeseitigung absehen kann. W e i t e r e Bestimmungsverfahren wie Röntgenspektroskopie, optische Emissionsspektroskopie usw. sind ebenfalls mit gutem E r f o l g in Anwendung, benötigen jedoch aufwendigere Apparaturen. Calciumsilicathydrate — Sammelbegriff sowohl für natürlich vorkommende Minerale als auch synthetisch herstellbare oder bei Erhärtungsprozessen auftretende, aus den K o m p o n e n t e n CaO, Si0 2 und H 2 0 sich aufbauende Kristallphasen unterschiedlicher Zusammensetzung. W i e der Tab. und dem Diagramm (s. a. - » System CaO — S i 0 2 — H 2 0 ) zu entnehmen ist, sind die Zusammensetzungen der C. sehr variable und die C : S: H-Verhältnisse sehr verschieden. D i e Formeln der Verbindungen — bezogen jeweils auf ein S i 0 2 — liegen zwischen C 0j5 SHJ; und C 3 S H r Zwischen diesen Grenzwerten existieren 17 bekannte, gut kristalline Hydrosilicate und außerdem noch zahlreiche synthetische, vielfach schlecht kristallisierbare H y d r a t e und Gele! Hierzu gehören eine Reihe wenig definierter Phasen technischer Hydratationsprodukte, die als C —S — H - P h a s e n bezeichnet werden. Hinsichtlich der Temperaturbereiche der synthetischen Bildung von C. lassen sich nach T A Y LOR (s. A b b . ) deutlich drei Existenzgebiete unterscheiden, die durch die Temperaturgrenzen 425 K und 575 —1225 K voneinander getrennt sind. Oberhalb letzterer liegen die entsprechenden wasserfreien Verbindungen v o r . D i e natürlichen C. kommen im allgemeinen gut kristallisiert v o r ; aber auch die unter hydrothermalen Bedingungen (Temperatur > 373 K ; Druck) hergestellten synthetischen Verbindungen sind relativ gut kristallisiert zu erhalten. Die K r i stallgrößen liegen bei den Mineralen o f t über 100 /im, bei den synthetischen Produkten üblicherweise bei 10—20 /im. Bei —> Hydrothermalsynthesen unter 373 K (z. B . normale Dampfhärtung) sind die Neubildungen meist wenig kristallisiert, schwer zu identifizieren und in ihrer Zusammensetzung schwankend. D i e meisten synthetischen Hydratphasen treten in den ersten Reaktionsstadien gelförmig auf. Eine technisch außerordentlich wichtige Eigenschaft der C. ist ihre nahezu Unlöslichkeit in Wasser, was z. B . für die Zementhydratation v o n W i c h t i g k e i t ist (s. a. ->• Erhärtungstheorien, - > Hydratation). Zusammenstellung von Calciumsilicathydraten Hillebrandit Afwillit CaS-Hydrat (synth.) C,S-Hydrat Riversideit Tobermorit Plombierit Okenit Nekoit Rosenhahnit Eoshagit Xonotiit Reyerit Gyrolith

0a,rSi0,l-H,0 1 Ca 3 [Si0 3 0H] a • 2H a O I Ca,[(OH)/SiO,OH] f Ca,[(0H),/Si,0,l I Ca 5 H>[Si,0,],-2H,0 "I Ca s H a [Si,0,l,-4H,0 Ca 5 H.[Si„0,V6H,0 } Ca 1 . s [Si,0«(0H) 3 M,5H a 0 Ca I . 5 [Sl 3 0»(0H) 3 ]-2,5H ! 0 J Ca,[Si,0,l-H„0 Ca.[(0H)„/Si,0,l Ca,[(OH),Si.O„l Ca,[Si,O 10 ]-H,O \ Ca,[Si 1 0 1 ,]-4H,0 /

*) Nesosubsilicate Ca(0, OH)6-Oktaeder bilden offenbar gemeinsam mit Si30,-

2)

3)

') ') •)

Ketten Schichten, deren Abstände durch Eintritt von H a O aufgeweitet und durch Austritt kontrahiert werden können. Okenit und Nekoit gehen beim Erhitzen orientiert in Wollastonit über. Dreierketten — wandelt beim Erhitzen in triklinen Wollastonit ( — I T ) um. Dreierketten — nicht an Tetraeder gebundenes OH wandelt beim Erhitzen in triklinen Wollastonit ( — I T ) um. mit Doppeldreierketten Phyllosilicate — gehen beim Erhitzen in Wollastonit über. Truscottit soll mit Reyerit entweder identisch oder ihm sehr nahe verwandt sein.

Calciumtitanatkeramik — C a T i 0 3 , ein keramisches Dielektrikum mit Perowskitstruktur ( - > Perowskit). Die H e r s t e l l u n g erfolgt durch Vorbrennen der feingemahlenen und brikettierten R o h s t o f f e (CaC0 3 + T i 0 2 ) bei 1375 K , nochmalige Feinzerkleinerung auf eine mittlere Korngröße v o n 5 /im, V e r f o r m e n und Sintern bei etwa 1625 K . D i e F o r m g e b u n g erfolgt durch Trockenpressen und Strangpressen. Die plastische Verformung ist mit H i l f e von organischen Plastifizierungsmitteln, wie Celluloseether, Alginaten, P o l y v i n y l a l k o h o l u. a. möglich. D i e dielektrischen Eigenschaften sind abhängig von der Rohstoffreinheit, der Kornfeinheit, der Rohstoffmischung, der Formgebung und der Temperaturzeitkurve beim Sintern. Eigenschaften: Dichte Mittlerer Wärmedehnungskoeffizient l (20—100°C) f Dielektrizitätskonstante Mittlerer Temperaturkoeffizient \ der Kapazität (20---800 C) TKC f Verlustfaktor tg # Isolationswiderstand R t s eines aus dem Material hergestellten Kondensators (1000 V =• ; 20 °C; nach einer Minute gemessen) )

3,8 kg/dm3 9,5 • lO-'/K 150 ± 20

-1800 • 10"7K

1---3 • 10"* 10' Mfl

Anwendung: Als Kondensatordielektrikum mit großem negativen Temperaturkoeffizient der Dielektrizitätskonstante für kompensierte Schwingkreise, besonders für höhere Temperaturen; der W e r k s t o f f kann bis 125 °C eingesetzt werden. Calderit 1. Mn 3 Fe 1 2 I I [Si0 4 ] 3 . 2. Kubisch-hexakisoktaedrisch; 0\° —Ia3d; a0 = 1,182; Z = 8; Glied der Granatgruppe mit R 2 + = Mn 2 + , R 3 + = Fe 3 +, teilweiser Ersatz des M n durch Ca. 4. D = 4,42; F = dunkelgelb, rötlich. 5. n = 1,87 — 1,90. 8. Gemeinsam mit Bariumfeldspat in Mn-Erzlagerstätten als verbreitetstes Silicat. 9. X P D F 10-367 : 0,262 10 , 0,157 10 , 0,292 9 , 0,239 9 , 0,163 9 , 0,0979, 0,191 s , 0,147,. IAt.: VEKMAAs:Tttin. Mag. 29 (1952), 946.

Calumite — in den U S A verwendete Hochofenschlacke als Rohstoff für Kohlegelbgläser. Cancrinit 1. N a 6 C a [ C 0 3 / { A l S i 0 ? ) 6 ] - 2 H 2 0 . 2. Hexagonal-pyramidal; C'|—P6 3 ; a 0 — 1,275 c0 = 0,514; c0ja0 = 0,403; Z = 1; wichtiges Glied der Reihe der Feldspatvertreter, enthält f r e m d e Anionen, C 0 3 ist z. T . durch S 0 4 und C1 und N a durch K ersetzt; die Struktur besteht aus einem Gerüst v o n [Si0 4 ]-Tetraedern, die sich zu R i n g e n anordnen und so K a n ä l e bilden, in

Celsian ( ß ) denen sich die fremden Anionen und die K a t ionen befinden; Si ist zur H ä l f t e durch AI ersetzt 3. Kristalle kurzsäulig bis nadlig, meist langprismatisch; an Formen treten auf {1010}, {0001}, {1011} u n d {1120}; meist aber als Gesteinsgemengteil xenomorph u n d körnig. 4. HM = 5 - - 6 ; D = 2,4; # vollkommen nach (1010), ferner (0001); F = farblos, oft gelblich u n d rosa; O — Glasglanz, Perlmutterglanz. 5. « 0 = 1,524--1,4890 n e = 1,498---1,4885 je nach Zusammensetzung (s. 1.); A = 0 , 0 2 6 - 0 , 0 0 0 5 ( - ) ; s . 2.

123

Cappelenit 1. (Ba, Ca, Ce, Na)(Y, Ce,La) 2 [B 2 0 5 /Si0 4 ]. 2. Hexagonal; c/a = 1,2903; gehört zur Familie der -> Nesosubsilicate. 3. Dick prismatische Kristalle, ohne Spaltbarkeit. 4. HM = 6 --6,5; D = 4,4; Br. = muschelig; F = grünlichbraun; O = Glasglanz. 5. Einachsig negativ; n 0 = 1,76; Doppelbrechung ziemlich hoch. 7. I n HCl löslich. 8. I m Syenit, Klein-Arö, Norwegen. 9. X P D F 16-703: 0,278 10 , 0,346 5 , 0,194 6 , 0,462 3 , 0,327 2 , 0,230 2 , 0,206 2 , 0,182 2 . Carbidkalk -> L u f t k a l k e

A 0,030 0,020 0,010.

Carnegieit 1. Na[ AlSi0 4 ]; b e k a n n t sind eine Hochtemperaturform (a-C. bzw. Hoch-C.) u n d eine Tieftemper a t u r f o r m (ß'-G. bzw. Tief-C.). 2. a-C.: kubisch; T 4 - P 2 1 3 ; a 0 rv 0,74; 2 = 4; ß'-C.: triklin; Gitter nicht bekannt. 3. ß'-C. ist immer polysynthetisch verzwillingt.

0,000

C02/20

40 1 60

/

Ga. in %

5 . ß'-C.-. » , =

80 \ S03 \

Cancrinit Sulfatcancrinit

Wischnewit

1: Optische Daten in Abhängigkeit von der Zusammensetzung

8. Ausscheidung C0 2 -haltiger Magmen unter hohem Druck neben —s- Nephelin nach Kalkresorpt i o n ; z. B. Miask/Ural, Siebenbürgen, in Auswürflingen vom Laacher See; in hellen Alkaligesteinen. 9. X P D F 25-776 : 0,321 10 , 0,464 9 , 0,364,, 0,210„ 0,149 5 , 0,145 5 , 1,09 4 , 0,273 4 . Ltt.:

KOZÜ/TAKANE: Proc. Imp. Acad., Tokio 9 (1933) 56, -

S B 3, 150.

Acta Cryst. 16 (1963).

-

JARCHOW: Fortschr. Min. (1962).

-

Cancrinit (Schmuckstein) — > Cancrinit von Schmucksteinqualität (selten). Obwohl Cancrinit in nephelinhaltigen Gesteinen recht verbreitet ist, wurde schleifwürdiges Material bisher zusammen m i t Eläolith (-> Nephelin.) bei Litchfield, Maine (USA) gefunden. C. t r i t t in diesen Vorkommen in hellgelben bis dunkelorangegelben, durchscheinenden Kristallen auf. CaO-Bestimmung -> Calciumoxidbestimmung

1,514

nr

=

1,514;

op-

Celit — von Törnebohm (1897) eingeführte Bezeichnung f ü r einen Gefügebestandteil des -> Portlandzementklinkers, der in der Füllmasse zwischen den - » Klinkermineralien, -> Alit und -> Belit a u f t r i t t . Später wurde bekannt, daß Celit identisch ist mit der ferritischen Phase, die auch als „helle Zwischenmasse" bezeichnet wird (-»- Aluminat- und Ferritphasen). I n der neueren Zementliteratur ist die Bezeichnung C. nur noch selten zu finden.

2: Optische Orientierung

S. 105.

1 , 5 0 9 riß =

tisch negativ mit 2 V = 15°. 6. a-C. bildet sich aus -> Nephelin oberhalb 1521 K ; F p = 1899 K ; ß'-C. bildet sich aus Nesosilicaten; die Struktur ähnelt weitgehend der von Olivin; pseudohexagonale annähernd dichteste Packung der O-Atome; parallel (001) sind Mg(OH) 2 -Schichten Brucit) eingelagert. Kleine flächenreiche Kristalle mit {221}, {011}, {021}, {010} und {100} oder rundliche Körner und körnige Aggregate. HM = 6—6,5; D = 3 , 1 - 3 , 2 ; # nach (100) deutlich; F = gelblich weiß, zitronengelb, bräunlich, hyazinthrot, dunkelgranatrot; G = Glas- bis Harzglanz. nx = 1,593 — 1,619 ny = 1,603-1,632 nz = 1,623-1,653 (Fe-arm—Fe-reich); A = 0,030 bis 0,034 ( + ) (s. 1.); Winkel zwischen X u. c = +22—29°, Winkel zwischen F u. a = — 3 •••10° (s. 2.) Z\\b; Z = spitze Bisektrix; 2VX — 73—89°; Achsenebene steht senkrecht auf (010); Pleo = goldgelb; blaßgelblich (s. 2.). Von Säuren zersetzt. Mit -» Phlogopit und ->- Spinell in kontaktmetamorphen und kristallinen Kalken und Dolomiten; Passau/Bayern; Aker/Schweden;

Sahama:

Christiansen-Filter — eine mit Glaspulver der Brechzahl n gefüllte Küvette, deren Zwischenräume mit einer Flüssigkeit der Brechzahl ¡x gefüllt sind. Solch ein Filter läßt von einfallendem polychromatischem Licht nur noch quasi monochromatisches Licht durch. Die Erklärung dieses Effektes ergibt sich aus 1., wo die Brechzahlen n und (i in Abhängigkeit von der Lichtwellenlänge X dargestellt sind. Bei der Wellenlänge X = X0 haben Glas und Flüssigkeit die gleiche Brechzahl. Licht von dieser Wellenlänge wird quasi ungeschwächt durchgelassen. Strahlung mit Wellenlängen X X0 wird gestreut und dies um so mehr, je größer die Differenz [X — X0] ist, so daß die in 2. dargestellte spektrale Transmissionskurve resultiert. Durchstrahlt man diesen Filter mit Licht der Wellenlänge X = X0, so ist dessen Transmission maximal. Eine Temperaturerhöhung des Filters vermindert dessen Durchlässigkeit, was damit zusammenhängt, daß sich vorwiegend die Brechzahl (1 mit zunehmender Temperatur vermindert, wobei die Kurve fi in 1. eine Parallel Verschiebung in Ordinatenrichtung erfährt. Das Maximum der Transmissionskurve verschiebt sich zu X0', es nimmt, bei X = A0 gemessen, mit einer Temperaturänderung ab. Durchlässigkeiten D = 1 oder D = 100% sind' nicht real. Die Pulverpartikeln haben etwas unterschiedliche Brechzahlen, es liegt eine Brechzahlverteilung mit dem Brechzahlmittelwert n und der Streuung Feuerfesterzeugnisse mit einem Chromoxidgehalt von 20- --40% und einem Magnesiumoxidgehalt von 20---40%. Der Chromerzanteil am Versatz ist > 50% im Gegensatz zu den -> Magnesia-Chromerz-Erzeugnissen, bei denen er < 50% ist. Sie können gebrannt oder ungebrannt (chemisch-, teer- bzw. pechgebunden) hergestellt werden. Der Anteil an ungebrannten Steinen an der Gesamtproduktion beträgt etwa 20%. Ungeformte Erzeugnisse sind Mörtel-, Stampf-, Spritz- und Anstrichgemische mit einem dem jeweiligen Zweck entsprechenden K o r n a u f b a u . R o h s t o f f e : Chromerz (Grobkorn), Sintermagnesia (Feinkorn). Mittelkorn fehlt aus Gründen einer möglichst hohen Thermoschockbeständigkeit. H e r s t e l l u n g : erfolgt nach dem Halbtrockenverfahren. Die auf die gewünschte Korngröße zerkleinerten Rohstoffe werden gegebenenfalls klas-

130

Chromerz-Silika-Erzeugnisse

siert und unter Zusatz von 3 - - 4 % Feuchtigkeit und Klebemitteln (z. B. Sulfitablauge) auf Mischkollergängen oder in ->• Eirichmischern gemischt und auf Drehtisch- oder - r Kniehebelpressen bei Preßdrücken über 100 MPa stufenweise verpreßt. Mit der isostatischen Preßtechnik ergibt sich die Möglichkeit, sehr dichte, praktisch porenfreie, aber gegen Temperaturwechsel empfindliche Steine herzustellen. Nach vorsichtiger Trocknung bei etwa 275 K, erfolgt der Brand bei 1 8 2 5 - 1 8 7 5 K, zumeist in Tunnelöfen. Die Herstellung hochgebrannter Steine (-» Direktbindung) erfordert Brenntempeiaturen von 1975 --2025 K , manchmal sogar höher. Für die Steine mit chemischer Bindung gewinnen neben den bisher üblichen Bindern wie MgS0 4 auch glasartige Polyphosphate an Bedeutung. E i g e n s c h a f t e n : Durchschnittl. chemische Zusammensetzung (Ma. in % ) : Cr 2 O s 20—40

MgO 25—35

CaO 0,5—2

Fe203 8—15

AI203 10-25

SiO„ 2—7

Die Schwankungen sind Rohstoffbedingt (Chromerz). Dichte in kg/dm 3 = 3,8—3,9 Rohdichte in kg/dm 3 = 2,9---3,1 Gesamtporosität in % = 20—24 KDFinMPa =20—30 D F B t s in K = 1825—1925 Lin. therm. Ausd. Ä293.-.l 27jK ill °/r) ~ 0 , 8 H B F in M P a (1675 K) =10-13 Kegelfallpunkt = P K 190 ( » 1 9 0 0 ° C ) bzw. » 2 1 7 5 K Mineralogische Zusammensetzung: 4 0 — 7 0 % Chromitspinell, 2 0 — 4 0 % Periklas, Monticellit, F o r s t e r i t

Ch. besitzen eine dunkelbraune bis schwarze Farbe und weisen eine rauhe Oberfläche auf. Sie sind volumenbeständig und weisen relativ gute Temperaturwechselbeständigkeit auf. Die Heißbiegefestigkeit nimmt mit steigendem Anteil an Direktbindung zu, während sich der Schlackenwiderstand mit steigendem MgO-Gehalt erhöht. Schädlich wirken sich jedoch Eisenoxide aus, die zum Bursting führen können. A n w e n d u n g : Wände und Gewölbe von SMÖfen, Deckel von Elektroofen, Auskleidung von B.O.F.-Konvertern und Induktionsöfen, Einsatz in Stoß-, Tief- und Schmiedeöfen sowie in Kupferkonvertern und Glasschmelzöfen (Regeneratorkammern, Brennersteine). Lit.: WHITE: Refr. J o u r n . ( 1 9 7 0 ) H . 9, S . 6 - 1 8 . S . 6 - 1 8 . - MAJDIFI: K e r a m . Z . 27 ( 1 9 7 5 ) , 5 3 4 - 5 3 9 .

H . 11,

Chromerz-Silika-Erzeugnisse — mit siliciumdioxidhaltigen Verbindungen gebundene Chromerzerzeugnisse oder Gemische aus Quarzit und Chromerz. Geformte Erzeugnisse haben sich wegen,ihrer ungenügenden Feuerfestigkeit bisher nicht bewährt. So nimmt die Feuerfestigkeit von Chromerzerzeugnissen durch Zusatz von 2 0 % Wasserglas auf S K 16 (1755 K) ab. Diese Erzeugnisse sind gegen basische Schlacken nicht beständig. Ungeformte Erzeugnisse sind Chromerz-Plastics. Chromerz-QuarzitGemische im Verhältnis 1 : 1 und 1:3 haben gute Temperaturwechselbeständigkeiten sowie größere Druck- und Zugfestigkeit als reine Chromerzerzeugnisse. Sie besitzen aber geringere Feuerfestigkeit und sind gegen kalkreiche Schlacken wenig beständig. Chromerzerzeugnisse mit 2 5 % Quarzit sind noch beständig gegen eisenreiche, aber nicht gegen kalkreiche Schlacken.

Chromgelb > Gelbfarbkörper auf Basis Cr 2 0 3 — (PbO, BaO, ZnO). Die chromenthaltenden gelben Farbkörper sind Kombinationen der Chromate: Bleichromat PbCr0 4 , Bariumchromat BaCr0 4 , Zinkchromat ZnCr0 4 . Die chromgelben Farbkörper sind nur bis Neapelgelb-Farbkörpern an Farbtiefe und Feuerbeständigkeit weit nachstehen. Lit.: B e r . d t . keram. Ges. 17 (1936), 5 9 7 - 6 2 2 . 101 (1968), 4 0 8 - 4 1 0 .

Sprechsaal

Chromgriin > Grünfarbkörper auf Basis Chromoxid. Ch. ist ein intensiver Farbkörper mit Spinellstruktur (-»- Spinell); er zeichnet sich durch Feuerbeständigkeit in -»- Glasuren aus (geringe Flüchtigkeit bei 1 3 7 5 - - 1 4 7 5 K) und ist relativ unlöslich. Chromoxid wird meist mit Tonerde oder Quarz kalziniert, um eine Verflüchtigung der Chromoxide zu vermeiden. Durch Zugaben von Oxiden lassen sich die verschiedensten Grünfarbtöne erzeugen, wie z. B . : CaO, MgO, B a O ZnO NiO MnO ZnO, A 1 j 0 3

— — — — —

hellgrüne F a r b e graugrüne F a r b e dunkelgrüne F a r b e grünbraune F a r b e olivgrüne F a r b e

Chromgrüne Farben neigen dazu, ungleichmäßig zu sein, da sie durch Ofenatmosphäre und Glasurzusammensetzung beeinflußt werden. Sie finden Verwendung in Massen, Glasuren und für - » Unterglasurdekoration. Beim Einsatz in Glasuren gilt: — Universelle Eignung für alle Glasuren bei 1275 K , — Nichteignung für zinkhaltige und magnesiumreiche Glasuren oberhalb 1275 K (Braunfärbung). — Störend ist ein Zinnoxidgehalt, da er eine Rosafärbung durch Pinkbildung bewirkt; — Die maximale Temperaturbeständigkeit liegt bei 1675 K, wobei eine reduzierende Brennatmosphäre das beste Grün ergibt, — Die Farbkörperzugabe beträgt etwa 3 % . Chromit 1. CrFe 2 0 4 ; jedoch wegen der Bildung von Mischkristallen zwischen den reinen Gliedern der Spinellgruppe teilweiser Ersatz von F e 2 + durch Mg2+ (z. T. auch Mn2+, Zn2+) und von Cr3+ durch Fe 3 + und Al 3 + , so daß der tatsächlich vorliegende Mischkristall der Zusammensetzung (Fe i-x' MgjXCrj-y-j., M y , Fe 2 ) 2 0 4 entspricht. Außerdem ist eine teilweise Aufnahme von Sequioxiden in fester Lösung möglich. 2. Kubisch; 0\-Fd3m; a0 = 0,818--0,834; Z = 8. 3. Gewöhnlich körnig, sowie in Klumpen und Nestern, synthetisch in technischen Produkten auch oktaedrisch, selten dendritisch. 4. HM pa 5,5; # keine auffällige; Br. = uneben bis muschelig; F = braun, schwarz, fast undurchsichtig, in dünnen Splittern tiefbraunrot bis hellbraun; D — 4,5- -4,8. 5. » « ¿ 2 , 1 ; mäßiges Reflexionsvermögen ; Reflexionsfarbe grauweiß. 6. Fp = 2123 K , keine Modifikationsänderung; in Abhängigkeit von der Atmosphäre tritt Oxidation und/oder Reduktion des F e 2 + bzw. F e 3 +

Chrysokoll ein, C. ändert dadurch seine chemische Zusammensetzung; des weiteren t r i t t bei hohen T e m peraturen Chromverlust durch V e r d a m p f u n g ein; in K o n t a k t m i t F e - O x i d e n (z. B. i m Siemens-Martin-Ofen) erfolgt unter Volumenzunahme Mischkristallbildung ( - » Bursting). 8. C. ist das einzig technisch bedeutungsvolle erzbildende Cr-Mineral; bedingt durch die geochemische Anreicherung des Chroms an magmatischen Frühkristallisationen, f i n d e t sich C. in ultrabasischen bis basischen Gestejnen m i t hohem A n t e i l an ->- Olivin ( - > Peridot, Dunit usw.) und den durch V e r w i t t e r u n g gebildeten -»- Serpentin gebunden; ferner Bestandteil verschiedener Mineralseifen (z. B . UdSSR, Brasilien); synth. insbesondere in basischen Feuerfesterzeugnissen, als Bestandteil von Schlacken und Flugstäuben als Reaktionsprodukt oder R e l i k t feuerfester Baustoffe, sowie in chromhaltigen Stählen, in Ferrochrom, seltener als Rekristallisationsprodukt in Glasschmelzen; f i n d e t Verwendung in der Metallurgie als Legierungsbestandteil (Ferrochrom), sowie zur Herstellung reinen Chroms ( V e r chromung) ; in der chemischen Industrie zur Herstellung v o n Chromsalzen (Gerberei); zur Herstellung feuerfester Erzeugnisse ( - > Magnesia-Chromerz-Erzeugnisse, - > Chromerz-Magnesia-Erzeugnisse, - > Chromerzerzeugnisse, sowie f ü r Rubin-Korund-Erzeugnisse usw.). 9. X P D F 3-0873: 0,252 i o , 0,160», 0,146„, 0,207,, 0,295 6 , 0,110g, 0,085 6 , 0,482 5 . Chromit-Erzeugnisse — aus - > Chromerz hergestellte Erzeugnisse m i t einem Chromoxidgehalt jä 2 5 % . Zwecks Erhöhung der - > Feuerfestigkeit und der Verhinderung einer Schrumpfung während des Sinterbrandes w i r d als Bindemittel Sintermagnesia ( 1 0 - - 3 0 % ) und/oder kaustische M a g nesia verwendet. Eine Reihe anderer Bindemittel, insbesondere aluminiumoxidhaltige S t o f f e , w u r d e weiterhin vorgeschlagen. s. Chromerz-Magnesia-Erzeugnisse Chromit-Periklas-Bindung - > Direktbindung Chromit-Periklas-Erzeugnisse nesia-Erzeugnisse

Chromerz-Mag-

Chromitspinell — kubisch kristallisierende Verbindung des T y p s A B 2 0 4 A = Mg 2 +, Fe 2 +, B = Cr 3 +. I n weiterem Sinne gebraucht als Bezeichnung f ü r Mischkristalle der 6 Endglieder der Aluminat-, Ferrit- und Chromitspinelle ( M g A l 2 0 4 , F e A l 2 0 4 , F e F e 2 0 4 , M g F e 2 0 4 , F e C r 2 0 4 und M g C r 2 0 4 ) . D e r bedeutendste V e r t r e t e r ist das Mineral Chromit (Chromeisenerz ) (Mg, F e ) 2 + ( F e , Cr, A l ) 3 + 0 4 ; dieses ist ein wesentlicher Bestandteil der Chromerze, die f ü r die Herstellung v o n feuerfesten —> MagnesiaChromerz-Erzeugnissen, -»• Chromerz-MagnesiaErzeugnissen und ->• Periklas-Spinell-Erzeugnissen als Ausgangsstoff zur A n w e n d u n g kommen. Mittlere chemische Zusammensetzung: 5 2 — 5 8 % Cr 2 0 3 , 2 5 - 4 0 % F e O + F e 2 0 3 , 5 - 1 5 % A1 2 0 3 und 5 - 1 5 % MgO. D e r C. wird auch als Primärspinell bezeichnet, da er bei Feuerfesterzeugnissen m i t niedrigen Brenntemperaturen ( < 1 6 7 5 K ) weitgehend in seiner ursprünglichen F o r m erhalten bleibt. 9*

131

B e i Brenntemperaturen > 1675 K unterliegt der C. infolge v o n Diffusions- und Lösungsvorgängen i m Feuerfestmaterial einer starken Veränderung bis zur Bildung v o n ->• Sekundärspinell aus der Sehmelzphase. Chrysoberyll 1. A l 2 B e 0 4 . 2. R h o m b i s c h - d i p y r a m i d a l ; D\\—Pmen\ a0 = 0,548&o = 0,443 c 0 = 0,941; a0:b0:c0 = 1,237:1 : 2,124; Z — 4 ; O l i v i n t y p u s ; analog dem Olivin ist auch die Aufstellung g e w ä h l t ; die pseudohexagonale Achse ist [010]. 3. Kristalle stets eingewachsen, meist dicktaflig nach den vertikal gestreiften (100); häufigste Formen: {100}, {010}, {011}, {120}, {111}; Zwillinge o f t nach (031), deren W i n k e l nahe 60° sind; durchdringen sich drei Zwillinge, so entstehen scheinbar hexagonale B i p y r a m i d e n m i t 4. HM = 8,5; D fv 3,7; # nach (010) deutlich; JBr. = muschelig; F = grünlichgelb, spargelgrün bis smaragdgrün, häufig pleochroitisch; . 5 = Glasglanz, auf Bruchflächen f e t t a r t i g . 5. nx = 1,744—1,747 ny = 1 , 7 4 7 - 1 , 7 4 9 nz = 1,753—1,758; A = 0,009-0,011 ( + ); JL||[100], F]![010]; Achsenebene (010); -Z|![001]; 2 F . m 45°, meist starke Dispersion (anomale Interferenzfarben). 6. Fp = 2143 K . 7. V o r d e m L ö t r o h r unschmelzbar, in Säure unlöslich. 8. I n Granitpegmatiten, Glimmerschiefern und Gneisen, in Graniten m i t B e r y l l und Granat, auf Edelsteinseifen; weitere häufige B e g l e i t e r : P h e n a k i t , T u r m a l i n , die reinen A r t e n finden als geschätzte Edelsteine Verwendung, smaragdgrüne V a r i e t ä t e n -»• A l e x a n d r i t ; gelegentlich R o h s t o f f f ü r Be. 9. X P D F 24-21: 0,323 10 , 0,209 9 , 0,162 8 , 0,208 6 , 0,401 6 , 0,256 6 , 0,226 5 , 0,232 3 . Lit.:

BRAGG/BROWN:

Z. Krist.

63

(1926), 122. -

FAKREIL

F A N G / N E W N H A M : A m . Min. 48 (1963), 804.

Chrysoberyllkatzenauge, edles K a t z e n a u g e — ein v o n zahllosen hohlen K a n ä l e n parallel zur H a u p t achse durchzogener -»• Chrysoberyll, dessen dadurch erzeugter Lichtschein bei mugelig geschliffenen Steinen (Cabochons) zu einer silberweißen Lichtlinie w i r d . D i e Kristalle sind trüb durchscheinend m i t grüner, gelber oder brauner Farbe. Chrysokoll ( K i e s e l k u p f e r e r z ) 1. C u 4 H 4 [ ( O H ) s / S i 4 O 1 0 ] ; gealterters Gel, k r y p t o kristallin. 2. P h y l l o s i l i c a t m i t extrem fehlgeordneter S t r u k t u r ; Cu kann durch A I (auch F e ) ersetzt sein, vollständiger Ersatz v o n Cu durch A I f ü h r t zu H a l l o y s i t - K a o l i n i t . 3. T r i t t in niedrigen, traubigeri und stalaktitischen F o r m e n , sowie in K r u s t e n und als erdiger A n f l u g auf. 4. HM = 3,5; D = 2,2; # keine; Br. = muschelig; F = smaragdgrün, bläulichgrün, b l a u ; O = m a t t , f e t t i g e r Glasglanz selten; (Sir. = bläulichgrün. 5. K e i n e einheitlichen Daten, sowohl einachsig als auch zweiachsig beschrieben; n 0 = 1,46

132

Chysokoll

ne = 1,54; A = 0,08 ( + ) ; » * = 1,575n v = 1,597 nz = 1,598; A = 0,023 ( - ) . 7. Vor dem Lötrohr unschmelzbar; in Salzsäure unter Abscheidung von pulvrigem Si0 2 löslich. 8. I n der oberen Zone in Kupferlagerstätten mit Malachit, Dioptas, gediegenem Kupfer, Limonit; findet Verwendung als wichtigstes Kupfererz. 9. X P D F 11-322: 0,149 10 , 0,292„, 0,830 6 , 0,249 5 , 0,164 5 , 0,572 3 , 0,133 3 , 0,443^ Lit.: ROGERS: J o u m . Geol. 25 (1917), 515. — LASSEN: U. S. Geol. Surv. B u l l . (1921), 679; (1934), 848. - BILLIET/ VERHANDEL : Koninkl. Vlaam Acad. Wetenschapten Belgie 4, n o . I (1942), 1.

Chysokoll (Schmuckstein) — verschiedentliche N u t z u n g des -> Chrysokolls als Schmuckstein auf Grund seiner intensiven blaugrünen, z. T. türkisähnlichen F ä r b u n g in dichten Massen. Die geringe H ä r t e (von HM 2—4 schwankend) u n d die Sprödigkeit wirken sich jedoch nachteilig bei der Benutzung als Schmuckstein aus. Ch. ist allgemein weit verbreitet und k o m m t mehr oder weniger häufig f a s t immer in Oxidationszonen von Kupferlagerstätten vor; geeignetes Material f a n d sich vorwiegend bei Nishne Tagilsk, Ural (UdSSR); bei Cima, San Bernadino Co. (Kalifornien) und Moriental (SW-Afrika), in verschiedenen chilenischen Kupferlagerstätten. Mit Quarz gemengter Ch. (dadurch härter) k a m in der Allonezgrube bei Houghton am Oberen See (USA) vor. Die Verwendung ist allgemein gering. Chrysolith (Schmuckstein) — schönfarbiger, durchsichtiger Olivin mit Edelsteinqualität. Die Färbungen, die vom Fe-Gehalt der Mischkristallreihe (Mg, Fe) 2 Si0 4 abhängen, liegen beim Ch. zwischen gelbgrün bis moosgrün/braungrün. Am geschätztesten sind olivgrüne Varietäten. Die bekannten ägyptischen Ch. haben FeO-Behalte von etwa 9 % . Das wohl wichtigste Vorkommen befindet sich auf der Insel Seberget (St. Johns) an der ägyptischen K ü s t e des Roten Meeres. Hier wurden an den Wänden von Hohlräumen eines olivinreichen vulkanischen Gesteins Kristalle gewonnen, die geschliffen bis zu 80 -> K a r a t wiegen können. Weitere Vorkommen liegen in Arizona und Südafrika. Ch. ist infolge der herrlichen F ä r b u n g als Schmuckstein sehr beliebt, wobei allerdings sein größter Nachteil, seine relativ geringe H ä r t e (HM 6,5 — 7), nicht zu übersehen ist. Chrysopras (Schmuckstein) — ein -» Chalcedon (-> Si0.2- Varietäten) von apfelgrüner Farbe, die auf einer Einlagerung von wasserhaltigen Nickelsilicaten zwischen den Fasern beruht. Ausgangsgestein ist ein nickelhaltiger Gabbro oder Serpentin, aus denen der Ch. durch Verwitterung entstanden ist. V o r k o m m e n : Südwesten Polens, Südafrika, Madagaskar und Australien. Chrysotil,Faserserpentin 1. Mg 6 [(OH) 8 /Si 4 O 10 ]; ( s . a . -> Serpentin, -> Asbest). 2. Monoklin; a 0 = 5,34 60 = 9,25 c0 = 14,65; ß = 93°16'; Z = 2; Schichten (-» Antigorit), die jedoch zylindrisch eingerollt sind, so daß faserige S t r u k t u r entsteht.

3. S. Serpentin. 4. HM = 3—4; D = 2,5—2,6; spaltet in sehr festen Fasern bis zu 0,1 /im Dicke; F = grünlichgelb mit Goldtönung. 5. nx = 1,508—1,561 ny = 1,512-.-1,567 nz = 1,522 — 1,568; A = 0,007—0,014 ( + ); 2V = 3 0 - 3 5 ° . 8. Alkalibeständiges u n d feuerfestes Isolationsmaterial; verarbeitet zu feuerfestem Gewebe, Bremsbeläge, Filtermaterial.

Clintonit

1. Ca[Mg, Al) 3 _ 2 [(OH) 2 /Al 2 Si 2 O 10 ]. 2. Monoklin-prismatisch; Cfa,—C2/c; a0 = 0,521 b0 = 0,902 c0 = 1,924; a„:6 0 :c 0 = 0.577:1:2,133; ß = 100°03'; Glied der Sprödglimmer-Gruppe. 3. Tafelige Kristalle parallel (001), {001} {110} {010}; Zwillinge [110] polysynthetisch verwachsen nach (001). 4. HM = 4—5; D = 3,0—3,1; # vollkommen nach (001); F = rötlichbraun, gelblich, g r ü n ; O = Glasglanz. 5. nx = 1,646 ny = 1,657 nz = 1,658; A = 0,012 ( —); I n d i k a t r i x : beim -s» Xanthophyllit u n d dem etwas Fe-reicheren Brandisit verläuft die Ebene der optischen Achsen parallel (010), beim C. senkrecht (010); - 2 F = 5°.

7. Wird von heißen Säuren verschieden schnell zersetzt. 8. I n körnigen Kalken (Amity u. Warwick in New York), in Talkschiefern und Chloritschiefern von Schiminsk/Bez. Slatoust, Achmatowsk. 9. X P D F 20-321: 0,256 10 , 0,321 7 , 0,211 7 , 0,151 6 , 0,968 s , 0,245 5 , 0,149 5 , 0,237 4 . Coesit s. auch Svstem Si0 2 1. Si0 2 . 2. Monoklin, pseudohexagonal; C 2 ^—C2/c; a0 — 0,723 b0 = 1,252 c0 = 0,723; a0-.b0:c0 = 0,577 : 1:0,577; ß = 120°; Z = 16; C. ist aus Tetraeder* Viererringen aufgebaut, die zu einem dreidimensionalen Gerüst — ähnlich dem der Feldspäte — v e r k n ü p f t sind. 4. D — 2,915; F = farblos, gepulvert weiß. 5. » , = 1,5940 n y = 1,5955 n z = 1,5990 (NaLicht); ZI = 0,0050; X = 6, Z A c = 4—6°, ß = 120°; + 2 F = 66,5°. 7. I n Flußsäure nicht löslich. 8. C. ist aus hydratisiertem Silicagel bei 3,5—8,0 G P a und 775 — 1175 K in Belt-Apparaturen als Plättchen oder leistenförmige Kristalle herstellb a r ; oft verzwillingt nach (021); auch als Mineral beobachtet.

Cordierit 9. X P D F 14-654: 0,309 10 , 0,343 3 , 0,171 l t 0,135 1; 0,269 1; 0,170!, 0,155!, 0,620i. Lit.: COES: Science 118 (1953), 131. - ZOLTAI/BUERGER : Z. Krist,. 111 (1959), 129. - CHAO e t a l . : Science 132 (1960), 220. - SOLAR et a l . : A m . Min. 47 (1962), 1292.

Coffinit 1. U[(Si, H 4 )0 4 ]. 2. Ditetragonal-dipyramidal; D\l—14-i/amd; a0 = 0,694 CQ = 0,631; c 0 /a 0 = 0,909; Z = 4 ; Inselsilicat der Zirkonreihe; reines U[Si0 4 ] herzustellen ist bisher nicht gelungen; infolge H y d r a t a t i o n k a n n ein Teilersatz von Si0 4 durch (OH) 4 erfolgen; Schreibweise besser: UfSiOJj-,,. (OH) 4 : r ; (OH) ist — wie IR-spektroskopisch nachgewiesen — in den tetraedrischen Gruppen g e b u n d e n ; die H a u p t m e n g e des U liegt im vierwertigen Z u s t a n d vor. 4. HM = 5—6; D = 5,1; # dicht und spröde, unregelmäßiger bis muscheliger Bruch, keine S p a l t b a r k e i t ; F = schwarz, braun, durchscheinend nur in sehr d ü n n e n Splittern; O = Diamantglanz. 5. Lichtbrechung ist niedrig, das Mineral e n t h ä l t zahlreiche Opakeinschlüsse. 8. Meist vergesellschaftet m i t feinkörnigen Vu n d U-Mineralien; häufig in U - L a g e r s t ä t t e n sedimentären T y p s zu finden, u n d zwar in Verdrängung von organischem Material; als I m p r ä g n a t i o n e n in Sandsteinen verteilt. 9. X P D F 11-420: 0,464i 0 , 0,348i 0 , 0,264 10 , 0,180„ 0,279 5 , 0,185 4 , 0,174 4 , 0,218 3 . Colburn, Irving W i g h t m a n - 1861 — 1917 - Sohn eines Maschinenbauers u n d Maschinenhändlers englischer A b s t a m m u n g . N a c h mehreren Fehlschlägen auf verschiedenen Gebieten (u. a. g r ü n d e t er 1891 die Colburn Electrical Company u n d verliert hierbei sein gesamtes Vermögen) schlägt er sich nach Toledo, USA, durch, wo sein Vater eine Stellung bei der Toledo Glass Comp, gefunden h a t t e . I . C. k o m m t hierdurch m i t der Glasherstellung in B e r ü h r u n g u n d n i m m t sich verschiedener glastechnischer Probleme an, die er mehr oder weniger erfolgreich löst. 1908 l ä ß t er sich ein Verfahren patentieren, Glag direkt aus einer W a n n e geschmolzenen Glases zu ziehen. C. versucht die Idee in die Praxis umzusetzen, aber mehrere J a h r e Versuchsarbeit bringen ihm keinen finanziellen Erfolg. Beim Versuch eine Fabrik in Reynoldsville, Pennsylvania, m i t Hilfe f r e m d e n Kapitals zu gründen, k o m m t er in finanzielle Schwierigkeiten, die 1912 zur Versteigerung seiner Erfindung, Maschinen u n d Geräte f ü h r e n . Ü b e r eine Verbindung m i t ->• J . O W E N S von der Toledo Glass Comp, k o m m t es zu einer probeweisen V o r f ü h r u n g der von C. entwickelten Maschinen als deren Ergebnis ein Aufkauf der Maschinen und Unterlagen erfolgt. Gleichzeitig erhielt C. eine Stellung als Berater von OWENS. Die A u f n a h m e der Flachglasherstellung durch Ziehen aus einer Schmelzwanne ist m i t der Teilhaberschaft von L I B B E Y a n der F i r m a verbunden, so d a ß diese n u n m e h r als L I B B E Y - O W E N S Sheet Glass Comp, firmiert. Mit einigen Verbesserungen f ü h r t sich das Verfahren u n t e r der Bezeichnung -S- L I B B E Y OwENS-Verfahren ein. Colburn-Verfahren ->• LIBBEY-OwENS-Verfahren

133

Compoundstein — ein Feuerfesterzeugnis, bei dem zwei chemisch u n d physikalisch verschiedenartige Materialien d e r a r t miteinander kombiniert werden, d a ß sie in einem geformten Feuerfesterzeugnis ohne Vermischung vorliegen, u n d beide bei Verwendung den angreifenden Medien, d. h. dem Feuerungs- oder Schmelzraum ausgesetzt sind. Hierin unterscheiden sie sich eindeutig vom -»Zweischichtstein. Der C. entspricht in A u f b a u u n d Verwendung weitgehend dem ->- Zellen stein, wobei vorzugsweise - s - Sintermagnesia (-> Periklas-Erzeugnis, - s Sintermagnesia-Erzeugnis) mit einem Gemisch aus Sintermagnesia u n d Chromerz (-> ChromitPeriklas-Erzeugnisse) kombiniert wird. C. zeichnet sich insbesondere durch eine höhere Verschleißfestigkeit gegenüber den reinen in ihm kombinierten K o m p o n e n t e n aus. D u r c h diese K o m b i n a t i o n werden die Infiltration vermindert u n d die T W B verbessert. Lit.: TERRAT: Berg- u . (1963), 2 2 8 - 2 3 0 .

hüttenmänn.

Monatshefte

108

Cordierit (Dichroit) 1. Mg 2 [Al 4 Si 5 0 1R ]. 2. Rhombisch-dipyramidal; D^—Cccm; a0 = 1,713 b0 = 0,98 c0 = 0,935; a„: &0:c0 = 1,748:1: 0,954; a0 u n d &0 wurden gegenüber der ursprünglich morphologischen Aufstellung vertauscht. Z — 4; gehört zur Gruppe der Cylosilicate (Sechserringe); die S t r u k t u r ist der des Berylls sehr ähnlich. 3. Kristalle gewöhnlich kurzsäulig (pseudohexagonal); die sechsseitigen Prismen werden durch {110} {100}, die zwölfseitigen durch die hinzut r e t e n d e n Flächen {010}, {310} gebildet; Zwillinge: nach (110) (Durchkreuzungszwillinge), nach (310). 4. HM = 7 — 7,6; D = 2,6 kg/dm 3 ; # n a c h (100) wenig deutlich, Absonderung nach (001); Br. = muschelig bis u n e b e n ; F = hell- bis dunkelblau, selten braun, grünlich, gelb; O = fettiger Glasglanz. 5. nx = 1,538 nv = 1,543 nz = 1,545; A = 0,007 ( - ) ; X\\e, 7||6, Z\\a; A. E . (010); 2 7 ^ = 80 bis 40°; Pleo = sehr stark (Name Dichroit), X: gelb, grün, braun, rötlich; Y: dunkelviolett, dunkelblau, d u n k e l b r a u n ; Z: blau, gelb, b r a u n ; Brechungsindizes, Doppelbrechung u n d Dichte steigen m i t wachsendem Eisengehalt. 7. Niedriger Ausdehnungskoeffizient von etwa 1 2 - 1 0 - 7 K ~ 1 ; dielektrische Eigenschaften: t a n 8 = 60—70 • 10" 4 bei 1 MHz; e «a 6. 8. Wesentlicher Gemengteil mancher Gneise; Granat, Sillimanit, Spinell, Magnetkies, H ä m a t i t ; V e r w e n d u n g : selten als Schmuckstein, —> Cordierkeramik wird zur Herstellung von Elektrowärmegeräten oder Geschirr m i t hoher Temperaturwechselbeständigkeit verwendet. 9. X P D F 9-472 : 0,858 10 , 0,338 9 , 0,304 9 , 0,411 8 , 0,318 8 , 0,169,, 0,265 6 , 0,188 5 . Cordierit (Schmucksteine) — die relativ selten klaren, schöngefärbten Kristalle des allgemein sehr verbreiteten ->• Cordierits. Verwendet werden n u r blaue C. Hellblaue C. werden als „Wassersaphire", dunklere blaue als „ L u c h s s a p h i r e " bezeichnet. Der Pleochroismus

134

Cordieritkeramik

von C. ist so stark, daß er bereits makroskopisch beim Drehen eines Kristalls oder Kristallsplitters deutlich auffällt. Die Farbe wechselt von blauviolett bis grau bzw. gelbbraun. Der Pleochroismus muß beim Schleifen des Steines unbedingt berücksichtigt werden, die Tafelfläche muß senkrecht zu der das dunkelste Blau liefernden Richtung angelegt werden. C. wird auch mugelig geschliffen. Bisweilen beobachtet man beim S. auch Lichterscheinungen, die denen des Sternsaphirs ähnlich sind. Durch orientierte Verwachsungen mit feinen Biotitschüppchen entsteht ein wogender metallischer Lichtschimmer (verschiedentlich zu beobachten an C. in nordischen Geschieben.) Bekannte C. Fundstellen sind bei Bodenmais im Bayrischen Wald, bei Arendal, Kragerö und Tvedestrand (Norwegen), Orijärfvi (Finnland), Haddam (Connecticut), Edgeley (Norddakota). Auf den Edelsteinseifen in Sri Lanka kommen bis nußgroße C.-Gerölle vor. Allgemein wird C. nur wenig für Schmuckzwecke verwendet. Cordieritkeramik s- keramische Werkstoffe auf der Basis des Systems MgO—A1 2 0 3 —Si0 2 , die sich gegenüber anderen keramischen Werkstoffen durch einen kleineren Wärmeausdehnungskoeffizienten (Ak) auszeichnen. Dieser beträgt im Temperaturbereich 293--393 K (20 -100°C) 1,2 bis 2 • 10~6K_1. Der geringe Ak ist auf den Gehalt an -> Cordierit 2Mg0-2Al 2 0 3 -5Si0 2 zurückzuführen. Ähnlich geringe Ak, die in bestimmten Temperaturgebieten sogar negativ sein können, finden sich noch bei den Werkstoffen auf Basis des ->• Systems Li 2 0 —A1 2 0 3 —Si0 2 , der sog. Spodumen-Eucryptit-Keramik. Die Masseaufbereitung und Verformung der C. entspricht der des Hartporzellans. Die Hartstoffe werden etwa 40 h gemahlen, der Ton und Kaolin nach 5---10 Std. zugeschlämmt. Die Gießmassen müssen zur Verminderung der -»- Thixotropie unter Zusatz von Natriumphosphat Na 4 P 2 0 7 verflüssigt werden. Als Masserohstoffe können verwendet werden: Speckstein, Enstatit, Tonerde, Kaolin und Ton. Als Beispiel einer bei 1625---1675 K dichtsinternden Cordieritmasse ist nachstehend ein Masseversatz aufgeführt: 15% Wildsteiner Blauton B, 26% Kemmlitzer Kaolin, 25% Sillimanit, 20% Speckstein, 14% Feldspat. Die Masse reiner Cordieritzusammensetzung hat beim Dichtsintern den Nachteil eines sehr geringen Brennbereiches, der nur wenige Grade beträgt. Das geringe Brennintervall kann durch Vorfritten eines Teiles des Rohstoffgemenges oder noch besser durch Zusatz von Alkalien zur Masse, z. B. in Form von Feldspat, erweitert werden. Das Brennintervall beträgt bei Feldspatzusatz 2 bis 3 Brennkegel. Der Feldspatzusatz bewirkt außerdem die Ausbildung einer Selbstglasur, welche mit einer Schichtdicke von etwa 25 (im auf dem Scherben aufsitzt. Auch von einer durch Feinstmahlung an den Scherben angepaßten Glasur wird Gebrauch gemacht. Die mechanische Festigkeit des Werkstoffes entspricht der des Porzellans, die Korrosionsfestigkeit gegenüber Laugen und Säuren ist etwas geringer. Verwendet werden die Werkstoffe zur Herstellung feuerfesten Kochgeschirrs (Wz. -> Cordoflam in der DDR, Pyroflam in den USA,

Thomas-feuerfest in der BRD usw.), ferner in der Elektrotechnik für den Aufbau temperaturwechselbeständiger Teile in Elektrowärmegeräten und für den Schaltfunkenschutz. Cordoflam — Wz. für ein in der DDR entwickeltes flammenfestes Geschirr aus dichter weißbrennender -> Cordieritkeramik, deren besonderes Kennzeichen ein niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient ist, welcher durch die während des Brennprozesses sich bildende Kristallphase -» Cordierit (2Mg0-2Al 2 0 3 -5Si0 2 ) erreicht wird. Die Lage der Cordieritmassen im Phasendiagramm MgO —A1203—SiO, ist in der Abb. angegeben. Versatzrohstoffe sind: Speckstein, calc. Tonerde, Kaoline, Feldspat. Der Fertigungsverlauf ist ähnlich dem der Porzellanherstellung. Das Geschirr ist mit einer farblosen bzw. weißen harten Spezialglasur versehen, die in ihrer Wärmedehnung in den betreffenden Temperaturbereichen dem Scherben angepaßt ist.

Das bei 1655 K glattgebrannte C. hat folgende Werkstoffkennwerte: Zugfestigkeit: Schlagbiegezähigkeit: Druckfestigkeit: "Wärmedehnungskoeffizient : (293 - 7 7 3 K) Temperaturwechselbeständigkeit : Wasseraufnahmevermögen : Scherbenweißgrad: Glasurabrieb :

2 5 - - 3 0 • 10» N/m 1 1,6 • 103 m • N/m 2 290--480 MN/m' 2,5 • 10"' KT-1 AT mindestens bis 235 K bruchfrei 0,1 % > 60 < 68% < 30 mg

Corhart 104-Stein — Wz. für ein schmelzgegossenes -»• Periklas-Spinell-Erzeugnis, das ab 1952 von der Corhart Refractories Comp. (USA) auf den Markt gebracht wurde und als Standardtyp eines basischen schmelzgegossenen Feuerfestmaterials für die Metallurgie gilt. Mitte der fünfziger Jahre übernahm die Société Européenne des Produits Réfractaire in Frankreich eine Lizenz zur Herstellung dieser Steintype in Europa und begann 1957 mit der Produktion des Corhart 104. R o h s t o f f e : MgO-Sinter (aus Magnesit oder Seewasser-MgO), Chromerz, Zuschlagstoffe als Flußmittel (CaF 2 , Ti0 2 ). H e r s t e l l u n g : Nach einer thermischen Vorbehandlung des Chromerzes und dem Zerkleinern bzw. Mischen der Rohstoffe erfolgt das Schmelzen derselben in einem kippbaren dreiphasigen Lichtbogenofen bei Temperaturen von 2724--2775 K und Gießen der Schmelze in Graphitformen, die sich in Eisenblechkassetten befinden, wobei die

Corhart-ZAC-Stein Schmelze in langen Barren erstarrt, aus denen die gewünschten Steinformate mittels Diamantsägen herausgetrennt werden. Durch Zugabe von feingebrochenem arteigenen Splitt in den Gießstrahl erreicht man eine Verteilung des Gießlunkers, und es wird eine über den gesamten Barren gleichmäßig verteilte Makroporosität erhalten, die das ansonsten sehr thermoschockempfindliche Material stabiler und rißunempfindlicher macht. Eigenschaften: Chemische Zuammensetzung, Mittelwerte (Ma. in % ) : 56 MgO, 20,3 Cr 2 0 3 , 12,4 FeO + Fe 2 0 3 , 7,2 A1203, 2,4 Si0 2 , 1,3 CaO. Mineralogische Zusammensetzung, Mittelwerte (Ma. in % ) : 56 Magnesiowüstit, 37 ChromitSpinell, 6 Silicatphase, 1 Metallphase. Physikalische Eigenschaften : Rohdichte Wärmeleitf. b. K D F kg/dm3 1275 K in inMPa W/m • K 3,l—3,2 5,0 40

Ak« b. 273 -1773 K in % 2

DFB ta in K 1975

A n w e n d u n g : Einsatz in besonders hochbeanspruchten Stellen von Elektrostahlöfen (Schlackenzone, Bereich der „scharfen Phase"), SiemensMartin-Öfen (Rückwand, Spiegel, Pfeiler, Gewölbe), Sauerstoffkonvertern (Schrottaufschlagstelle bei LD-Konvertern und Bereich des unteren konischen und zylindrischen Teiles des Ausgusses bei Kaldokonvertern) und Vakuumentgasungsgefäßen (Typ D H H und R H ) . Mit der Entwicklung von Hochleistungselektrostahlöfen (UHP-Öfen) war ein erhöhter Einsatz von Corhart 104 in diesen Ofenaggregaten verbunden. LU.: CASSON/BOURDON/MERCIER : Trans, and Journ. Brit. Cer. Soc. 72 (1973), 109-112.

Corhart 104 Aggloméré-Stein — Wz. für ein rebonded - > Periklas-Spinell-Erzeugnis, das von der „Société Européenne des Produits Réfractaire" in Frankreich hergestellt wird. Hierbei handelt es sich um die Aufarbeitung des bei der Corhart 104-Steinherstellung anfallenden Abfallmaterials zu einem auf keramischem Wege hergestellten ->• rebonded Steins. R o h s t o f f e : Corhart 104-Abfallmaterial. H e r s t e l l u n g : Erzeugung einer definierten Körnung aus Corhart 104-Abfallmaterial und Formgebung durch Trockenpressen bei hohem Druck. Anschließendes Sintern der Formkörper bei Temperaturen über 2075 K . E i g e n s c h a f t e n : Chemische und mineralogische Zusammensetzung entsprechen weitgehend denen des -»• Corhart 104; Rohdichte in kg/dm3: 3,3; lin. therm. Ausd. bei 273- -1773 K in %': 1,9. A n w e n d u n g : Einsatz in hochbeanspruchten Stellen von Elektrostahl-, Siemens-Martin-Öfen und Sauerstoffkonvertern. Corhart-Standard-Stein — schmelzgegossener Mullitstein, der gemäß einem 1923 in den USA angemeldeten Patent zuerst von den Corning Glass Works ab 1925 durch Erschmelzen verschiedener Mischungen von Naturbauxiten in einem Lichtbogenofen und Gießen in entpsrechende Formen aus Graphit oder Sand in großtechnischem Maßstab hergestellt worden ist. Er ist der erste schmelzgegossene Stein, der eine

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technische Bedeutung bei der Zustellung des Wannenbassins von Glasschmelzöfen erlangt hat und eine wesentliche Verbesserung gegenüber üblichen Schamottesteinen brachte. Die Weiterentwicklung führte zu hoch A1203- und ZrO,-haltigen Steinqualitäten, wie -> Monofrax, —s- E. R. 1681, E. R. 1711, die eine vergleichsweise höhere Korrosionsbeständigkeit aufweisen, so daß der C. heute in der Glasindustrie nicht mehr verwendet wird und nur noch glegentlich in der Metallurgie (USA, B R D ) zum Einsatz gelangt. C h e m i s c h e E i g e n s c h a f t e n (Ma. in % ) : Si02

A1 2 OJ

18 •••22 70---75

TiO,

FC/JJ

CaO

MgO

Na,0

3---4,5

1-.-3-

0---0.1

0-0,l

0---l,5

M i n e r a l i s c h e Z u s a m m e n s e t z u n g : Etwa 4 0 - 5 0 % Mullit, 40% Korund, 10--20% Glasphase. G e f ü g e : Regellos, mittel- bis feinkristallin, dicht. F a r b e : Dunkelgrau bis schwarz. Physikalische Eigenschaften: Rohdichte in kg/dm3

2,85

Dichte in kg/dm3 Offene Poren in % Geschlossene Poren in "'„ DFB ta in K teinK K D F in MPa Linearer Wärmeausdehnungskoef fizient « (293---1275 K ) in K " 1 "Wärmeleitzahl in W/m • K

3,3---3,4 0 1---3 2000 2115 270 5,l--5,5 • 10 " 3,2

Hersteller: Corhart Refractories Comp., Louisville, USA, L'filectro-Refractaire, Le Pontet Frankreich. IM.: FULCHER: US-Patent 641 753 (Mai 1923).

Corhart-ZAC-Stein — Wz. für einen zuerst von der Corhart Refractories Comp., Louisville, USA auf den Markt gebrachten schmelzgegossenen KorundBaddeleyit-Stein mit einem Zr0 2 -Gehalt von 33%. Seit 1948 hat die Fa. L'lSlectro-Refractaire, Frankr., eine Lizenz zur Herstellung dieser Steintype von der Corhart Refr. Comp, erworben. Der C. zeichnet sich im Vergleich zum -»- CorhartStandard- und dem Corhart-ZED-Stein vor allem durch einen noch höheren Korrosionswiderstand gegenüber geschmolzenen Gläsern, auch Borosilicatgläsern, aus. Die Ausgangsmaterialien Bauxit und Zirkonsilicat werden unter Zugabe von etwa 2% Soda in einem elektrischen Lichtbogenofen geschmolzen und die Schmelze in entsprechende Formen aus Sand gegossen. Das Abtempern der Steine erfolgt in einem Tonerde- oder Kieselgurtemperbett. C h e m i s c h e E i g e n s c h a f t e n (Ma. in % ) : SiOa 13

AljO, 52

TiO, 0,1

ZrO. 33

Fe 2 0 3 0,4

CaO 0,3

MgO 0,3

Na.,0 1,6

M i n e r a l i s c h e Z u s a m m e n s e t z u n g : 45% Korund, 27% Baddeleyit, 3% Mullit und 25% Glasphase. G e f ü g e : Regellos, mittel- bis feinkristallin, dicht. F a r b e : Gelb bis grau. Physikalische Eigenschaften: Rohdichte in kg/dm3 Dichte in kg/dm3 Offene Poren in % Geschlossene Poren in % DFB tainK te in K

3,45 3,93 0 1 ss 1975 —

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Coulometrie

K D F in MPa Ak

> 400

«293-1 273K ¡11 K"1

0,5 • Í0- 8

Ausdehnung Maximalwerte bei 1775 K in ' Wärmeleitzahl in W/m • K (bis 1145 K) Spez. el. Widerstand in Qcm (bis 1825 K)

1 4,1 ± 5% 80

Hersteller: Corhart Refractories Comp., Louisville, U S A ; L ' filectro-Refractaire, Le P o n t e t , Frankreich. Diese Steintype, die viele J a h r e lang als das typische höher Zr0 2 -haltige schmelzgegossene Steinmaterial galt, ist d u r c h analoge F a b r i k a t e m i t niedrigerem F e 2 0 3 - u n d T i 0 2 - bzw. C-Gehalt abgelöst worden E . R . 1681; -s- E . B . 1711. A n w e n d u n g : Wegen einer verhältnismäßig hohen Korrosionsbeständigkeit u n d seiner guten Thermoschockeigenschaften h a t t e dieses Material einen weiten Anwendungsbereich f ü r Bassinsteine im Glasschmelzofenbau gefunden, aber auch an einzelnen Stellen des Oberofens k a m es als Feuerfestmaterial zur Anwendung. Besonders diente es als Bassinauskleidungsmaterial zur Herstellung von Kalk-Natron-Gläsern, Borosilicat- u n d Spezialgläsern. Lit.: F c l c i i e r : "US-Patent 1615751 (Jan. 1927). - F i e l d : US-Patent 2271366 (Jan. 1942). - T a t i n c l o u x : TJn nouveau bloc ¿lectrofondu: ,,J.e Corhart ZAC", Verres et Refract. 4 (1950), 20 — 25. — Boiitaud: Les produits röfractaires electro-Iondus, Silic. Ind. 27 (1962), 1 7 1 - 1 8 0 .

Coulometrie — Berechnung einer elektrolytisch abgeschiedenen Stoffmenge aus der m i t einem Coulometer gemessenen Strommenge, entsprechend d e m FaradAYschen Gesetz, wonach 96 500 A • s (Coulomb) jeweils 1 mol/z* eines Stoffes abscheiden. Coulter-Counter — ein in der Teilchengrößenanalyse verwendetes -»- Teilchenzählgerät, das nach dem

von

W. H.

Coulter

(1956)

entwickelten

Prinzip arbeitet, wonach die in einem E l e k t r o l y t e n suspendierten Teilchen durch eine Öffnung strömen, über der ein elektrisches Feld liegt. Der elektrische W i d e r s t a n d vergrößert sich, wenn sich ein Teilchen in der Öffnung befindet. D e r entstehende elektrische I m p u l s ist dem Teilchenvolumen proportional. Der I m p u l s wird entsprechend seiner S t ä r k e klassifiziert u n d gezählt. Die Einsatzmöglichkeiten liegen bei l---100 (im Teilchendurchmesser. Teilchen, deren D m r . größer als 3 0 % der Zählöffnung ist, müssen vor der Messung abgeschieden werden. Mit einer einzigen Z ä h l ö f f n u n g l ä ß t sich ein Teilchengrößenbereich erfassen, dessen obere u n d u n t e r e Grenze sich wie 1 : 1 5 verhalten.

Prinzipskizze des Coulter-Counters

Die Abb. zeigt den Meßstand u n d die elektronische Meßeinrichtung schematisch. I n einem Glasgefäß 1 m i t der Suspension ragen eine E l e k t r o d e u n d ein abgeschlossenes Glasrohr 2, in welchem sich die zweite E l e k t r o d e u n d reine Elektrolytflüssigkeit befinden. I m Glasrohr befindet sich die Zählöffnung, durch die die Suspension aus dem Glasgefäß in das R o h r einfließen k a n n . Ü b e r den H a h n 3 wird ein V a k u u m angelegt, welches in Zusammenwirken m i t dem Quecksilbergefäß 4 dazu f ü h r t , d a ß nach Absperren des V a k u u m s eine geringe Menge Suspension durch die Zählö f f n u n g angesaugt wird. Beim gleichzeitigen Absinken des H g - F a d e n s schließt dieser nacheinander 2 K o n t a k t e , die die Z ä h l a p p a r a t u r s t a r t e n bzw. stoppen. Von beiden Elektroden f ü h r t eine Leitung zum elektronischen Teil 5. Der zwischen den Elektroden durch die Zählöffnung fließende Strom wird k o n s t a n t gehalten. Bei einer Widerstandsänderung, die ein die Öffnung passierendes Teilchen verursacht, ents t e h t ein dem Teilchenvolumen proportionaler Spannungsimpuls, welcher v e r s t ä r k t wird u n d d a n a c h einem Impulshöhendiskriminator z u g e f ü h r t wird. Falls das Signal in seinen Durchlaßbereich fällt, schaltet es einen Zähler weiter. E i n f l u ß f a k t o r e n auf die Meßgenauigkeit sind u. a. die Teilchengröße u n d -form, die T e m p e r a t u r der Suspension, Leitfähigkeit der Teilchen, A r t der suspendierten Teilchen u n d F o r m der Zählöffnung. Der q u a n t i t a t i v e Z u s a m m e n h a n g zwischen I m p u l s h ö h e u n d Teilchenvolumen ergibt sich durch eine Eichung des Gerätes mit einem Testpulver. Zu den nach dem g e n a n n t e n Prinzip a r b e i t e n d e n Geräten gehört der sog. C O U L T E R - C o u n t e r der F a . C O U L T E R Electronics, Chicago, USA sowie das vom V E B Transformatoren- u n d Röntgenwerk Dresden gebaute Teilchenzählgerät. Lit.: Proe. Nat. Electronics Conf. 12 (1956), 1034.

Cowperstein — f ü r die Zustellung der Cowper (Winderhitzer) verwendete, geformte, g e b r a n n t e Feuerfesterzeugnisse. Als C. werden ausschließlich —> Schamotteerzeugnisse u n d in geringerem U m f a n g „Feuerfesterzeugnisse m i t h o h e m A l 2 0 3 - G e h a l t " (z. B. > Bauxiterzeugnisse, ->• K o r u n d - S c h a m o t t e - E r z e u g nisse) verwendet, die vorzugsweise nach d e m -> H a l b t r o c k e n p r e ß v e r f a h r e n hergestellt werden. C. müssen insbesondere über ein hohes W ä r m e speichervermögen, gute Temperaturwechselbeständigkeit (TWB), hohe Volumenstabilität sowie ausreichende Verschlackungsbeständigkeit (insbes. gegenüber Alkalien u n d Fe-Oxiden) verfügen. D e n unterschiedlichen T e m p e r a t u r e n u n d d a m i t z u s a m m e n h ä n g e n d e n Betriebsbedingungen in Besatz, K u p p e l u n d Brennerschacht entsprechend werden in den einzelnen Teilen des Cowpers Erzeugnisse mit unterschiedlichem Al 2 0 3 -Gehalt verwendet. Trotz der verhältnismäßig geringen thermischen Belastung zeigen C. nach einer Setriebszeit von 10---20 J a h r e n z. T. sehr erhebliche plastische Verf o r m u n g , Schwindung u n d Versinterung der einzelnen Steine. D a die Wirtschaftlichkeit des Cowpers von der Wäripespeicherung des Besatzes a b h ä n g t u n d in

Cummingtonit den verschiedenen T e m p e r a t u r z o n e n der W ä r m e übergang sehr unterschiedlich ist, wurden spezielle —> Steinformate f ü r die Zustellung entwickelt. W e i t verbreitet sind sog. -> Viellochsteine. F ü r diese Belange w u r d e n von den verschiedenen Firm e n sehr unterschiedliche F o r m a t e entwickelt. I. allg. werden in den kälteren Zonen Steine m i t großer Oberfläche aber geringerer Masse u n d in heißeren Zonen Steine m i t geringerer Oberfläche aber großer Masse verwendet.

137

5. ns = 1,480- -1,484 nu = 1,486---1,487; -2V = 0°. 6. Bei E r h i t z e n erfolgt zwischen 473 u n d 553 K s p o n t a n e Modifikationsänderung in -> (A-)Cristobalit, die m i t einer Volumenzunahme von etwa 2 , 5 % v e r b u n d e n i s t ; diese Modifikationsänder u n g ist reversibel (vgl. -> System Si0 2 ). 8. Natürlich relativ selten; in pneumatolytischexhalativen H o h l r ä u m e n , in vulkanischen Gesteinen, in m a n c h e n -> Chalcedonen; nach A b k ü h l u n g ist C. das Zersetzungs- bzw. BrennCraqueleeglas - » Eisglas p r o d u k t mancher Minerale (z. B. Quarz, Crespi-Herd — nach einem besonderen Verfahren —> Kaolinit); wesentlicher Bestandteil von —> hergestellter SM-Ofenherd, f ü r den ausschließlich Silikaerzeugnissen, weiter in sauren Schlacken, reiner — S i n t e r d o l o m i t verwendet wird, der in als E n t g l a s u n g s p r o d u k t in Gläsern, in verschieder Korngröße 0 • • • 5 m m zum Einsatz k o m m t , wobei denen keramischen P r o d u k t e n ; Reaktionspro60---70% als Mehl vorliegen. Überwiegend werd u k t in gebrauchten - » „Feuerfesterzeugnissen den f ü r C. Drehrohrofen- u n d Schachtrohrofensinm i t mittlerem u n d hohem S i 0 2 - G e h a l t " , d a n n terdolomit zu gleichen Teilen verwendet. Bei auch in f ü r C. metastabilen Bereichen. einer Gesamtdicke von etwa 900 m m werden 9. X P D F 11-695 : 0,405 10 , 0,249 2 , 0,284 1 ; 0,314 1( jeweils 150 —250 m m starke Lagen g e s t a m p f t . 0,187j, 0,247^ 0,212 1; 0,193 x . D a jegliche Zusätze ausgeschaltet werden, bildet Lit.: FLÖKKE: B e r . d t . k e r a m . G e s . 3 2 ( 1 9 5 5 ) , 3 6 9 - 3 8 1 sich bei intensiver S t a m p f u n g ein f l u ß m i t t e l a r m e r monolithischer Block, der gegen D u r c h b r ü c h e Cruciformstcin -> Kruziformstein eine erhöhte Sicherheit bietet. C—S—H-Phasen — Calci um,silioatAydrat-Phasen. Lit.: CRESPI: B r i t . P a t e n t 5 0 7 7 1 5 ( 1 9 3 8 ) . D R P 7 5 0 0 5 0 Ältere Bezeichnung: tobermoritähnliche P h a s e n , (1945). Tobermoritgele. — G r u p p e schlecht geordneter (Ji-) Cristobalit, Hochcristobalit wasserhaltiger Calciumsilicate wechselnder Zu1. Si0 2 . sammensetzung (0,8---2CaO/SiO 2 u n d > 0 , 5 H 2 0 / 2 . K u b i s c h : Ol~Fd3m; Ti-P213;a0 = 0,713 (bei Si0 2 ). 773 K ) ; Z = 8; das Gitter zeigt im Vergleich Einteilung n a c h ihrem Ordnungsgrad in amorzu - » (t-) Cristobalit geringere F e h l o r d n u n g in p h e ( R ö n t g e n p u l v e r a u f n a h m e n ergeben keine Richtung [III], Interferenzen), nahezu a m o r p h e (1—3 sehr diffuse 3. Bevorzugt {111), untergeordnet {100}; ballenRöntgeninterferenzen bei 0,3 n m , 0,28 n m u n d förmig, skelettartig, dendritisch, f a r n k r a u t ä h n 0.18.nm) u n d semikristalline P h a s e n (4---12z. T . lich (bes. bei Kristallisation aus Glas); aber auch diffuse Interferenzen). nadelig bis balkenförmig, selten körnig. Die semikristallinen P h a s e n werden in A b h ä n 4. UM = 6-• -7; D — 2,27; F = meist farblos. gigkeit von ihrem CaO-Gehalt unterteilt in 5. n schwankend zwischen 1,45 u n d 1,485. C - S - H (I) (0,8 — 1,5 C a 0 / S i 0 2 ) u n d C - S - H (II) 6. Bildet sich zwischen 473 u n d 553 K durch spon(1,5—2Ca0/Si0 2 ). I n ihrem - » D e b y e o g r a m m unt a n e U m w a n d l u n g des (i)-Cristobalits, die reverterscheiden sich C —S —H (I) u n d (II) n u r unwesibel v e r l ä u f t ; weiterhin bei etwa 1523 K d u r c h sentlich. Elektronenmikroskopisch lassen sich irreversible U m w a n d l u n g aus (7i-) Quarz, die dagegen morphologisch charakteristische F o r m e n m i t etwa 17% V o l u m e n z u n a h m e v e r b u n d e n i s t ; nachweisen: C —S —H (I) ergibt sog. g e k n i t t e r t e geht bei mehrmaligem B r e n n e n — wahrscheinFolien (crumpled foils), C —S —H (II) zigarrenlich durch A u f n a h m e geringer Mengen Alkalien förmige bis faserige Mikrokristallite. gefördert — in T r i d y m i t ü b e r ; F p = 1996 K . Über den molekularen A u f b a u der C — S —Ii7. Spez. W ä r m e : bei 773 K = 1,14; bei 1573 K P h a s e n ist wenig b e k a n n t . Bisherige U n t e r s u c h u n = 1,25; bei 1973 K = 1,27 J • g" 1 • K _ 1 . gen lassen darauf schließen, d a ß sich C —S —H (I) 8. Vgl. -> (i-)Cristobalit. u n d C—S —H (II) in ihrem A n i o n e n a u f b a u n i c h t 9. X P D F 4-359 : 0,415 10 , 0,253 8 , 0,164 e , 0,146 ä , unterscheiden u n d zu gleichen Teilen aus Poly0,207g, 0,127 3 , 0,121 3 , 0,138 2 . und im wesentlichen Disilicatanionen bestehen. Lit.: FLÖKKE: Ber. dt. keram. Ges. 32 (1955), 369--381. C — S —H-Phasen bilden sich z. B. durch Fällung aus Silicatlösungen mit Ca 2 + -Ionen, durch Reak(t-) Cristobalit, Tiefcristobalit tion von Ca(OH) 2 m i t Si0 2 , durch H y d r a t a t i o n 1. Si0 2 . von wasserfreien Calciumsilicaten wie Ca 3 Si0 3 2. Tetragonal-trapezoedrisch; D \ — P 4 ^ 2 ; D | — u n d /S-Ca 2 Si0 4 . Sie entstehen bei der ZementhärP 4 3 2 ! 2 ; a0 = 0,497 c0 = 0,693; c0/a0 = 1,394; t u n g u n d bilden die hauptsächlich bindende Z = 4 ; C. zeigt vielfach Fehlordnungen im P h a s e im Z e m e n t b e t o n u n d z. T. im Silicatbeton. Gitterbau in R i c h t u n g [111], hieraus ergeben sich Schwankungen der physikalischen u n d Lit.: TAYLOR: Proc. V. Int. Symp. on the Chemistry of optischen Eigenschaften u n d des UmwandlungsCements, Tokyo 1968, Vol. II, p. 14. - TAYLOR: Cement and Concrete. Res. 6 (1978), 667. - STADE: Proc. IV. Silichem, verhaltens. Brno 1978, S. 162. 3. Pseudokubisch m i t {111}, untergeordnet {100}; ballenförmig skelettartig, selten körnig; vielCummingtonit f a c h taflige Zwillinge nach {111}. 1. (Mg, Fe) 7 [OH/Si 4 O n ] 2 . 4. HM = 6,5; D = 2,32; F = milchig t r ü b . 2. Monoklin-prismatisch; C\h—C2/m; a0 = 0,951 b0

138

3. 4.

5. 7. 8. 9.

Cuprosklodowskit

= 1,819 c„ = 0,533; a0:&0:c0 = 0,523:1:0,293; ß = 101°55'; Z = 2; zählt zur Gruppe der Klinoamphibole (—> Inosilicate); gehört mit Grunerit zur Cummingtonitreihe (—^ Isomorphie); C. besitzt höheren Mg-Gehalt; Grunerit stellt das Fe-reiche Endglied der Reihe dar (Dichte und Brechungsindex nehmen mit steigendem Fe-Gehalt zu. Kristalle strahlig ||c; Aggregate blättrig, asbestartig. H M = 5---6; D = 3,3—3,6 (Anwachsen mit steigendem Fe-Gehalt); vollkommen nach (110), feine Zwillingslamellierung nach (100); F = grau, braun. n x = 1,644 n v = 1,657 n z = 1,674; A = 0,030 ( + ) ; X gegen a sa 0°, Y\\b, Z gegen c «* 18°; Achsenebene ||(010); 2 V 2 = 80-90°. Bei Fe-reichen Varietäten (Grunerit) durch Glühen Schwarzfärbung. Mit Quarz und Karbonaten kontaktmetamorph und epizonal in Phyllit und Glimmerschiefer, z. B. bei Cummingten, Mass. X P D F 17-726: 0,83010, 0,3069, 0,326s, 0,275,, 0,140c, 0,9125, 0,2625, 0,2195.

Cuprosklodowskit 1. CuH 2 [U0 2 /Si0 4 ] 2 -5H 2 0. 2. Monoklin; a 0 = 0,875 60 = 0,735 c0' = 0,675; o 0 :6 0 :c 0 = 1,190:1:0,918; ß = 105°55'; Z = 1; ( B A R T A N D U. a.: triklin; A 0 = 0,921 b0 = 0,663 c„ = 0,706; (X = 90°, ß = 110°, y = 108°30'); C. gehört innerhalb der —> Nesosubsilicate zur Familie der Uranylsilicate mit einem U02/ SiO.,-Verhältnis von 2:2 (Uranophangruppe); parallel (100) lagern [U02/Si04]2-Schichten, die sich aus linearen U0 2 -Ionen und SiG4-Tetraedern aufbauen und die untereinander durch die Cu2+-Ionen verknüpft werden; s. —> Sklodowskit, 3. Meist Nadeln. 4. D = 3,85 kg/dm3 (röntg. 3,83); # sehr gut nach (100); F = blaßgrün. 5. n x = 1,654 n y = 1,664 n z = 1,667; A = 0,013 (niedriger als bei Skiodowskit); opt. Achsenebene 1 zur Längserstreckung. 8. Auf den U-Lagerstätten (bes. Katangas); häufige Paragenesen sind Haematit, verschiedene Sulfide und Arsenide, Pechblende, Quarz. 9. X P D F 8-290: 0,818IO, 0,4099, 0,2978, 0,482,, 0,6106, 0,3526, 0,2216, 0,2725. TAI.:IURIAKD/LE (1967), 259.

BIHAN'/GILLET: Bull. Soc. fr. Min. Crist. 90

Curie-Punkt, ferroelektrischer — in Analogie zum Ferromagnetismus läßt sich bei der Ferroelektrizität eine obere Temperaturschranke angeben, bei der eine Umwandlung vom polaren ferroelektrischen in den nichtpolaren paraelektrischen Zustand erfolgt. Die Dielektrizitätskonstante s hat beim C U R I E Punkt ein Maximum und fällt oberhalb des C U R I E Punktes stark ab. Die Messung der Dielektrizitätskonstanten in Abhängigkeit von der Temperatur kann damit der Bestimmung des C C R I E Punktes dienen. Oberhalb der Umwandlungstemperatur gehorcht die Dielektrizitätskonstante ( D K ) einer dem CURIE-WEissschen Gesetz analo-

gen Gesetzmäßigkeit, und zwar ist _ C S~ T - T c Tc = kritische Temperatur, C = CukiK-Konstante

Von technischem Interesse ist der Curiepunkt für die Ferroelektrika, die als Kondensatorwerkstoffe und piezoelektrische Werkstoffe Verwendung finden. Bei Kondensatorwerkstoffen mit hoher DK ist man daran interessiert, daß der C U R I E Punkt in dem Temperaturbereich liegt, in dem der Kondensator eingesetzt wird, und daß außerdem der Temperaturverlauf der D K möglichst abgeflacht ist. Piezoelektrische Werkstoffe sollen einen hohen CURIE-Punkt haben, da oberhalb des C U R I E Punktes der piezoelektrische Effekt verschwindet; bereits wenig unterhalb des CURIE-Punktes können bleibende Depolarisationseffekte in —» Piezokeramiken auftreten. Cuspidin 1. Ca4[(F, 0H) 2 /Si 2 0 7 ]. 2. Monoklin-prismatisch; C\ h —P2 1 la; a0 = 1,085 b0 = 1,043 c 0 = 0,755; ß = 110°04'; Z = 4; a0:b0:c0 = 1,040:1:0,724. 3. Zwillingsbildung nach (100), auch polysynthetisch. 4. H M = 5---6; D = 2,91-3,05 (röntg. 2,964); # gut nach (110) und (001). 5. » a = 1,591 n ß = 1,596 n y = 1,602; 2F = 76°; opt. pos. 6. Synthetischer C. enthält kein OH - , sondern immer nur F~; sofern SiF4-Entweichung verhindert wird, schmilzt C. kongruent oberhalb 1673 K . 8. Natürlich als Kontaktmineral, z. B. untere Tunguska (UdSSR), Franklin (USA), Vesuv; synthetisch in F-haltigen Schlacken bei der Stahlgewinnung, in Reaktionszonen dieser Schlacken mit ->• „Feuerfesterzeugnissen mit hohem Gehalt an MgO und/oder Cr 2 0 3 ", sowie Elektroschweißschlacken. 9. X P D F 13-410 : 0,30610, 0,2944, 0,3263, 0,2903, 0,2873, 0,3033, 0,2022, 0,3362. IAt.: WILSON/LEARY : A m . Min. 46 (1961), 759.

Cutler, Ivan B. — Silicatwissenschaftler, USA — wurde am 11. Juni 1924 geboren. Er besuchte die Universität von Utah in Salt Lake City und erhielt dort 1947 den Grad eines B. S. (Bachelor of Science) in „Chemical Engineering" und 1951 den Grad eines Ph. D. (Philosophical Doctor) in „Ceramic Engineering". C. verblieb ein weiteres

CVD-Verfahren J a h r ( 1 9 5 1 - 1 9 5 2 ) im „ D e p a r t m e n t of Ceramic Engineering" der Universität von U t a h als Dozent, arbeitete darauf im wissenschaftlichen Leitungss t a b der Catalytic Construction Company, Philadelphia, an einem Großprojekt im ,,Oak Ridge National L a b o r a t o r y " in Oak Ridge, Tenessee mit u n d kehrte 1953 zum „Ceramic Engineering Dep a r t m e n t " der Universität U t a h als „Assistant Professor" zurück. 1956 wurde er Leiter des „ D e p a r t m e n t of Ceramic Engineering" und erhielt 1959 die E r n e n n u n g zum Professor f ü r Ceramic Engineering and Mechanical Engineering der Universität von U t a h . C. verbrachte 1967 — 1968 als Gastprofessor a m „Materials Research Labor a t o r y " und „ D e p a r t m e n t of Ceramic Engineering" an der Universität von Illinois in Urbana. 1968 t r a t er der Werkstoffgruppe der neugebildeten „Division of Materials Science and Engineering" der Universität von U t a h bei, die ein mannigfaltiges Forschungsprogramm auf dem Gebiet der Werkstofforschung auswies. C. ist Mitglied der Amerikanischen Keramischen Gesellschaft, der Britischen Keramischen Gesellschaft, der Gesellschaft f ü r Raumfahrtmaterialien und der Gesellschaft f ü r Prozeßingenieure, des Amerikanischen Pulvermetallurgischen I n s t i t u t s u n d ist Ehrenmitglied der Vereinigung „ K e r a m o s " . C. ist eine bekannte Autorität auf dem Gebiet der K e r a m i k und gilt als Spezialist f ü r Sinterungs-, Festigkeits- und Herstellungsfragen speziell von Oxidkeramiken u n d Gläsern. Seine grundlegenden Untersuchungen finden in zahlreichen Veröffentlichungen (insbes. in J . Amer. Chem.) ihren Niederschlag. S. a. eine Zusammenstellung bis zum J a h r e 1970 in SLK 3 (1972). C. gehört der internationalen Forschungsgruppe zum Studium des Sinterns an und ist Mitglied des Herausgebergremiums der Zeitschrift „Physics of Sintering". Weiterhin ist er im Gutachtergremium der Buchreihe „Ceramics and Glass; Science a n d Technology" vertreten. Er f ü h r t e den Vorsitz einer GORDON-Konferenz über Keramik, stand der wissenschaftlichen Grundlagensektion der Amerikanischen Keramischen Gesellschaft vor und war Präsident der Konferenz über Ausbildungsfragen auf dem Gebiet der Keramik. 1961 wurde er zum Ehrenmitglied der Amerikanischen Keramischen Gesellschaft gewählt. Neben seiner Lehrtätigkeit ist C. als technischer Berater u. a. f ü r die Union Carbide Corporation, die International Business Machines Corporation u n d die Dow Chemical Company tätig. CVD-Verfahren (chemical vapor deposition) — durch Gasphasenreaktion erfolgende Abscheidung auf einem Substrat. Eine wichtige Anwendung h a t der Prozeß f ü r die Herstellung von -s- optischen Wellenleitern gefunden, da sich die Ausgangsstoffe durch Destillation extrem reinigen und sich auf diese Weise ultrareine Gläser herstellen lassen. Als Substanzen kommen in diesem Fall SiH 4 oder SiCl4 infrage, deren Dampf — zusammen m i t dem der entsprechenden Dotierungsstoffe — durch Oxidation in die entsprechenden Oxide verwandelt wird: SiH 4 + 2 0 2 SiCL + 0 , -

Si0 2 + 2 H 2 0 Si0 2 + Cl2

139

H e r s t e l l u n g eines Wellenleiters n a c h d e m CVD-Verfahren a) durch A u ß e n a u f t r a g 1 — Kieselglasstab, 2 — disperser Teilchenniederschlag> 3 — disperser T e i l c h e n s t r o m , 4 — B r e n n e r

Ii) durch I n n e n a u f t r a g 1 — Brenner, 2 — disperser Teilchenstrom, 3 — Kieselglas" röhr

c) n a c h m o d i f i z i e r t e m CVD-Verfahren l — R e a k t i o n s g a s g e m i s c h , 2 — rotierendes Kieselglasrohr, 3 — k o m p a k t e Glasschicht, i — disperse T e i l c h e n s c h i c h t v o r der F l a m m e , 5 — w a n d e r n d e F l a m m e

Als Dotierungsstoffe kommen GeCl 4 , P0C1 3 , BC13, BBr 3 , A1C13 u. a. infrage. Als Substrat dient im Falle der Wellenleiter ein Kieselglasstab (Außena u f t r a g (s. (a) oder ein Kieselglasrohr (Innenauftrag s. (6)). Beim modifizierten CVD-Prozeß (MCVD) wird vor der sich in der heißen Zone des Brenners gebildeten Kompaktschicht eine mehr oder weniger poröse Schicht gebildet, die beim Passieren des Brenners sich ebenfalls in eine blasenfreie Schicht verwandelt s. (c). Bei Dotierung von in der F l a m m e stark flüchtigen Substanzen (z. B. Ge0 2 ) oder n u r mäßig reaktiven Substanzen (z. B. SiF 4 ) h a t sich eine Plasmaaktivierung als günstig erwiesen, (s. a. - » Schichten, dünne glasige). La.: GOSSINK: Glass '77, Ü b e r s i c h t s v o r t r ä g e XX. I n t . Glaskongreß, V o l . I I , S. 1 1 3 - 1 5 7 .

140

Cyanit

Cyanit, Disthen 1. A116)A1I6][0/Si04]. 2. Triklin-pinakoidal; C\-P 1; a0 = 0,710 b0 = 0,774 c0 = 0,557; a0: b0:c0 = 0,917:1:0,720; a = 90° 05 1 / 2 ', ß = 101°02; y = 105 !: 447 2 '; Z = 4; synthetisch ist im System A1 2 0 3 —Si0 2 — H 2 0 eine weitere Phase festgestellt worden, die wahrscheinlich eine vierte Modifikation von Al 2 Si0 5 darstellt: orthorhom bisch; lfih — Pbatri,; a 0 = 0,755 6 ? = 0,827 c0 = 0,566; C.'gehört zu den ->• Nesosilicaten; ein AI je Formeleinheit ist oktaedrisch von sechs O umgeben, das andere AI besitzt ebenfalls die Koordinationszahl 6 (s. a. Sillimanit und —* Andalusit); Polymorphie m i t Sillimanit und Andalusit. 3. Breitstengelige oder linealartige, meist an den E n d e n zerbrochene Prismen; H a u p t f o r m e n sind {100} oft flachwellig gebogen und quergestreift, {010}, {HO}, {110}, {210}; Endflächen sind sehr selten; meist radiale, verworrenstrahlige und strahligblättrige Aggregate; Zwillinge: 1. nach (100), oft mit lamellaren Wiederholungen, 2. nach [001], 3. nach [010], 4. nach (212) bzw. [122], n u r in manchen Fundorten. 4. HM = 4---4,5 parallel c, 5- -7 parallel b; D = 3,59; # (100) vollkommen, (010) deutlich, (100) ist auch Translationsfläche mit t = [100]; F = gewöhnlich ungleichmäßig und fleckig blau, auch weiß, rosa u n d andere F a r b e n ; O = Perlmuttglanz auf (100), sonst Glasglanz, durchsichtig bis durchscheinend. 5. nx = 1,712 — 1,717 ny = 1,720—1,722 nz = 1,728 — 1,729; A = 0,016—0,012 ( - ) ; auf (100) Winkel zwischen Z' und c = 27• ••32°, auf (010) Winkel zwischen Z' und c = 5 — 8°, auf (001) Winkel zwischen X' und c = 2V 2 °; Achsenebene bildet m i t [001] einen Winkel von 27-••35°; X = spitze Bisektrix, steht ungefähr senkrecht auf (100); 2VX = 82 1 /,, 0 ; Pleo = farblos, blaß violett, blaß kobaltblau.

$

110

Optisches Verhalten von Cyanit (Disthen)

7. Selbst durch H F schwer zersetzbar. S. Mit Staurolith, Granat, Sillimanit und Rutil in kristallinen Schiefern und deren P e g m a t i t e n ; Horssjöberg/Wermland, Chisavara/Nordkarelien, Indien, Californien; Schwergemengteil vieler Sande; Meronitz/Böhmen, Goldstreifen im Ural und in Brasilien; V e r w e n d u n g : der z. T. innig mit K o r u n d verwachsene C. aus Assam/Indien wird als Rohmaterial f ü r hochfeuerfeste Stoffe a b g e b a u t ; andere technisch wichtige V o r k o m m e n dieser Art sind Baker Mtn./Virginia, Lapsa Buru, Kharsawan/Indien, Machakos/Kenia.

9. X P D F 11-46: 0,318 lo , 0,138 s , 0,335 7 , 0,196 6 , 0,194 5 , 0,193 5 , 0,252 3 , 0,236 3 . Lit.; A N D E K S O N / C H E S I E Y : A m e r . J . S e i . 2 2 ( 1 9 3 1 ) , 1 0 9 . NÄRAY-SZABÖ/TAYLOR/JACKSON : Z. K r i s t . 7 1 ( 1 9 2 9 ) , 1 1 7 .

AramakilRoy:

Am, Min. 43 (1963), 1322.

-

Cyanit (Schmuckstein) — gut ausgebildete Kristalle des -s» Cyanits von klarer blauer, möglichst saphirblauer Farbe. Jedoch ist der allgemein recht häufige Cyanit nur selten so gut ausgebildet, daß er f ü r Schmuckzwecke zu verwenden ist. Feine Risse bewirken oft besondere Lichteffekte. Die Kristalle zeigen deutlichen Pleochroismus mit den H a u p t farben 1. hellbrau bis farblos, 2. hellblau, 3. dunkelblau. Schleifwürdiges Material findet sich zusammen mit rotbraunem Staurolith a m Monte Campione bei Faido im Livionertal am südlichen Abhang des St. Gotthardt. Der C. bildet hier lange Kristalle in einem weißen bis gelben feinschuppigen Paragonitschiefer. Weitere Fundstellen sind: Zillertal, Pfitschtal, bei R e d Bluff, Madison Co. (Montana); Yellow Mountain bei Baskerville (Northcarolina); Seven Mile Ridge in Mitchell Co. (Penns.); Diamantseifen von Diamantina (Brasilien). Das geschliffene Material k a n n mit Saphir und Aquamarin verwechselt werden. D. wird meist mugelig geschliffen; er wird n u r in geringem Maße verarbeitet. Cyclosilicate, Ringsilicate — (griech.: kyklos — Kreis) —> Silicate mit über Sauerstoffbrücken ringförmig v e r k n ü p f t e n Si0 4 -Tetraedern. J e n a c h Kondensationsgrad werden unterschieden: Dreierringe [Si 3 0 9 ] 6 - bzw. Doppeldreierringe [Si 6 0 15 ] 6 ~, Viererringe [Si 4 0 1 2 ] 8 - (selten sind Doppelviererringe [Si 8 O 20 ] 8- ), Sechserringe [Si 6 0 18 ] 12 ~ und Doppelsechserringe [Si 12 0 3l) ] 12 ~. Kennzeichnend f ü r alle Minerale dieser Gruppen ist die von der inneren S t r u k t u r aufgeprägte äußere Morphologie (z. B. deutlich hexagonale bzw. pseudohexagonale Symmetrie der Minerale mit Sechserringen). Die die S t r u k t u r charakterisierenden Ringsysteme sind oft derart übereinander geschichtet, daß relativ weite Kanäle entstehen, innerhalb derer oft gitterfremde Ionen — wie etwa Li, Cs, Na, OH, F u. a. — vagabundieren. Mit D r e i e r r i n g e n : 1. Benitoit-Oruppe: Homöotypie, verschiedene Symmetrie. — Benitoit BaTi[Si 3 0 9 ], P a b s t i t , Wadeit, Cyclowollastonit. 2. Katapleit-Oruppe: Homöotypie, dihexagonal bzw. trigonal. — K a t a p l e i t N a 2 Z r [ S i 3 0 9 ] - 2 H 2 0 , Eudialyt, Jagoit. 3. Kappelenit-Oruppe: Homöotypie (?), hexagonal. — Stillwellit (Ce, La) 3 [B 3 0 6 /Si 3 0 9 ], Kappelenit. Mit D o p p e l d r e i e r r i n g e n : 4. Dalyit-Elpidit-Gruppe: Dalyit K 2 Zr[Si 6 0 1 5 ] (triklin), Elpidit N a 2 Z r [ S i 6 0 1 5 ] - 3 H 2 0 (rhombisch). Mit V i e r e r r i n g e n : 5. Baoit-Axinit-Gruppe: Verschiedene Symmetrien. - Axinit Ca 2 (Fe, Mn)AlAl[B0 3 0H/Si 4 0 1 2 ], Neptunit, Baoit, Muirit, Taramellit, Kainosit, Tinzenit. Mit D o p p e l v i e r e r r i n g e n : E k a n i t K(Ca, Na) 2 Th[Si 6 O 20 ], tetragonal.

Dämpf ofen Mit S e c h s e r r i n g e n : 6. Beryll-Gruppe. Homöotypie, hexagonal oder rhombisch. — Beryll Al 2 Be 3 [Si 6 0 18 ], Cordierit, Indialith; Varietäten von Beryll: Goshenit, Aquamarin, Heliodor, Smaragd, Morganit. 7. Combeit-Lovozerit-Gruppe: Combeit Na 4 Ca 3 [ S i 6 0 1 6 ( 0 H , F) 2 ], Lovozerit, Traskit. 8. Turmalin-Reihe: Isotypie, ditrigonal-pyramidal. - Elbait Na(Li, Al) 3 Ale[(0H) 1 4 ? /(B0 3 ) 3 / Si 6 0 1 8 ], Dravit, Schörl, Tsilaisit, U v i t ; Verplanckit (hexagonal). 9. Dioptas-Gruppe: Trigonal. — Dioptas Cu 6 [Si 6 O l 9 ] • 6 H 2 0 , (Chrysokoll). Mit D o p p e l s e c h s e r r i n g e n : 10. Milarit-Gruppe: Homöotypie, dihexagonal. — — Milarit KCa 2 AlBe 2 [Si 12 O 30 ] • 0,5 H 2 0 , Osumilith, Armenit. Lit.: LIEBAC: Handbook of Geochemistry, Vol. Springer Verlag, Berlin/Göttingeil/Heidelberg 1972.

II-3,

Cyclowollastonit — Pseudowollastonit 1. Ca.tSi.O,]. 2. Triklin-pseudohexagonal; a0 = 0,690 b0 — 1,178 c0 = 1,965; a0:b0:c0 = 0,586:1:1,668; Wollastonit (— I T ) ; die S t r u k t u r besteht aus Dreierringen von [Si0 4 ]-Tetraedern und ist isotyp mit -> Benitoit. 3. Meist in rundlichen Körnern, lamellare Zwillinge nach (001) nicht selten. 4. HM = 5; D = 2,912; # (100); F = farblos. 5. nx = 1,610 ny = 1,611 nz = 1,654; A = 0,044 ( + ); 2 V, = sehr klein. 8. I n K o n t a k t e n von Intrusionen; zusammen mit Calcit; —> Diopsid, Hs- Granat, -> Epidot, synthetisch. 9. X P D F 19-248 : 0,324 10 , 0,322 10 , 0,197 10 , 0,342 7 , 0,282,, 0,245,, 0,200,, 0,567 6 . Lit.:

JEFFERY/HELLER : A c t a Oryst. 6 (1953), 807. — H E I -

LER/TAYLOR: Cryst. data for the Ca-silicates, London 1956. — HILMER: N a t u r w i s s . 4 5 (1958), 238.

Dachstein — Bezeichnung f ü r einen Gitterstein, der in der obersten Gitterlage der Gitterung einer Regeneratorkammer (-»- Regenerator) so eingeb a u t wird, daß in dieser Gitterlage eine trichterförmige Öffnung der Züge (Kanäle )gebildet wird, um den E i n t r i t t der Abgase in die Gitterung zu verbessern. Als D. werden immer keilförmige Steine, bevorzugt -> Halbwölber mit geeigneten Abmessungen bzw. geeigneter Größe, verwendet. Spezielle -> Steinformate sind nicht gebräuchlich, da D. nur sehr selten vorgesehen werden. Die durch die D. erzielte konstruktive Veränder u n g der oberen Gitterlage bringt keine nennenswerte Verbesserung der Zugverhältnisse in der Gitterung, so daß dieser zusätzliche Aufwand im allgemeinen nicht vertretbar ist. Lit.:

GLASER/SIMON: S p r e c h s a a l 1 0 6 ( 1 9 7 3 ) , 5 6 1 - 5 8 0 .

Dachziegel — zum Decken von Dächern vorgesehene keramische Bauelemente.

141

Da D. ein dünnwandiges keramisches Erzeugnis darstellen, sind die Anforderungen an die Rohstoffe und die Aufbereitung der Masse größer als bei - » Mauerziegeln. Der R o h s t o f f m u ß frei von körnigen Beimengungen aus Quarz, Kalk, u n d P y r i t sein und darf keine ausblühfähigen Salze (—.> Ausblühungen) enthalten. Eine intensive Aufbereitung ist eine wesentliche Voraussetzung zur Fertigung qualitativ einwandfreier D. Die natürliche A u f b e r e i t u n g in Form von mechanisierten Halden, Sumpfhäusern, M a u k t ü r m e n usw. gewinnt an Bedeutung. Weitere Aufbereitungsaggregate sind Feinwalzwerke mit Spaltweiten < 1 m m und Steinaussonderungswalzwerke. Oft wird auch die Heißaufbereitung angewendet, durch die neben einem intensiveren Aufbereitungseffekt ein Ansteifen der Formlinge bei Druckentlastung nach der Formgebung erzielt wird. Dadurch ist ein Weiterverarbeiten der Formlinge ohne R ä h m chen möglich. Außerdem werden die Trockenzeiten gesenkt. Die F o r m g e b u n g erfolgt entweder durch -»• Strangpressen (Vakuumaggregat) oder Stempelpressen (Revolverpressen). Dementsprechend unterscheidet m a n Strang- und Preßdachziegel. Außerdem werden noch First-, Grat- und Kehlziegel hergestellt. Die Trocknung der Formlinge wird in Kammer-, Kanal- oder Schaukeltrocknern durchgeführt. Das B r e n n e n erfolgt in — R i n g - , —* Zickzackund in zunehmendem Maße in gas- oder ölbeheizten Tunnelöfen. Zum Brennen ist ein Hilfseinsatz notwendig. Zur V e r b e s s e r u n g d e r O b e r f l ä c h e werden D. oft durch Tauchen oder Gießen engobiert ( ^ Engobe). Die Färbungen müssen wetterbeständig sein. D. dürfen nicht glasiert werden, da so das „ A t m e n " des Ziegels nicht mehr möglich wäre. D a s wichtigste Kriterium des D. ist seine Frostbeständigkeit. Der Produzent m u ß dafür 7 J a h r e garantieren. Bei der —s- Wasserundurchlässigkeitsprüfung dürfen erst nach 2,5 h Tropfen fallen. Die Bruchlast soll f ü r Strangdachziegel 500 N und f ü r Preßdachziegel u n d P f a n n e n 1,5 k N betragen. I n zunehmendem Maße werden s t a t t keramische D. Betondachsteine verwendet, da diese in der Herstellung wesentlich billiger sind, so daß sich die Herstellung und Verwendung von D. mehr und mehr auf die Werterhaltung und Rekonstruktion historischer Stadtanlagen beschränkt. Die Frostbeständigkeit ist in jedem Falle garantiert. Dämmbeton Beton (-> Leichtbeton) mit einer Rohdichte unterhalb 0,3 kg/dm 3 . Dämpfofen — ein dem Kasseler Ofen sehr ähnlich gebauter -»- keramischer Brennofen mit einem demgegenüber wesentlich kleineren Ofenraum; dieser liegt in der Größenordnung von 15 m 3 . Der D. wird ebenfalls wie der Kasseler Ofen diskontinuierlich betrieben. Der Ofengrundriß ist annähernd rechteckig. Die Feuerungen befinden sich an der Stirnseite, der Rauchabzug und der Schornstein sowie die Einfahrtstür befinden sich entgegengesetzt. Brennkammer und Ofenraum sind durch den Ständer (Steingitter) getrennt. Gegen Brandende werden sämtliche Öffnungen verschlossen, gegebenenfalls mit Sand abgedichtet.

Dämpf ofen Mit S e c h s e r r i n g e n : 6. Beryll-Gruppe. Homöotypie, hexagonal oder rhombisch. — Beryll Al 2 Be 3 [Si 6 0 18 ], Cordierit, Indialith; Varietäten von Beryll: Goshenit, Aquamarin, Heliodor, Smaragd, Morganit. 7. Combeit-Lovozerit-Gruppe: Combeit Na 4 Ca 3 [ S i 6 0 1 6 ( 0 H , F) 2 ], Lovozerit, Traskit. 8. Turmalin-Reihe: Isotypie, ditrigonal-pyramidal. - Elbait Na(Li, Al) 3 Ale[(0H) 1 4 ? /(B0 3 ) 3 / Si 6 0 1 8 ], Dravit, Schörl, Tsilaisit, U v i t ; Verplanckit (hexagonal). 9. Dioptas-Gruppe: Trigonal. — Dioptas Cu 6 [Si 6 O l 9 ] • 6 H 2 0 , (Chrysokoll). Mit D o p p e l s e c h s e r r i n g e n : 10. Milarit-Gruppe: Homöotypie, dihexagonal. — — Milarit KCa 2 AlBe 2 [Si 12 O 30 ] • 0,5 H 2 0 , Osumilith, Armenit. Lit.: LIEBAC: Handbook of Geochemistry, Vol. Springer Verlag, Berlin/Göttingeil/Heidelberg 1972.

II-3,

Cyclowollastonit — Pseudowollastonit 1. Ca.tSi.O,]. 2. Triklin-pseudohexagonal; a0 = 0,690 b0 — 1,178 c0 = 1,965; a0:b0:c0 = 0,586:1:1,668; Wollastonit (— I T ) ; die S t r u k t u r besteht aus Dreierringen von [Si0 4 ]-Tetraedern und ist isotyp mit -> Benitoit. 3. Meist in rundlichen Körnern, lamellare Zwillinge nach (001) nicht selten. 4. HM = 5; D = 2,912; # (100); F = farblos. 5. nx = 1,610 ny = 1,611 nz = 1,654; A = 0,044 ( + ); 2 V, = sehr klein. 8. I n K o n t a k t e n von Intrusionen; zusammen mit Calcit; —> Diopsid, Hs- Granat, -> Epidot, synthetisch. 9. X P D F 19-248 : 0,324 10 , 0,322 10 , 0,197 10 , 0,342 7 , 0,282,, 0,245,, 0,200,, 0,567 6 . Lit.:

JEFFERY/HELLER : A c t a Oryst. 6 (1953), 807. — H E I -

LER/TAYLOR: Cryst. data for the Ca-silicates, London 1956. — HILMER: N a t u r w i s s . 4 5 (1958), 238.

Dachstein — Bezeichnung f ü r einen Gitterstein, der in der obersten Gitterlage der Gitterung einer Regeneratorkammer (-»- Regenerator) so eingeb a u t wird, daß in dieser Gitterlage eine trichterförmige Öffnung der Züge (Kanäle )gebildet wird, um den E i n t r i t t der Abgase in die Gitterung zu verbessern. Als D. werden immer keilförmige Steine, bevorzugt -> Halbwölber mit geeigneten Abmessungen bzw. geeigneter Größe, verwendet. Spezielle -> Steinformate sind nicht gebräuchlich, da D. nur sehr selten vorgesehen werden. Die durch die D. erzielte konstruktive Veränder u n g der oberen Gitterlage bringt keine nennenswerte Verbesserung der Zugverhältnisse in der Gitterung, so daß dieser zusätzliche Aufwand im allgemeinen nicht vertretbar ist. Lit.:

GLASER/SIMON: S p r e c h s a a l 1 0 6 ( 1 9 7 3 ) , 5 6 1 - 5 8 0 .

Dachziegel — zum Decken von Dächern vorgesehene keramische Bauelemente.

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Da D. ein dünnwandiges keramisches Erzeugnis darstellen, sind die Anforderungen an die Rohstoffe und die Aufbereitung der Masse größer als bei - » Mauerziegeln. Der R o h s t o f f m u ß frei von körnigen Beimengungen aus Quarz, Kalk, u n d P y r i t sein und darf keine ausblühfähigen Salze (—.> Ausblühungen) enthalten. Eine intensive Aufbereitung ist eine wesentliche Voraussetzung zur Fertigung qualitativ einwandfreier D. Die natürliche A u f b e r e i t u n g in Form von mechanisierten Halden, Sumpfhäusern, M a u k t ü r m e n usw. gewinnt an Bedeutung. Weitere Aufbereitungsaggregate sind Feinwalzwerke mit Spaltweiten < 1 m m und Steinaussonderungswalzwerke. Oft wird auch die Heißaufbereitung angewendet, durch die neben einem intensiveren Aufbereitungseffekt ein Ansteifen der Formlinge bei Druckentlastung nach der Formgebung erzielt wird. Dadurch ist ein Weiterverarbeiten der Formlinge ohne R ä h m chen möglich. Außerdem werden die Trockenzeiten gesenkt. Die F o r m g e b u n g erfolgt entweder durch -»• Strangpressen (Vakuumaggregat) oder Stempelpressen (Revolverpressen). Dementsprechend unterscheidet m a n Strang- und Preßdachziegel. Außerdem werden noch First-, Grat- und Kehlziegel hergestellt. Die Trocknung der Formlinge wird in Kammer-, Kanal- oder Schaukeltrocknern durchgeführt. Das B r e n n e n erfolgt in — R i n g - , —* Zickzackund in zunehmendem Maße in gas- oder ölbeheizten Tunnelöfen. Zum Brennen ist ein Hilfseinsatz notwendig. Zur V e r b e s s e r u n g d e r O b e r f l ä c h e werden D. oft durch Tauchen oder Gießen engobiert ( ^ Engobe). Die Färbungen müssen wetterbeständig sein. D. dürfen nicht glasiert werden, da so das „ A t m e n " des Ziegels nicht mehr möglich wäre. D a s wichtigste Kriterium des D. ist seine Frostbeständigkeit. Der Produzent m u ß dafür 7 J a h r e garantieren. Bei der —s- Wasserundurchlässigkeitsprüfung dürfen erst nach 2,5 h Tropfen fallen. Die Bruchlast soll f ü r Strangdachziegel 500 N und f ü r Preßdachziegel u n d P f a n n e n 1,5 k N betragen. I n zunehmendem Maße werden s t a t t keramische D. Betondachsteine verwendet, da diese in der Herstellung wesentlich billiger sind, so daß sich die Herstellung und Verwendung von D. mehr und mehr auf die Werterhaltung und Rekonstruktion historischer Stadtanlagen beschränkt. Die Frostbeständigkeit ist in jedem Falle garantiert. Dämmbeton Beton (-> Leichtbeton) mit einer Rohdichte unterhalb 0,3 kg/dm 3 . Dämpfofen — ein dem Kasseler Ofen sehr ähnlich gebauter -»- keramischer Brennofen mit einem demgegenüber wesentlich kleineren Ofenraum; dieser liegt in der Größenordnung von 15 m 3 . Der D. wird ebenfalls wie der Kasseler Ofen diskontinuierlich betrieben. Der Ofengrundriß ist annähernd rechteckig. Die Feuerungen befinden sich an der Stirnseite, der Rauchabzug und der Schornstein sowie die Einfahrtstür befinden sich entgegengesetzt. Brennkammer und Ofenraum sind durch den Ständer (Steingitter) getrennt. Gegen Brandende werden sämtliche Öffnungen verschlossen, gegebenenfalls mit Sand abgedichtet.

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Danburit Pfeifenanfrieb Muffelofen auf die Pfeife auf fließendes &as Rohr-7/ehbohn Pfeife

Optische Orientierung

Spannfeder für Pfeifen-Aufnahme

Dannermafichine und Ziehmuffel

Durch die im Gewölbe vorhandenen Durchbrüche wird zum Erzielen einer dunklen, silbergrauen Farbe des Brenngutes Dämpföl eingebracht. Durch dieses Dämpföl wird im Ofen eine reduzierende Atmosphäre erzeugt. Diese Atmosphäre wird beim Abkühlen beibehalten. Es ist auch üblich, mehrere Dämpföfen untereinander zu koppeln. Danburit 1. Ca[B2Si208]. 2. Rhombisch-dipyramidal; D\l—Pbnm; a0 = 0,877 b0 = 0,803 c0 = 0,774; a0:b0:cB = 1,092 : 1 :0,964; Z = 4; borhaltiges Gerüstsilicat, welches zur Feldspatgruppe gehört; die Struktur besteht aus [Si04]-Tetraedern, die über vier Ecken in Form von Viererringen zu unendlichen Gerüsten verknüpft sind; Si ist zum großen Teil durch B ersetzt, so daß dadurch die Möglichkeit zum Einbau mehrfach geladener Kationen besteht. 3. Kristalle ähnlich dem -»• Topas; prismatisch nach (110) mit den Kopfflächen (001), (101), (041), aber auch nadelig; viele Vizinalflächen. 4. HM = 7---7,5; D = 2 , 9 - 3 ; # schlecht [1(001); Br. — muschelig; F = farblos, gelblich weiß, weingelb bis dunkelbraun; O — fettiger Glasglanz. 5. nx = 1,6275-1,6303—1,6456 n = 1,6304 bis 1,6332-1,6484 n, = 1,6332 — 1,6360 bis 1,6515 (stark abhängig von der Wellenlänge); A ( - ) = 0,0057-0,0057-0,0059 ( + ); X[|6,

Y\\e, Z\\a; Achsenebene (001),s. Abb.; 2VX = 8 8 ° mit der Wellenlänge schwankend. 6. Dissoziiert während des Erhitzens bereits im festen Zustand in CaB204 + 2SiOa. 8. Kontaktpneumatolytisch in Dolomit mit typischen pneumatolytischen B-, F-, Be-Mineralen; ferner als Gangmineral in Gneisen und in vulkanischen Auswürflingen- in Gesellschaft mit Calcit, Dolomit, Glimmer, Chlorit, Pyroxenen, Titanit, Turmalin, Rauchquarz, Pyrit. 9. X P D F 13-308: 0,35710, O,29610, 0,2748, 0,344,, 0,3236, 0,2656, 0,386ä, 0,2145. Lit.: DUNBAR/ MACHATSCHKI: Z. Krist. 76 (1930), 133. SB 2,153. - JOHANSSON: Acta Cryst. 12 (1959), 522.

Danner-Verfahren — von DANNEB entwickeltes -»• Glasrohr-Ziehverfahren, bei dem aus dem Speiserkanal eines Schmelzofens eine regulierbare Glasmasse auf den Außenmantel einer schräg nach unten geneigten, rotierenden Pfeife fließt, in welche Blasluft eingeführt • wird (s. Abb.). Mit Hilfe dieser Blasluft bildet sich am Pfeifenende in der abfließenden Glasmasse ein Hohlraum, der bei weiterer Verengung des Glasmasseschlauches das Innere des sich daraus formenden Rohres bildet. Die erforderliche horizontale Ziehbewegung wird durch eine mit zwei endlosen Ketten ausgestattete, gleichfalls von D. konstruierte Ziehmaschine bewirkt. Die wichtigsten Abmaße des Rohres wie Durchmesser und Wandstärke sind abhängig vom Pfeifendurchmesser (bis 25 cm), der auffließenden Glas-

Ziehgeschwindigkeit und Maschinenleistung von D ANNER-Zügen Rohrabmessungen 1

Durchmesser in mm

1

2—3

Wanddicke in mm dünnwandig dünnwandig 0,5 0,5

Ziehgeschwindigkeit in m/min

Produktionsleistung kg/h

0,6

160--230 160 -230 160 -230

6-7 11—12

dickwandig 0,9-1 1,5-1,75

50 30

120-150 120-150

50

1,3

15

300—350

16-17 21-22

kg/Schicht

kg/Tag

durchschnittlich 1500 kg je Maschine (2 Mann)

4 000 bis 6 000 kg verpackungsfähig (Bündel 5 kg oder 10 kg

20

225 90 62 38

10

-

Dauermagnet menge, Glastemperatur, Temperatur in der Muffel, Pfeifendrehzahl, dem Blasluftdruck und der Ziehgeschwindigkeit. Die Ziehgeschwindigkeit kann 10-•-200 m/min betragen. Ziehgeschwindigkeit und Maschinenleistung von Dannerzügen sind in der Tafel zusammengefaßt. Der

Wärmeverbrauch

von

DANNER-Anlagen

einschließlich des Schmelzofens liegt bei gewöhnlichen Gläsern zwischen 18,8 und 31,4 MJ/kg fertigen Röhrenglases, je nach Weite und Wandstärke des Rohres. Die Maschine arbeitet am rentabelsten im Bereich von 6 bis 20 mm Rohrdurchmesser.

143

Durch beispielsweise ständige Schwingungen vergrößert sich der Anriß und durchläuft die Dauerbruchfläche. Bei Überschreiten einer Nennspannung tritt der Restbruch auf, als dessen Ergebnis die Restbruchfläche zurückbleibt. Die Nennspannung für das Auslösen des Restbruches ist aus der sog. Wöhlerkurve bestimmbar. Lit.: GROSSKREUTZ: Phys. stat. sol. (6) 47 (1971), »59.

Daueriutter — Teil einer mehrschichtigen feuerfesten —Zustellung, der nicht dem direkten Angriff der die -»• Feuerfesterzeugnisse beanspruchenden flüssigen, festen und/oder gasförmigen Medien ausgesetzt ist. Das D. wird vor diesem Angriff durch das -» Arbeitsfütter (VerschleißDatolith futter) geschützt. D. muß deshalb auch wesent1. CaBWfOH/SiOJ. lich seltener erneuert werden als das Arbeitsfutter 2. Monoklin-prismatisch; Clh—P2lja-, a0 — 0,966 60 = 0,764 c0 = 0,483; a0:b0:c0 = 1,264:1 und erreicht oft das Vielfache von dessen Haltbar: 0,632; ß = 90°09'; T = 4; D. ist ein -> Neso- keit. Das D. besteht im allgemeinen aus einem dem silicat; die Struktur besteht aus übereinander gelagerten Schichten, in denen Si —O und Arbeitsfutter chemisch und physikalisch ähnlichen B — O — OH-Tetraeder abwechseln; sie bilden feuerfesten Material. Bei der Verwendung eines vom Arbeitsfutter sehr verschiedenartigen MateVierer- und Achterringe, ähnlich wie beim -> rials wird mit D. gleichbedeutend der Begriff -> Apophyllit; die Schichten werden durch Ca fest Hintermauerung verwendet. Eine eindeutige Trenverbunden, das in der Mitte von sechs O-Atomen nung beider Begriffe ist nicht in jedem Fall mögund zwei OH-Gruppen sitzt. lich, zumal beide Bezeichnungen nicht eindeutig 3. Flächenreiche Kristalle mit wechselndem Habidefiniert sind. tus, kurzsäulig parallel der c- oder a-Achse, seltener dicktafelig |!(100); Hauptformen sind Dauermagnet (keram.) — Werkstoff mit sehr brei{110}, {111}, (211}, {100}, {010} und {001}; derb; ter, nur relativ schwach ansteigender Hysteresein körnigen Aggregaten. kurve — im Geigensatz zu weichmagnetischen 4. HM = 5—5,5; D = 2 , 9 - 3 , 0 ; F = farblos, Werkstoffen, die durch eine schmale Hystereseweiß, grünlich, gelblich; O = Glasglanz, im schleife mit hoher Steilheit, d. h. mit großer PerBruch fettartig. meabilität, charakterisiert sind. 5. nx = 1,621 — 1,626 ny = 1,649 — 1,654 nz Zur C h a r a k t e r i s i e r u n g der Dauermagnet= 1,666 — 1,670; A = 0,045-0,044 ( - ) ; werkstoffe wird vorzugsweise der 2. Quadrant der Winkel zwischen X und c = — 1 — V \ \ b , Hystereseschleife, die sogenannte EntmagnetiWinkel zwischen Z und a = — 1 (-4°; X = sierungskurve, verwendet. Als bevorzugte Punkte spitze Bisektrix; 2VX = 74°; Achsenebene werden angegeben die Remanenzinduktion, die H (OIO); Pleo = farblos. Induktionskoerzitivfeldstärke und das maximale Energieprodukt BHmsix (s. -> Hysterese, dielektrische). Im Gegensatz zu den metallischen Dauermagneten haben oxidische Dauermagnete kleinere Sättigungsinduktionswerte (~> Magnetkern, keram.). Vorteilhaft ist dagegen die erhebliche grössere Koerzitivfeldstärke, die den Aufbau besonOptische Orientierung ders stabiler magnetischer Kreise mit größerem Scherungsfaktor erlaubt und die Magnete unempfindlicher gegenüber den Feldern der Ankerrückwirkung in elektrischen Maschinen macht. Technisch werden als Werkstoffe die hexago7. Schmilzt in der Hitze unter Aufschäumen, nalen Verbindungen Bariumferrit (BaFe 12 0 19 ) danach durch HCl gelatiniert. oder Strontiumferrit (SrFe 12 0 19 ) benutzt. 8. Hydrothermal-kontaktpneumatolytisch mit Die H e r s t e l l u n g umfaßt grundsätzlich die Gangraniten und auf Klüften im GranitkonSchritte: Einwaage, Mischen, Vorsintern, Mahlen, takthof; mit Zeolith und Calcit in Mandeln; Andreasberg/Harz; Haslach/Schwarzwald; Lake Formgebung, Sintern, Schleifbearbeitung. Der fertige Körper stellt einen Polykristall dar. Die Superior. magnetischen Vorzugsrichtungen der einzelnen 9. X P D F 11-70: 0,31110, 0,2867, 0,219„, 0,3765, Kristallite sind normalerweise statistisch verteilt 0,1884, 0,1644, 0,2994, 0,2244. (isotroper Werkstoff mit Remanenzinduktion B Lit.: ITO/MORI: Acta Cryst. 6 (1953), 24: ungefähr 0,2 T und Koerzitivfeldstärke ßH c ungefähr 1400A/cm). Durch Anlegen eines ausDauerbruch — Ergebnis eines irreversiblen Schärichtenden magnetischen Feldes während der digungsprozesses bei oftmals wiederholter BeanFormgebung können die Vorzugslagen der einspruchung. zelnen Kristallite geordnet werden (anisotrope Ausgangspunkt des D. ist eine mikroskopische Werkstoffe mit Br = 0,35-0,40 T und BHe Werkstoffschädigung in Form eines Anrisses.

144

Dauerstansprüfung

= 1600- -2500 A/cm). Gegenüber metallischen Werkstoffen ist bei Oxidmagneten die geringere Dichte (4,5--5 kg/dm3) vorteilhaft. Die A n w e n d u n g keramischer Dauermagnete kann in drei Gruppen gegliedert werden: 1. Umwandlung von elektrischer in mechanische Energie (Lautsprecher, Telefon, Kleinstmotoren, elektrische Uhren). 2. Umwandlung von mechanischer in elektrische Energie (Fahrraddynamo, Mikrofon, Kleinstgeneratoren, Tonabnehmer, Tachometer). 3. Mechanische Kräfte (Türschlösser, Bremsmagnete, magnetische Kupplungen, Spannaggregate, Magnetscheideanordnungen). Die A u f m a g n e t i s i e r u n g keramischer Dauermagnete erfolgt entweder als Gleichfeldmagnetisierung im Luftspalt starker Elektromagnete oder als Impulsmagnetisierung mit Luftspulen bei Stromimpulsen mit Scheitelwerten bis 10 kA. Komplizierte, vor allem mehrpolige Magnetisierungsarten lassen sich meist nur mit Impulsmagnetisierung realisieren. Dauerstandsprüfung — Methode zur Bestimmung der Fließeigenschaften feuerfester Materialien unter Berücksichtigung des Einflusses der Glasphase, des Kristallgerüstes und der Textur auf die Formänderung. Der Dauerstandsversuch mit feuerfestem Material besteht darin, daß man bei konstanter Temperatur die Erweichung eines zylindrischen Prüfkörpers bei bestimmter Belastung in Abhängigkeit von der Zeit registriert. Die Kontraktionswerte gelten als Maß für die Dauerstandsfestigkeit. Von Vorteil gegenüber der Druckfeuerbeständigkeitsprüfung ist, daß die Temperaturkonstanz besser zu erreichen ist und die Längenänderungen des Meßsystems leicht ausgeschaltet werden können. Von Nachteil ist die lange Versuchsdauer. Dauer wanne, auch Konti wanne wegen der kontinuierlichen Arbeitsweise — ein - » Glasschmelzwannenofen, dessen Glasstand konstant bleibt, weil an dem einen Ende fortlaufend Gemenge eingelegt und am anderen Ende fortlaufend erschmolzenes Glas entnommen oder abgegeben wird. Die D. besteht meist aus mehr als einem Raum. Alle Arbeitsstufen der Glasbildung erfolgen nebeneinander, sie sind lediglich zwischen den einzelnen Stadien räumlich getrennt. Die drei Teile der Wanne werden bezeichnet als Schmelzwanne, Läuterwanne und Arbeitswanne. Weil zwischen Schmelz- und Läuterwanne konstruktiv keine Trennung besteht, führen beide den Namen Schmelzwanne. Debye-Sctaerrer-Verfahren — eine von D E B Y E und sowie von H U L L in den Jahren 1 9 1 6 und 1917 fast gleichzeitig vorgeschlagene Methode zur röntgenographischen Untersuchung pulverförmiger Substanzen. Dieses Verfahren spielt im Gesamtgebiet der Silicatindustrie eine wichtige Rolle, da hier sehr häufig feinkristalline Proben zur Untersuchung gelangen. Aus 1. ist das Prinzip des Verfahrens zu erkennen. Ein monochromatischer Röntgenstrahl, SCHEKRER

1: Prinzipskizze des DEBYESCHERRER-Verfahrens

der durch die Eintrittsblende B begrenzt wird, trifft auf die in der Mitte der Kamera aufgestellte Probe P . Das zur Untersuchung kommende Pulver wird dabei in Stäbchenform gebracht. Bei der Benutzung eines feinkristallinen Pulvers und bei regelloser Anordnung der Kristallpartikel ist zu erwarten, daß sich in dem Präparat jeweils mehrere Kristalle in einer solchen Lage befinden, daß sie für die bei der vorliegenden Kristallart auftretenden Netzebenenabstände d gemäß der -*• BRAGGschen Gleichung reflektionsfähig sind. Die einem bestimmten Netzebenenabstand entsprechenden reflektierten Strahlen liegen dabei auf einem Kegelmantel und treffen auf den kreisförmig um die Probe gelegten Film F. Dabei erzeugen sie mehr oder weniger stark gekrümmte Schwärzungslinien, entsprechend den Schnittlinien des Ausbreitungskegels mit dem Kamerakreis, kurz

2: Schema der Linienentstehung beim DEBYESCHERRER-Verfahren

Interferenzringe genannt (2.). Sofern die o. g. Bedingungen, d. h. ausreichend feinkristallines Probematerial (Korngröße i=» 1 0 - 1 5 am) und keine bevorzugte Orientierung der Kristallite (wie sie z. B. Glasfasern zeigen) eingehalten werden, sind diese Ringe durchgehend geschwärzt. U m auch noch bei größeren Korngrößen eine durchgehende Schwärzung der Interferenzringe zu erzielen, wird das Präparat im allgemeinen während der gesamten Aufnahmedauer gedreht (1---3 U/min). Zur Präparationsherstellung kann das feinkristalline Pulver entweder in dünnwandige Glasröhrchen (sog. Markröhrchen) bzw. auch wenig absorbierende Kunststoffröhrchen (z. B. Kollodiumröhrchen) gefüllt bzw. mit einem Bindemittel angeteigt und in Stäbchenform gepreßt oder auch unter Verwendung eines Klebemittels auf einen Glasfaden aufgebracht werden. Der Abstand s der Schnittpunkte des zu einem bestimmten Netzebenenabstand gehörenden Beugungskegels auf dem Äquator des Films (Höhe

Defektelektronenhalbleiter des Strahleneintritts) des Beugungswinkels E s ergibt sich dann

R

gestattet

die

Ermittlung

- Kameraradius

Die zur Auswertung benötigten Netzebenenabstände d können aus dem so ermittelten Beugungswinkel & und bei bekannter Wellenlänge der Röntgenstrahlung mit Hilfe der -> BRAGGschen Gleichung berechnet werden. I n der Praxis ist es üblich, Kameratypen (57,3 mm bzw. 114,6 mm 0) zu verwenden, bei denen 2 mm bzw. 4 mm auf dem Röntgenfilm 1° & entsprechen. Tür Präzisionsaufnahmen, z. B . zur Bestimmung von Gitterkonstanten, wird nicht, wie in der Abb. angegeben, der Abstand s vermessen, sondern die Strecke 2nU — s ( S t r a u manis-Verfahren). Neben der Kenntnis der dWerte ist zur Auswertung der Röntgenpulveraufnahmen noch die Ermittlung der Intensitäten der Interferenzen notwendig (->- Pulver-Röntgenbeugungsdatenkartei X P D F ) . Diese erfolgt entweder durch visuelle Abschätzung oder durch Photometrierung der Diagramme. Deckemail — ein dem. Begriff -> Email entsprechender, glasiger Körper, der auf ein bereits mit einem -»- Grundemail versehenes („grundiertes") metallisches Werkstück aufgeschmolzen werden soll oder aufgeschmolzen worden ist. Das D. hat gemäß der von ihm zu erfüllenden Aufgaben gewisse spezifische Eigenschaften, die durch besondere chemische Zusammensetzungen erzielt werden. Einige dieser Eigenschaften sind i . B . die chemische Widerstandsfähigceit gegen saure oder alkalische Flüssigkeiten oder bestimmte Farben für technische (z. B . Schilderemails) bzw. dekorative und ästhetische Zwecke. Das Auftragen des D. kann im Naß- oder Puderverfahren (-> Puderemaillierung) erfolgen. Der -> Naßauftrag wird vor allem aei Blechemails aber auch Gußstücken, das Pudern bei gußeisernen chemischen Apparaten und Badewannen durchgeführt. Die Einbrenntemperaturen liegen im allgemeinen um 1075 K und richten sich nach dem durch die Zusammensetzung bedingten Schmelzverhalten. Auf Grund der Vielfältigkeit der D. können Standardversätze nicht angegeben werden. Einige typische chemische Zusammensetzungen von D . : Stahlblech-Deckemails bzw. Gußemails. Deckenziegel — keramische Bauelemente, zumeist Hohl- oder Lochsteine, für Stahlstein- und Stahlbetonrippendecken. I n den Stahlsteindecken tragen die Ziegel teilweise die Last aus der Decke, so daß eine hohe Druckfestigkeit notwendig ist. Für die Stahlbetonrippendecke sind (Jie Ziegel nur Füllkörper. Sie können deshalb größer und dünnwandiger sein. Neben den standardisierten Formen werden auch die traditionellen D. (Ackermann, Wencko usw.) weiter hergestellt. Für die Spannkeramikdecke wurden spezielle Fiillziegel entwickelt. Sie werden zwischen den 10

Hinz

145

Spannlatten verlegt und durch Vergußbeton verbunden. Die Fertigungstechnologie aller D. unterscheidet sich nicht wesentlich von der anderer Hohlziegel. Deckglas — -> Dünnglas der Dicke von 0,6 bis 0,8 mm zum Bedecken der auf -> Objektträgern aufgebrachten mikroskopischen Präparate. Die Herstellung erfolgt wie Dünnglas. Defektelektronenhalbleiter, Mangelhalbleiter, pLeiter (Valenzgesteuerte Halbleiter) — Bauelemente mit Thermistorcharakteristik (-> Thermistoren), bei denen das Leitvermögen dadurch zustande kommt, daß von Gitterstörstellen positive Defektelektronen abdissoziieren (-*• Bändermodell der Halbleiter). Die Störstellen werden entweder durch eine oxidierende Behandlung beim Sintern der Werkstoffe oder durch Einbau von 0 , l - - 2 % niedrigervalenter Ionen in ein Trägeroxid mit veränderlicher Wertigkeit gebildet. Die Schema tische Darstellung der Bildung eines D. gibt das nachstehende Schema wieder. Reines NiO ist ein Isolator. Durch eine Sinterung in oxidierender Atmosphäre erhält das Gitter einen Sauerstoffüberschuß, wobei Ni-Ionen aus dem Gitter an die Oberfläche des Kristalls wandern und hier mit dem Luftsauerstoff ein erweitertes Gitter bilden. Um den neutralen Zustand im Gitter wieder herzustellen, müssen die überschüssigen negativen Ladungen der Sauerstoffionen durch Aufnahme entsprechender positiver Ladungen durch das 2wertige Ni-Ion gebunden werden. Das 2wertige Ni-Ion geht dabei in den 3wertigen Zustand über. Durch Valenzwechselvorgänge zwischen benachbarten Ni 3+ - und Ni 2+ -Ionen ist eine Verschiebung der Ladung und damit eine Erhöhung der Leitfähigkeit möglich. Die Umwandlung der 2wertigen in 3wertige Ni-Ionen wird zweckmäßiger durch Einbau von lwertigen LiIonen ermöglicht, wodurch die Defektelektronen-

2 2 - N i - O - N i - O

- 0 2

2

2

_ mi _ o — Ni — 0 — Ni —

3 0 -Ni -

2 -Ni

-

- 0

-Ni -

-

3

-

0

0

-

2

I?

I

2

Ni _ 0 - Ni -

-

2 Ni -

-

0 - Ni -

- Ni 4

2 0 -Ni

2 0 -Ni -

0 - Ni

2 0 -Ni

0 - Li

0

2

l3

-

-

0 - N i — 0 — Ni —

Defektelektronenhalbleiter a) Schema eines Gitters ohne Störstelle b) Gitter mit einer Störstelle durch 0 2 -Überschuß c) Gitterstörung durch Einbau eines L i ' -Ions

146

Dehn(ungs)fuge

konzentration praktisch unabhängig vom Sauerstoff partialdruck beim Sintern wird. Die Herstellung der D. auf NiO-Basis geschieht durch Trocken- und Strangpressen nach den üblichen keramischen Methoden. Die Sintertemperatur liegt zwischen 1575 und 1675 K . (Gegensatz: Überschußelektronenhalbleiter) Dehn (ungs) fuge — bei der Zustellung von Öfen aus Feuerfesterzeugnissen angewendetes Konstruktionselement, das der Wärmedehnung der Steine Rechnung trägt, u m größere Spannungen im Mauerwerk beim Aufheizen (-> Tempern, Antempern) zu vermeiden. Die vorzusehende Breite der D. ergibt sich hauptsächlich aus der Wärmedehnung des feuerfesten Materials. Die Volumenstabilität (-»- Nachwachsen, Nachschwinden) kann eine erhebliche Abweichung der tatsächlichen gegenüber der theoretischen oder erzeugnisspezifischen Wärmedehnung bewirken, so daß Abweichungen von der vorgegebenen Herstellungstechnologie im E x t r e m fall zu falscher Wahl der D. führen können. Bei Verwendung von Mörtel (-> feuerfester Mörtel) ist dessen Verhalten sowie die Breite der Mörtel fuge und bei ungeformten Feuerfesterzeugnissen (feuerfeste Betone) oder ungebrannten feuerfesten Erzeugnissen ist die unterschiedliche Wärmedehnung der thermisch nicht gleichermaßen beanspruchten Schichten zusätzlich zu berücksichtigen. Gleiches gilt f ü r die durch Modifikationsänderungen bedingte diskontinuierliche Wärmedehnung z. B. bei —Silikasteinen oder zirkonoxidhaltigen Steinen. Veränderungen der Gefügeausbildung und/ oder der Wärmedehnung während des Gebrauches (-»• Verschlackung) sind bei Festlegung der Dehnfugenbreite zusätzlich zu beachten. Die D. müssen so angelegt sein, daß sie sich bei Erreichung der Betriebstemperatur der Wanne geschlossen haben. Vielfach wird die D. über Länge bzw. Höhe und/oder über die Dicke des Mauerwerks versetzt angebracht. Die Verwendung von -s- Dehnfugensteinen f ü r stehendes Mauerwerk und von -> Dehnfugenwölbern f ü r Gewölbe oder Decken ist gebräuchlich. Nicht vollständig geschlossene D. werden häufig nach Inbetriebnahme der Anlage verstopft (z. B. durch Mineralfasern, Kaolin wolle, Aluminiumsilicatfasern). Es ist vorteilhaft, in der Länge des Mauerwerks mehrere schmale als wenige breite D. vorzusehen, da anderenfalls sich jede D. nur unzureichend schließt und innerhalb des Mauerwerks Verwerfungen eintreten können. Bei der Zustellung werden die D. mit Holzleisten, Papier, Pappe, u. ä. ausgefüllt. Dieses Material m u ß vor Aufheizen entfernt werden, sofern nicht gewährleistet ist, daß es während des Aufheizens verbrennt. Bezogen auf die Länge des Mauerwerks, wird — dem jeweiligen feuerfesten Material, aber auch der Größe des Mauerwerks u n d der damit verbundenen zusätzlichen Beeinflussung des feuerfesten Materials angepaßt — die Gesamtbreite der D. festgelegt. Sie beträgt beispielsweise f ü r ->• Schamottesteine 0,4- -0,7%, f ü r -> „Feuerfesterzeugnisse mit hohem AlüCVGehalt" 0,8-- l , 2 % oder f ü r - » basische Feuerfesterzeugnisse 1,0---1,5%.

Dehnfugenstein — ein —> Steinformat der -> Feuerfesterzeugnisse, das als -> Rechteckstein nicht zu den Normalsteinen, sondern zu den Formsteinen zählt. D. werden zur Ausbildung der -> Dehnfuge in stehendem Mauerwerk (vgl. -»• Dehnfugenwölber) verwendet, die zur Vermeidung von Verwerfungen durch die Wärmedehnung des feuerfesten Materials vorgesehen werden müssen. Durch D. werden bei Beachtung der Wärmedehnung dichte Fugen geschaffen und die arbeitsaufwendige Verwendung von Normalsteinen (-»- Dreiviertelstein, - s - Doppelnormalstein usw.) vermieden. D. werden ausschließlich maschinengeformt (—> Maschinenformstein) u n d sind weitgehend durch Standardfestlegungen genormt. Dem Normalstein angepaßt sind f ü r D. bevorzugt die Maße b = 65 m m und h = 250 m m festgelegt.

Sl

Dehnfugenwölber — ein Steinformat f ü r -> Feuerfesterzeugnisse, das vorzugsweise f ü r die -> Zustellung der Gewölbe von Glas(schmelz)wannen verwendet wird. D. werden fast ausschließlich als Silikaerzeugnisse (-»- „Feuerfesterzeugnisse mit hohem Si0 2 -Gehalt") geliefert und zur Ausbildung der —> Dehnfugen zwischen den einzelnen Gewölbesegmenten verwendet. Sie ähneln in ihren Maßen weitgehend den f ü r die Gewölbezustellung verwendeten Wölbsteinen, denen angepaßt die D. in ihren Maßen standardisiert sind. Durch geeignete Mischung der f ü r ausgewählte Wölbradien genorm-

i

6 r//

b)-

i i i

Dehnfuge bei Verwendung von Dehnfugensteinen a) vor Antemperung b) nach Antemperung und Verfüllung der verbleibenden Fuge

Dekorationspinsel, keramische ten Formate können weitere Wölbradien geschaffen werden. Durch die Schaffung der Gewölbesegmente wird der Wärmedehnung des Gewölbes senkrecht zum Gewölberadius entgegengewirkt. Durch Wahl der dem Wärmeausdehnungskoeffizienten entsprechenden Breite der Dehnfuge soll bei Verwendung von D. eine dichtschließende Fuge geschaffen werden. Nach Auftemperung des Gewölbes wird die geschlossene Dehnfuge mit einem geeigneten ->• ungeformten Feuerfesterzeugnis (feuerfeste Stampfgemische) verfüllt und anschließend angedeckt. La.:

GLASER/BOGGUM: S p r e c h s a a l X06 ( 1 9 7 3 ) , 5 6 1 - 5 8 0 .

Dehnungs-Schwindungs-Verhalten (DS-Verhalten) — durch chemische oder Phasenänderungen hervorgerufene irreversible Volumen-, Flächen- oder Längenänderungen während der Wärmebehandlung (Temperaturänderung) von Festkörpern. Registriert man nur die linearen, irreversiblen Längenänderungen, wie dies bei der Untersuchung silicatischer Feststoffe allgemein üblich ist, so bezeichnet man diese Längenänderungen ihrer Natur nach als Dehnungs-Schwindungs-(DjS-) Änderungen und spricht von dem DS- V. derartiger Feststoffe. Das irreversible lineare D.S.- V. ist von der linearen reversiblen Längenänderung zu unterscheiden, die durch Temperaturänderung bei sich in ihrer Grob- und Feinstruktur nicht verändernden Festkörpern bewirkt wird. Während der Erhitzung derartiger Rohstoffe sind Phasen- oder chemische Umwandlungen immer von mehr oder minder starken Dehnungen und Schwindungen begleitet, die für verschiedene reine Stoffe (Mineralien) charakteristisch sein können und außer von der Temperaturbehandlung noch von der Form und der Textur des Prüfkörpers abhängen. Liegen mehrere reine Stoffe (Mineralien) nebeneinander vor, wie dies bei Rohstoffen meist der Fall ist, so setzen sich die jeweiligen DS-Werte auch bei gleicher Formgebung nicht additiv aus den DSWerten der Einzelkomponenten zusammen, sondern werden im wesentlichen durch die DS-Werte der Hauptkomponente bestimmt. Dagegen verhalten sich die D Aufglasurfarben Edelmetallpräparate (975---1125 K ) und Jnglasurfarben («a 1525 K). Es findet ein Verschmelzen der glasigen Flußmittelteilchen miteinander und mit der Unterlage statt, wobei die Pestkörperteilchen von der Glasur eingeschlossen werden. Beim Aufheizen verflüchtigen sich die organischen -> Malmittel. Mit beginnender Versinterung der Farbteilchen muß die Abgabe von Gasen und Dämpfen abgeschlossen sein, damit die Farben zu einer dichten, glatten Oberfläche verschmelzen. J e feinkörniger die Farben sind und je stärker sie aufgetragen werden, um so langsamer muß erhitzt werden. Die zum Ausschmelzen erforderliche Temperatur ist bei jeder Farbe veschieden. Der Bereich minimaler und maximaler Brenntemperatur (hinreichende Verschmelzung bis zulässige Zersetzung) der einzelnen Farben muß sich innerhalb geschlossener Paletten weitgehend überdecken. Die erforderliche Temperatur hängt von der Haltezeit im oberen Temperaturbereich ab. Zu berücksichtigen ist dabei die Dichte des Ofenbesatzes, die Größe der Stücke und die Brenngeschwindigkeit. Die Abkühlgeschwindigkeit ist im allgemeinen durch die Temperaturwechselbeständigkeit der dekorierten Stücke begrenzt. Die chemische Beständigkeit der Dekore läßt bei schnellem Abschrecken erheblich nach. Deltaisolator — Bezeichnung für einen ->• Freileitungsstützenisolator, bei dem der Isolierkörper aus 2 oder 3 aufeinandergekitteten deltaförmigen Porzellananteilen bestand. Dieser Isolator wurde in den Anfängen des Hochspannungsisolatorenbaues in der Porzellanfabrik Hermsdorf gebaut. Eine Weiterentwicklung stellte der Weitschirmisolator mit höherer Regenüberschlagspannung dar.

Das Wz. des Kombinates V E B Keramische Werke Hermsdorf stellt in stilisierter Form den D. dar (Trideltazeichen). Demantoid -> Andradit Dendrite — skelettartige Kristallausbildungen bei denen bevorzugtes Kristalhvachstum in Richtung eindeutig bevorzugter Wachstumsrichtungen stattgefunden hat, was hier niedrig indizierten Kristallrichtungen entspricht. Dendritenwachstum tritt besonders dann auf, wenn der Kristallisationsprozeß sehr schjiell verläuft, z. B. bei schneller Abkühlung einer Schmelze oder Lösung, mithin einer großen Übersättigung an einzelnen Komponenten, d. h. wenn die Uberschreitung der Löslichkeit wesentlich größer ist als die kritische. Es erfolgt dann im allgemeinen kein geordnetes Weiterwachsen bereits vorhandener Keime, sondern es bilden sich ständig neue. So entstehen auch ständig neue Wachstumsstellen, die zu charakteristischen Verästelungen führen. Dendritisches Wachstum in hochviskosen Schmelzen hängt auch mit dem erschwerten Transport von Wachstumssubstanz zusammen. S. z. B. in der Abb. Cristobalitdendrite (-»• Glasfehler), für die rechtwinklich gezahnte Spieße typisch sind. Demgegenüber treten z. B . Tridymitdendrite mit Verästelungen von 60° auf.

Derivatograph

Cristobalitdendrite in einem Glas

Für feuerfeste Materialien sind Baddeleyitdendrite in Zirkon-Korund-Steinen typisch. Weitere Faktoren bei der Entstehung von D. aus der Lösung sind die Milieufaktoren, insbesondere die Anwesenheit von grenzflächenaktiven Stoffen. So kann durch Zugabe von bestimmten Fremdstoffen, z. B. Harnstoff zur NaCl-Lösung, die Tendenz zu dendritischer Kristallisation verstärkt werden. Die sich ausbildenden Hauptwachstumsrichtungen (Dendritenachsen) werden fhirch den Grad der Überschreitung und durch Art und Konzentration von Fremdstoffen bestimmt. Densyl-Stein SiO,-Gehalt"

„Feuerfesterzeugnisse mit hohem

Dentalkeramik — Zweig der -> Keramik, der aus Mineralpulvern nach keramischen Verfahrenstechniken Zähne herstellt. Die Zähne, die fälschlich auch als „Porzellan"zähne bezeichnet werden, stellen eine ausgezeichnete Nachbildung natürlicher Zähne hinsichtlich Farbtönung und Oberflächenbeschaffenheit dar und sind beständig gegen mechanische und thermische Beanspruchungen, sowie gegen Speichelund Säureeinwirkungen beim Kauen. G e s c h i c h t l i c h e s : Bereits 1776 wurden von dem französischen Apotheker D U C H A T E A U Zähne aus Porzellan hergestellt. Die ersten Mineralzähne kamen 1825 in den USA in den Handel. Danach hatten englische und amerikanische Werke eine Monopolstellung in der Erzeugung von D. inne. Eine deutsche Zahnfabrikation entstand erst Anfang dieses Jahrhunderts. Z u s a m m e n s e t z u n g : Für die Herstellung der Zähne wird vorwiegend Feldspat verwendet (-> Orthoklas), der sorgfältig gewaschen, sortiert und zerkleinert wird. Die Zugabe von geringen Mengen Kaolin, Quarz und Calciumcarbonat erfolgt z. B. nach folgenden typischen Versätzen (in%): Feldspat, Quarzmehl Kaolin Marmor

81 15 4 —

73 25 — 2

denen die SEGER-Formel 0,87- -l K ä O 0,13- -0 CaO entspricht. Zum Färben der Zahnmassen sowie zur Nachbildung einer bei natürlichen Zähnen vorhandenen

149

Fluoreszenz werden Metalloxide (vornehmlich Co, Ni, Cu, Cr und der Seltenen Erdenmetalle) in Spuren bis zu wenigen Prozent zugesetzt. H e r s t e l l u n g s p r o z e ß : Die gemahlene Versatzmischung wird bei SK 10--11 gebrannt, wobei es zu einem glasartigen Kuchen (-> Fritte) zusammenschmilzt. Der Brenn Vorgang wird evtl. 2 - - 3 mal wiederholt. Nach dem Zerkleinern des Schmelzkuchens und Zusatz von Plastifizierungsmitteln erfolgt das Einformen und Verdichten des Materials sowie das Trocknen in entsprechenden Bronzeformen. Nach dem Verputzen werden die Zähne mit Haltestiften (sogen. Krampons) versehen und bei 1 5 5 5 - 1 5 7 5 K gebrannt. Der Brand erfolgt teilweise im Vakuum, um kleine Bläschen sicher zu entfernen und maximale Dichte und Festigkeit zu erreichen. I m anschließenden Sortiervorgang werden fehlerhafte Stücke und Fehlfarben ausgeschieden. Ein anderer Herstellungsweg von künstlichen Zähnen beruht auf der gesteuerten Kristallisation silicatischer Schmelzen (-> Glaskeramik). So hergestellte Zähne sind denen aus Fritten in verschiedenen Eigenschaften überlegen. Zum Bereich der D. gehört auch das Gebiet der sog. zahnärztlichen Keramik. Hierbei handelt es sich um die individuelle Anfertigung von Zähnen, Kronen u. ä. aus industriell vorgefertigten Fritten in kleinen SpezialÖfen. Derivatograph — ein nach F. P A U L I C K , I . P A U L I C K , L. E R D E Y von der ungarischen Fa. MOM, Budapest, gebautes Gerät zur Durchführung der -> thermischen Analyse unter gleichzeitiger Anwendung folgender Meßmethoden an ein und derselben Probe: 1. Temperaturmessung, 2. ->• Differential thermoanalyse (DTA) bzw. - » Dynamische Differenzkalorimetrie (DDK), 3. Thermogravimetrie (TO) und 4. Differential thermogravimetrie (DTO). Die Meßergebnisse werden über optische Abbildungssysteme auf photographischem Papier festgehalten. Während des Meßvorganges können die Lichtmarken auf einer Mattscheibe gut sichtbar verfolgt werden. A u f b a u d e s G e r ä t e s : Das Gerät besteht aus einem Grund- und einem Steuergerät. Letzteres dient zur stabilisierten Spannungsversorgung des Grundgerätes und zur automatischen Steuerung der Ofentemperatur, die wahlweise mit Erhitzungsgeschwindigkeiten zwischen etwa 0,5 und 20 K / min vorgenommen werden kann. Die maximale Ofentemperatur beträgt 1375 K . Die Messungen können innerhalb dieses Temperaturgebietes auch isotherm durchgeführt werden. Aus dem Ofen können Zersetzungsprodukte abgesaugt bzw. in den Ofen Gase eingeleitet werden. Die Empfindlichkeit der Waage kann der zu erwartenden Masseänderung in 7 Stufen angep a ß t werden, so daß die Waage die Masseänderung innerhalb eines Ausschlages anzeigt. Die größte Empfindlichkeit beträgt 20 ± 0,2 mg bei Vollausschlag. Die DTA-Empfindlichkeit ist in je 12 Stufen einstellbar. Die Volumina der 3 Platintiegelpaare betragen pro Tiegel 0,5, 1,7 und 3,4 cm 3 . F u n k t i o n s p r i n z i p (s. 1.): Probe 9 und Inertsubstanz 12 werden in einem Elektroofen 1 einer

150

Desakkommodation teten Teil des Tiegels befindet. Dieses Thermoelement ist einem zweiten Thermoelement 13 entgegengeschaltet, dessen Lötstelle sich im Innern eines anderen, mit Inertsubstanz gefüllten Tiegels 12 befindet. Die Lichtmarke des an die Pole der Thermoelemente angeschlossenen Galvanometers 14 zeichnet also auf das lichtempfindliche Papier auch die der Differenzspannung entsprechende Kurve (DTA, D D K ) auf. Ein drittes Galvanometer 15, das wahlweise an das im Innern des Probetiegels 11 bzw. an das im Innern des mit Inertsubstanz gefüllten Tiegels 13 befindliche Thermoelement angeschlossen werden kann, registriert die Temperatur der Probe bzw. der Inertsubstanz. Vor Beginn der Messung wird das auf der Walze 5 aufgespannte Photopapier über eine Schablone 20 mit der Lampe 21 belichtet und dadurch mit der entsprechenden Temperaturskala und der Masseskala versehen.

Wärmebehandlung ausgesetzt. Dabei zeichnet die Lichtmarke des mit der Waage 2 zusammengebauten und beleuchteten Spaltes 4 die Massekurve der Probe auf das um die Registrierwalze 5 gespannte lichtempfindliche Papier. Mit Hilfe einer am Waagebalken befestigten Spule 7, die sich im Kraftfeld eines Dauermagneten 6 bewegt, wird gleichzeitig auch die Geschwindigkeit der Masseänderung registriert. In der bewegten Spule wird dabei ein Strom induziert, dessen Spannung der Geschwindigkeit der Bewegung proportional ist. Die Lichtmarke des an die Enden dieser Spule angeschlossenen Galvanometers 8 registriert auf dem Photopapier somit die Derivierte der thermogravimetrischen Kurve. Wie der vergrößerte Ausschnitt in 1. erkennen läßt, besitzt der zur Aufnahme der Probe bestimmte Tiegel .9 eine solche Form, daß die Lötstelle des in die Doppelkapillare der den Tiegel tragenden Keramikröhre 10 eingezogenen Thermoelementes 11 sich im Innern der Probe bzw. im eingebuch-

Lit.: ERDEY: Theorie unfl P r a x i s der gravimetrischen Analyse, B d . I : Theoretischer Teil; B d l l : Bestimmung der K a t ionen; B d . I I I : Bestimmung der Anionen, Akademiai Kiadö, B u d a p e s t 1964.

Desakkommodation — zeitlicher Abfall der Anfangspermeabilität. Die zeitliche Inkonstanz der Anfangspermeabilität bei - s - Ferriten mit Spinellstruktur ist mit der Ausbildung zusätzlicher Potentialmulden für die Blochwände verbunden, deren Bildungszeit mit der mittleren Relaxationszeit (-> Anisotropieenergie, induzierte) zusammenhängt. Die Desakkommodation D läßt sich in den meisten Fällen durch eine Beziehung der Form D

darstellen.

=

,"2 ~ Ih /'•22 ' lg hih

— Anfangspermeabilität permeabilität zur Meßzeit

zur Meßzeit t2,

=

Anfangs-

Desakkommodationserscheinungen der obigen Form können sowohl durch Ionendiffusions- als auch durch Elektronendiffusionsprozesse verursacht werden. Desintegratoren, Schlagstiftmühlen, Schleudermühlen — -»• Zerkleinerungsmaschinen für die - > Feinzerkleinerung mittelharter bis weicher Mahlgüter, bei denen zwei mit Nasen oder Stiften versehene Trommeln bzw. Scheiben gegenläufig rotieren, wobei das Mahlgut durch Passieren der Schlagstifte zerkleinert wird. Bauarten hoher bis sehr hoher Drehgeschwindigkeit der Stiftscheiben

Schematische Darstellung des Desintegrators 1 — l a g e r b o c k , 2 — Motor, 3 — Welle, 4 — u. 5 — Scheiben mit Stiften, 6 — Einschütt-Trichter

Diadochie bewirken neben, einer Feinzerkleinerung eine tribochemische Aktivierung (-> Tribochemie) des Mahlgutes. Bei Mehrstoffgemischen erfüllen 1). gleichzeitig eine gute mischende Funktion. Ein praktisches Beispiel aus der Silicatindustrie f ü r die Verwendung des D. zum Zwecke einer tribochemischen Aktivierung stellt die Herstellung von -> Silicalcit dar. A r b e i t s w e i s e : Beim D. werden zwei Stiftscheiben (4 und 5), die von zwei Motoren getrennt angetrieben werden, gegenläufig bewegt. Das vorzerkleinerte Mahlgut ( < 3 - - 5 mm) wird in den Einschütttrichter gegeben, läuft kontinuierlich durch Öffnungen eines Rotors in den inneren Bereich der Stiftkränze und gelangt von hier aus in den Beanspruchungsraum, wo die Festkörperteilchen auf die Stifte prallen. F ü r eine gleichzeitige tribochemische Aktivierung des Mahlgutes wird mit einer entsprechend hohen Umdrehungsgeschwindigkeit der Rotoren gearbeitet, so daß die Festkörperteilchen mit nahezu Schallgeschwindigkeit auf die Stifte der Rotoren prallen. Der Durchsatz in technischen Aggregaten k a n n 100 t / h und mehr betragen. Lit.:

HINT: S i l i k a t t e c h n . 21 (1970),

110-121.

Desmosite ~> Adinole Devitrit 1. Na 2 Ca 3 Si 6 O 10 ( N a 2 0 - 3 C a 0 - 6 S i 0 2 ) s . a . System -> N a 2 0 —CaO —Si0 2 . 2. Rhombisch; a0 = 1,0202 b0 = 1,0680 c0 = 0,7232; a 0 /c 0 = 0,9552; cjb0 = 0,6772; « = 109°48' ß = 99°46' y = 95°31'; Z = 2. 4. D = 2,722. 5. n a = 1,564 n ß = 1,570 n y = 1,579 (Längsricht u n g der nadeligen Kristalle); + 2 F = 75°.

151

diabas) oder Olivin (Olivindiabas) kommen können. Augit ist oft in Chlorit umgewandelt und verleiht dem schwarzen Gestein ein grünliches Aussehen (daher früher mit Diorit als Grünstein bezeichnet). Feinkörnige bis dichte Arten heißen Diabasaphanit (-> Spillit), D. mit ausgeschiedenen großen Feldspat- oder Augitkristallen Diabasporphyrit, D. mit Mandeln von Kalkspat Diabasmandelstein. D. ist meistens untermeerisch entstanden u n d findet sich — oft von Tuffen begleitet — als deckenoder gangförmige Einlagerungen in devonischen Schichten, in der D D R (Vogtland, Harz) und B R D (Fichtelgebirge, Nassavi, Westfalen, Harz) u n d in Schweden. D. wird als Straßenbaumaterial und wegen seiner dunklen Farbe und Politurfähigkeit als Denkmal- u n d Grabstein gebraucht. Diabatie — eine im Jenaer Glaswerk Schott & Gen. entstandene Größe zur Darstellung der Durchlässigkeitseigenschaften von Farbgläsern. Ebenso wie die dekadische -» Extinktion E x ist die Diabatie eine aus dem spektralen —> Reintransmissionsgrad abgeleitete Größe. Sie ist definiert als = 1 - lg

= 1 lg ( l g l ) .

Die Verwendung der D. zur graphischen Darstellung der Durchlässigkeitseigenschaften eines Stoffes ist gegenüber der Reintransmission oder der Extinktion aus mehreren Gründen vorteilhaft. Bei linearer Auftragung des spektralen Reintransmissionsgrades von z. B. Farbgläsern ist die Darstellung der in vielen Fällen interessierenden Restdurchlässigkeiten nicht möglich. Bei hohen Durchlässigkeitswerten wird außerdem häufig die Ablesegenauigkeit zu klein. Die Darstellung des spektralen Extinktionsverlaufes bringt nur bei kleinen Durchlässigkeiten eine Besserung (# = 1 entspricht E = 0; & -> 0 entspricht E - s - oo). Die in der Absorptionsspektralanalyse gebräuch-

6. F p i = 1318 K . 8. Natürlich nicht b e k a n n t ; charakteristisches Entglasungsprodukt in normalem Industrieglas (Kalk-Natron-Gläser) mit meist pinselartiger Ausscheidung; d. h. mit extrem nadeligem bis dendritischem H a b i t u s ; auch bekannt aus stark sauren alkalihaltigen Schlacken. 9. X P D F 23-671: 0,299 10 , 0,331 8 , 0,325,, 0,417 4 , 0,184 4 , 0,476 4 , 0,256 4 , 0,990 3 . Diabas (griech.), — körniges, chemisch dem Gabbro entsprechendes Ergußgestein, ein Gemenge von Plagioklas und Augit, wozu noch Quarz (Quarz-

liche doppelt logarithmische Darstellung v o n — , also lg E („typische F a r b k u r v e " ) ist zwar unanschaulich, gestattet aber bei hohen und niederen Durchlässigkeiten eine genaue Ablesung (§• = 1 entspricht lg jB —> — oo, •& > 0 entspricht lg E —> -)-oo). Die Nachteile des Vorzeichenwechsels an der Stelle = 0,1 u n d des gegensinnigen Verlaufes zur Durchlässigkeit bei dieser Darstellungsart werden n u n durch die D. behoben. Diese Größe ist in allen praktisch vorkommenden Fällen positiv (sie wird erst f ü r &x < 10~10 negativ) und verläuft stets in der gleichen Richtung wie I m Gegensatz zu den Transmissionskurven ändern die spektralen D.-Kurven außerdem beim Übergang von einer Probendicke zur anderen ihre Gestalt nicht. Sie werden lediglich als Ganzes in Ordinatenrichtung um den Betrag des Logarithmus der jeweiligen Dicke gegenüber dem Verlauf f ü r die geeignet zu wählende Einheitsdicke parallel verschoben. Diadochie — Atome bzw. Ionen, die andere Atome bzw. Ionen als Gitterbausteine vertreten können und somit zur -> Mischkristallbildung (bzw. Isomorphie) Anlaß geben.

152

Diagenese

I m Gegensatz zur Isomorphie bezieht sich der Begriff D. auf einzelne Bausteine, nicht auf Kristallarten als Ganzes. Eine D. besteht notwendigerweise nicht grundsätzlich: Elemente können in bestimmten Kristallarten diadoch sein, in anderen aber wieder nicht. So sind im metallischen Eisen Fe und Zn nicht diadoch, in Zinkblende (ZbS) sind sie begrenzt diadoch, nicht diadoch wieder im Magnetkies (FeS) u n d im Willemit (Zn 2 Si0 4 ). Dagegen beobachtet m a n wieder weitgehende Mischkristallbildung zwischen F e C 0 3 und ZnC0 3 . Folgende kristallographische Voraussetzungen sollen bei einer D. gegeben sein: Ähnliche Atombzw. Ionenradien (Differenz möglichst < 15% bezogen auf den kleineren Radius), ähnlicher Bindungscharakter innerhalb der speziellen Kristallart, W a h r u n g des elektrostatischen Gleichgewichts. Beispiele: Albit NaAlSi 3 0 8 und Anorthit CaAI 2 Si 2 0 8 sind enger miteinander verwandt als Albit und Orthoklas KAlSi 3 0 8 . Erstere bilden auch bei Zimmertemperatur Mischkristalle, die Plagioklase, während Orthoklas mit Albit diese Beziehung nur bei höheren Temperaturen aufweist (beim Abkühlungsvorgang t r e t e n Entmischungen auf). Ionenradienvergleich: (K+ = 0,133 n m ; Ca 2+ = 0,099 n m ; Na+ = 0,097 n m ; Si4+ = 0,042 n m ; Al 3 + = 0,051 nm) läßt ersehen, daß sich Ca2+ und N a + in etwa entsprechen, K+ eine beträchtliche Abweichung von Na+ (A = 37%) aufweist, die Radien von Si 4+ und Al3+ vergleichbar sind. Das Beispiel zeigt, daß sich Ionen ohne Rücksicht auf ihre Ladung vertreten können. Selbstverständlich m u ß bei dem wechselseitigen Ersatz die Neutralitätsbedingung erfüllt sein, was hier durch den gekoppelten Ersatz Na+Si 4+ -> Ca 2 + Al 3 + gegeben ist. Die meist doch unterschiedlichen Eigenschaften der sich ersetzenden Bausteine führen zu einem Wechsel in den Eigenschaftswerten der betreffenden Mischkristalle. J e nach den vorliegenden prozentualen Anteilen der Elemente A u n d B verändern sich die Gitterkonstante des Mischkristalls, die Lichtbrechung bzw. das Reflexionsvermögen, die Dichte, die H ä r t e usf. Die Bestimmung dieser physikalischen Werte erlaubt Rückschlüsse auf die chemische Zusammensetzung solcher Mischkristalle. D. t r i t t vor allem zwischen Elementen auf, deren Ordnungszahl sich um 1, 8, (1 + 8), 18, (1 + 18), 32 u. (1 + 32) unterscheiden (Diagonalverwandtsehaft im Periodischen System). Häufig vertritt ein Element ein anderes nur dann, wenn sich hierdurch die Gitterenergie vergrößert: Ion

in nm

EK»)

ersetzt in nm durch Ion

0a 2 + Mg»+ K+ Na+

0,099 0,066 0,133 0,097

1,75 2,10 0,36 0,45

Sca+

Y«+

Ca3+

0,092 0,081 0,120 0.099

EK*)

EK

3,95 4,65 1,65 1,0

+ + + +

2,20 2,55 1,29 1,30

*) EK = Energiekoeffizient nach FERSMAX; Ionenradien nach AHRENS ( 1 9 5 2 ) .

Das diadoche Verhalten der Elemente ist deutlich temperatur- und druckabhängig (also eine Funktion der Kristallisationsbedingungen). I m

Mineralbildungsprozeß n i m m t die Diadochieneigung in folgender Reihe ab: Bereich des Magmas (T und p hoch) — Bereich der Metamorphose (T mittel und p hoch) — Bereich der Verwitterung (T und p gering). Große Bedeutung k o m m t der D. auch im Hinblick auf die Tarnung verschiedener Elemente zu (die einander vertretenden Elemente haben hier gleiche Ladung und ähnliche Radien): im Mineral

tarnt sich in nm

hinter

in nm

Zirkon Olivin Al-Silicate Silicate, Quarz

Hf4+ Ni 2+ Ga»+ Ge4+

Zr'+ Mg1* Al 3+ Si«+

0,079 0,066 0,051 0,042

0,078 0,069 0,062 0,053

Diagenese — (griech.: dia = nach, genesis = Entstehung) Sammelbegriff f ü r alle Vorgänge, die zur Verfestigung von Sedimenten und damit zur Bildung von ->• Sedimentgesteinen führen, z. B. von Kalkstein aus Kalk. Dialyse — Trennprozeß von molekular und kolloid verteilten Stoffen durch Diffusion der Einzelmoleküle durch eine semipermeable Membran. Der Dialysevorgang wird hauptsächlich zur Abtrennung von Ionen aus Dispersionskolloiden (-> Kolloide) oder von niedermolekularen Anteilen aus makromolekularen Lösungen benutzt. Die Dialysegeschwindigkeit der niedermolekularen Stoffe aus der kolloiden Dispersion in die Lösungsmittelphase h ä n g t ab vom Konzentrationsgradienten, von der Größe der Austauschfläche und der Diffusionsstrecke. J e höher das Konzentrationsgefälle und je größer die Austauschfläche ist, um so rascher ist die Durchtrittsgeschwindigkeit z. B. der Ionen durch die Membran. Die Diffusionsstrecke muß möglichst klein sein. Man konstruiert die Dialysezelle deshalb so, daß das Lösungsmittel an der Membran vorbeiströmen k a n n . Die Dispersion selbst m u ß gerührt werden. Bei industriellen Dialyseprozessen kann m a n u n t e r Verwendung von Dialyseschläuchen oder Flächenmembranen Lösungsmittel und Dispersion gegeneinander strömen lassen. Beim Dialysevorgang diffundiert auf Grund des osmotischen Drukkes stets Lösungsmittel in die Dispersion, so d a ß die Teilchenkonzentration mit der Dauer der Dialyse abnimmt. Die Abtrennung von Ionen aus kolloiden Dispersionen kann noch vergrößert werden, wenn man ein elektrisches Feld anlegt. Auf Grund der Wanderung der Ionen im elektrischen Feld werden sie aus der Dispersion entfernt, allerdings muß die Dialysezelle aus drei K a m m e r n bestehen, weil beide Elektroden im Lösungsmittel angeordnet werden müssen. Diamant (griech.: adamas = der Unbezwingbare) 1. C. 2. Kubische Modifikation des C (kubisch-hexakisoktaedriseh); Ol—FdZm-, a0 = 0,35668; Z = 8; isotyp mit Si. 3. Vorherrschende Form ist das Oktaeder, außerdem Tetraeder, würfelige Formen, auch Rhombendodekaeder.

Diamantritzung 3

4. HM = 10, D = 3,47•••3,558 kg/dm ; nD = 2,417 nB = 2,407 nH = 2,465; 5. Differenz der Brechungsindizes f ü r rotes und blaues Licht: 0,044. Die hohe Brechzahl u n d Dispersion bedingen den außerordentlichen Glanz des D. 7. D. verbrennt ab etwa 1125 K . 8. V o r k o m m e n : als Mineral (Afrika, Brasilien, Indien u. a.) oder Herstellung durch Hochdrucksyntheseverfahren (6---15 GPa bei 1475 bis 2775 K aus Graphit durch Anwendung von Katalysatoren. Anwendung als Schmucksteine (Brillianten), als Schleifkörper in loser (Schleifpasten) oder gebundener Form zum Schleifen harter Materialien, als D.-Bord f ü r Diamantsägen u. -bohrer. Diamantritzung — durch Ritzen der Glasoberfläche mittels Diamantspitze ausgeführte Technik zur dekorativen Bearbeitung von Gläsern. Zum Eingravieren von Besitzerinschriften in Gläser ist das Ritzen mit dem Diamanten bereits im 15. J h . üblich gewesen; zur künstlerischen Gestaltung von Gläsern wurde diese Technik jedoch erstmalig um 1550 zunächst in Venedig angewandt, von wo sie sich rasch nach Tirol, Böhmen, Schlesien, Brandenburg, Holland und England ausbreitete. Die Dekoration bestand bevorzugt aus Ranken- u n d Blütenwerk, eingerollten Blättern und spitzenartigen Priesen, deren Binnenflächen mit Parallelschraffur versehen wurde. In Hall (Tirol) wurden geradlinige Motivierungen kombiniert mit kalter Emailmalerei. Durch letz tere wurde der Diamantriß Anfang des 17. J h . auf deutschem Boden verdrängt, im Gegensatz zu Holland, wo er einen künstlerischen H ö h e p u n k t erreichte und noch Ende des 17. J h . meisterhaft gepflegt wurde. 1. zeigt einen Ausschnitt aus der K u p p a des Mainzer Domkapitelglases, entstanden 1617 in den Niederlanden. Gleichmäßig, die gesamte Fläche des Gefäßoberteiles ausfüllend, ist hier in feinster Diamantritzung die Stadt Mainz dargestellt, oben und u n t e n begrenzt durch zwei Friese mit Wappen und Initialen der Domkapitelmitglieder.

153

Einen H ö h e p u n k t der Diamantrißtechnik bilden die Kalligraphengläser niederländischer Künstlet. Gläser mit derartig aufgebrachten Sprüchen u n d Inschriften sind in reicher Zahl erhalten geblieben und weitgehend signiert. Von einer Anzahl weiterer Künstler auf diesem Gebiet sind als H a u p t vertreter der holländischen Glasreißer die N a m e n H E E M S K E R K und Anna R O E M E R S - V I S S C H E R ZU nennen. Zu hoher Vollkommenheit gelangte die niederländische Glaskunst im 18. J h . durch das von GREENWOOD eingeführte Stippen der Gläser. Diese Technik, die ausschließlich von den holländischen Künstlern gehandhabt wurde, ist gekenn-

2 : P o k a l m i t m ä n n l i c h e m Bildnis, H o l l a n d , F r a n z GREENWOOE, 1746

zeichnet durch ein Aufklopfen der Diamantspitze auf das Glas. Meisterhaftes Können auf diesem Gebiet zeigten vor allem Franz G R E E N W O O D und der Maler David WOLFF, denen es gelang, durch dieses zarte Punktieren sehr ausdrucksvolle — in verschiedenen Tönungen abgestufte — Arbeiten mit malerischer Bildwirkung zu schaffen. Als

1: A u s s c h n i t t a u s d e m M a i n z e r D o m k a p i t e l g l a s , niederländisch, 1617

154

diaschist

Motive wurden hauptsächlich genrehafte u n d mythologische Darstellungen verwendet. 2. zeigt die K u p p a eines 1 7 4 6 von G R E E N W O O D bearbeiteten Pokals, auf der das gestippte Bildnis eines pfeiferauchenden Mannes dargestellt ist. diaschist — (griech.: diaschizein = Ganggesteine, Differentiation.

spalten)

Diaspor 1. « - A 1 0 0 H . 2. Rhombisch-dipyramidal; D\%—Pbnm; a0 = 0,441 b0 = 0,940 c0 = 0,284; a0:b0:c0 = 0,469: 1:0,302; Z = 4; hexagonal dichte 0 2 ~Packung, Al 3 +-Ionen in oktaedrischen Hohlräumen; jedes 0 2 _ - I o n ist mit drei Al 3 + -Ionen verb u n d e n ; H+-Ionen liegen wahrscheinlich zwischen 0 2 - - l o n e n p a a r e n und beanspruchen keinen besonderen R a u m in der Kristallstruktur; die Koordinationspolyeder über gemeinsame O 2 - Brücken ergeben eine dreidimensionale Verk n ü p f u n g (große H ä r t e ) ; S t r u k t u r verwandt mit -»- K o r u n d und — R u t i l . 3. Gewöhnlich blättrige, stenglige oder feinschuppige Aggregate; Einzelkristalle selten u n d klein, dann meist dünntafelig nach {010}, {A&0} oder {hkl\, seltener nadlig nach [001]; verwechselbar mit Chloritoiden in metamorphen Gesteinen; Prismen- u n d Bipyramidenflächen oft gekrümmt, feingestreift oder gerauht. 4. HM = 6 - - 7 , sehr spröde; D = 3,36 ± (Röntgendichte: 3,38); # sehr vollkommen nach {010}, gut nach {210}; Br. = muschelig; F = meist farblos, z. T. schwach gefärbt (gelblich, bräunlich, weiß, hellviolett, grünlich-grau); O = starker Glasglanz, auf Spaltflächen Perlmuttglanz. 5. nx = 1,702 ny = 1,722 n. = 1,750; A = 0,048 (+); X\|c, Y\\b, Z\\a, l =( + )(-), s. Abb.; Achsenebene ||(010), a = Bi; 2VZ = 84---85°; Pleo = manchmal an dickeren Platten deutlich; Auslöschungsschiefe r ^ i t bis r < v.

Y=b—

Optische Orientierung

6. Wird beim Erhitzen rissig und zerfällt in kleine Teile; geht ohne ausgeprägte Zwischenformen bei 693-•-723 K topotaktisch in Korund) über. 7. 85% A l 2 0 ? (45% AI); langsam löslich in H 2 F 2 , unlöslich in anderen Säuren und K O H ; isomorphe Beimengungen von Fe, Mn (Mangan-

diaspor enthält etwa (Ma. in %) 4 M n 2 0 3 und 2 Fe 2 0 3 ), Cr, Ga; m i t Kobaltlösung erhitzt ergibt sich Blaufärbung; im System A1 2 0 3 — H 2 0 einzig thermodynamisch stabile Oxidhydroxidphase. S y n t h e s e : 1. aus der Lösung durch Zugabe von Impfkristallen, 2. hydrothermal aus wasserhaltigen Al 2 0 3 -Formen hoher Lükkenkonzentration (er- u n d j£-Al 2 0 3 ) spontan (ohne Orientierung), 3. durch hydrothermale Zersetzung von metallischem AI unter höheren Drücken neben - » Böhmit. 8. Wesentlicher Bestandteil in -> L a t e n t e n , metamorphisierten und „ K a l k " - - » Bauxiten (neben ->• Hydrargillit und Böhmit); metamorph in aluminiumreichen kristallinen Schiefern; kont a k t m e t a m o r p h , -metasomatisch und hydrothermal in Kalksteinen und Dolomiten mit K o r u n d , Muskovit, Margarit, H ä m a t i t , Rutil, Chloritoid, Disthen, Turmalin u. a.; in Schmirgellagerstätt e n (Ural, Usbekistan, Naxos); im Dolomit von Campolungo (Tessin); am Greiner (Tirol); in Manganerzen von Postmasburg (Südafrika); in Serpentinen (VR Polen/Schlesien); in Chloritschiefern (Ural); in Marmoren von Schemnitz (Ungarn); große Tafeln aus Chester (England); violette Kristalle vom Langesundfjord (Norwegen); Unionsville, P a ; Peitsintu und Antung (Mandschurei). Verwendung s. bei —* Bauxit, ->- Böhmit, —» Hydrargillit; Aluminiumgewinnung, Aluminiumsalze, Schleifmittel (Schmelzkorund), Zement, Ölraffinerie, feuerfeste Steine (Diaspor- und Bauxitsteine); Diasporbauxite sind schwer aufschließbar. 9. X P D F 5-355: 0,399 10 , 0,232 6 , 0,213 5 , 0,208 5 , 0,163 4 , 0,256 3 , 0,148 2 , 0,138 2 . Lit.: G I N S B E R G / W E F E R S : E r z m e t a l l 1 0 ( 1 9 5 7 ) , 4 9 9 - 5 0 3 . TORKAR/KRISCHNER : B e r . d t . kerarn. G e s . 3 9 ( 1 9 6 2 ) , 1 3 1 - 1 3 5 . - NEUHAUS/HEIDE : Ber. dt. keram. Ges. 42 (1965), 1 6 7 - 1 8 4 . - FREUND : Ber. dt. k e r a m . Ges. 44 (1967), 141 - 1 4 7 , 2 4 1 - 243.

Diaspor-Erzeugnisse — auf Basis von > Diaspor (-> Diaspor-Schamotte) hergestellte —> Feuerfesterzeugnisse mit 60 --75% A1 2 0 3 . Die Herstellung von D. erfolgt in gleicher Weise wie bei -> Mullit-Erzeugnissen oder BauxitErzeugnissen; auch Eigenschaften und Verwendung unterscheiden sich nicht von diesen. H a u p t k o m p o n e n t e ist -> Mullit. D. zeichnen sich besonders durch gute Temperaturwechselbestän1 digkeit aus. H e r s t e l l u n g und V e r w e n d u n g beschränken sich auf Länder mit großen Vorkommen an Diaspor, wie UdSSR, USA u n d J a p a n . Diaspor-Schamotte — eine -> Schamotte mit hohem Al 2 0 3 -Gehalt, die durch Brennen von Diaspor bei über 1725 K hergestellt wird. D.-Schamotte wird in gleicher Weise wie andere Schamotten mit hohem Al 2 0 3 -Gehalt (-»- MullitSchamotte) verwendet. Diatexis -> Magma Diatomeenerde, Diatomit -> Kieselgur Diatretgläser, vasa diatreta — Bezeichnung f ü r eine bestimmte Art spätrömischer Glasgefäße aus dem 3. bis 4. J h . n. d. Z. D. stellen doppelwandige, meist glockenförmige Gefäße dar, deren äußerer R a n d teilweise oder völlig in Eorm eines Netz-

Dicalciumsilicat werkes durchbrochen ist, wobei Innen- und Außenwand durch Glasstege miteinander verbunden sind. Die wenigen bisher gefundenen Stücke (etwa 11 Exemplare, Fundorte hauptsächlich in der Gegend von Köln und der römischen Provinz Pannonien (dem heutigen Ungarn), stammen vermutlich nicht aus der Hüttenproduktion, sondern sind als Einzelanfertigungen eines Künstlers anzusehen. Sie stellen einzigartige Spitzenleistungen

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P í I vY

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Diatretglas von Straßburg (Innenwand opal, Außenwand purpur)

der altrömischen Glasverarbeitung dar und sind sowohl kunsthistorisch als auch technisch vor allem dadurch von Interesse, daß ihr Herstellungsverfahren nicht überliefert ist. Über die H e r s t e l l u n g der D. bestehen bis jetzt noch keine einhelligen Auffassungen; sowohl die HinterscMeiftechnik als auch die Hohlüberfangund die Nuppentechnik werden als mögliche Verfahren diskutiert. Nach letztgenanntem Verfahren gelang die technische Herstellung von modernen D.

(WEIDMANN,

1934).

Der

damit

'Schmelze 1725. 5

1025 _a' a - Hexagonal 800^^••/^Enanlioirop a'= Rhombisch y = Rhombisch Honotrop ß=Monokiin Zerriesetyngsbeginni -i 600 1200 1800 2m Temperatur m

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1: Stabilitätsbereich der C2S-Modifikationen

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155

verbundene

Anspruch, von der modernen Praxis her die vergessene römische Technik wiederentdeckt zu haben, wird vor allem von den Anhängern der H o h l ü b e r f a n g t e c h n i k a b g e l e h n t (KNAPP).

Das Wort „diatret" leitet sich von der römischen Bezeichnung „diatretarius" für das Handwerk des Schleifens ab. IAt.: MANDER: Keram. Rdsch. 40 (1932), 321. - WIEDMANN: Glastechn. Ber. 27 (1954), 3 3 - 4 0 . - KNAPP: Silikattechn. 5 (1954), 378 - 381.

Dicalciumsilicat — Ca[Si0 4 ] tritt in mindestens 3 stabilen Modifikationen (a, y) und eine instabile Modifikation (ß) auf, deren Stabilitätsbedingungen aus 1. hervorgehen, (tx = Hochtemperatur-, y = Tieftemperaturphase; bei einigen Autoren auch umgekehrte Bezeichnungsweise üblich). Weitere Modifikationen s. [1,2]. Halloysit). 3. ->• K a o l i n i t ; m e i s t größere Kristalle bis f a s t ein m m Größe m i t p s e u d o h e x a g o n a l e m U m r i ß . 4. HM = 2,5- -3; D = 2,6; # v o l l k o m m e n n a c h (001); F = reiner D . erscheint weiß g l ä n z e n d ; d u r c h Verunreinigungen vielfach bräunlichgelblich-grün g e f ä r b t . 5. nx = 1 , 5 6 0 - l,564 ny = 1,561 — 1,566 1,566 — 1,570; A = 0 , 0 0 6 - 0 , 0 0 7 ( + ); 2V. = 50--80°. 7. D a s E n t w ä s s e r u n g s v e r h a l t e n ä h n e l t d e m von K a o l i n i t , jedoch ist die D e h y d r o x y l a t i o n zu h ö h e r e n T e m p e r a t u r e n v e r s c h o b e n ; D. b e s i t z t

Dietzel praktisch keine Kationenaustauschfähigkeiten; die Bildsamkeit (Plastizität) im feuchten Zus t a n d ist gering. 8. K o m m t in Gängen, Adern u n d Hohlräumen von Gesteinen vor, nicht in Sedimenten; die Art der Mineralvergesellschaftung deutet auf hydrothermale Entstehung. 9. X P D F 10-446: 0,715 10 , 0,358 10 , 0,233„, 0,412,, 0,380 6 , 0,251 ä , 0,198 5 , 0,165 5 . Dielektrikum — der zwischen den Metallbelägen eines Kondensators vorhandene isolierende Stoff, der fest, flüssig oder gasförmig sein kann. Da die Eigenschaften des D. die Abmessungen und die dielektrischen Eigenschaften des Kondensators bestimmen, wurde seit einigen J a h r z e h n t e n versucht, die Eigenschaften der Kondensatoren durch Verwendung neuer D. zu verbessern. Wesentliche Forderungen f ü r ein D. sind hohe Dielektrizitätskonstante, niedrige Verluste, hohe Betriebsfeldstärke, hoher Isolationswiderstand u n d möglichst geringe Temperaturabhängigkeit der dielektrischen Eigenschaften. Da alle Forderungen nicht gleichzeitig realisiert werden können, werden f ü r die einzelnen Anwendungsgebiete verschiedene D. verwendet. Von besonderer Bedeutung sind die keramischen D. mit Dielektrizitätskonstanten von etwa 6 bis 15000, Steatit, ->• Rutil, -> Calciumt i t a n a t , -»• S t r o n t i u m t i t a n a t , Bariumtitanat. Die nachstehende Tab. enthält eine Reihe keramischer D. mit den Werten f ü r Dielektrizitätskonstante DK und dielektrischen Verlustfaktor t a n 6, gemessen bei 20° u n d 1 MHz.

Magnesiumsilicat Magnesiumtitanat Rutil Calciumtitanat Strontiumtitanat Bariumtitanat

MgSiOs MgTiOj TiO, CaTi03 SrTi03 BaTiOj

DK

t a n ö (• 10" 4 )

6 15 100 150 240 2000

2-3 1—2 2—3 1—2 1—2 150 (800 Hz)

Dietzel, Adolf — wurde am 3. Februar 1902 in Pforzheim geboren. Sein Vater, Dr. phil. Adolf DIETZEL, war Chemiker, u n d so lag es nahe, daß sein Sohn nach Besuch des Gymnasiums in Pforzheim und später in R a s t a t t 1920 das Chemiestud i u m an der Technischen Hochschule in Karlsruhe begann. Als Nebenfächer wählte er Physik, Mathematik, Maschinenbau, Mineralogie und Elektrotechnik.

Seine Diplomarbeit begann er 1924 bei Prof. Dr. E. Z S C H I M M E R a m Glasforschungslaboratorium der Technischen Hochschule Karlsruhe. E s folgten 1926 das Diplomexamen u n d von 1927 — 1934 Assistentenjahre a m Glas- u n d Tonforschungslaboratorium der Technischen Hochschule Karlsruhe.

157

Diese J a h r e waren entscheidend f ü r die zukünftige Tätigkeit von D., denn hier entdeckte er seine Liebe zum Glas. I n dieser Zeit war er an der Betreuung u n d Abhaltung von silicattechnischen Seminaren und P r a k t i k a f ü r Chemiker u n d Maschinenbauer sowie f ü r Lichttechniker beteiligt und wirkte bei Ferienkursen f ü r Glashüttenleute mit. Die wissenschaftliche Seite dieser ersten Forschungsperiode war gekennzeichnet durch die ersten Veröffentlichungen über „Die Temperaturzeitkurven der sichtbaren Entglasung bei Spiegelglas" u n d durch seine Promotion „Über die Kristallisationsgeschwindigkeit der technischen Natron-Kalk-Silicatgläser". E s folgten Arbeiten über Entglasungsprodukte, P r ü f u n g von Wannensteinen gegen den Angriff von Glasschmelzen, über die Säurepolitur von Bleigläsern und über die Verwitterung von Kalk-Natrongläsern. I n diese Epoche fielen auch die ersten Untersuchungen über Email, wobei die erste Arbeit der Ursache des H a f t e n s von haftoxidfreien Grundemails an Eisenblech galt. 1932 — 1934 war D. zusätzlich erster Assistent am Chemisch-Technischen I n s t i t u t unter Prof. Dr. P. A S K E N A S Y u n d erhielt einen L e h r a u f t r a g f ü r das Fachgebiet Silicat- und Bauchemie an der Technischen Hochschule Karlsruhe. 1935 folgte er einem Ruf als Leiter der technologischen Abteilung an das Kaiser-Wilhelm-Instit u t f ü r Silicatforschung in Berlin-Dahlem. Hier k o n n t e sich D. ganz der wissenschaftlichen Tätigkeit widmen, die gekennzeichnet war durch eine Vielzahl von Veröffentlichungen auf dem Gebiete des Glases und des Emails. I n den entsprechenden Fachgesellschaften übern a h m er den Vorsitz der wissenschaftlichen Fachausschüsse, so 1937 den des Vereins Deutscher Emailfachleute und ab 1938 den Fachausschuß Physik und Chemie des Glases der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft. Die Technische Hochschule Berlin ernannte ihn 1938 zum Dozenten f ü r Glas- und Emailtechnik u n d 1943 zum apl.-Professor. Obwohl von den Kriegsereignissen überschattet, fiel in diese zweite Periode wissenschaftlicher Aktivität die bekannteste und wohl auch die bedeutendste Arbeit D.s: „Die Kationenfeldstärken und ihre Beziehungen zu Entglasungsvorgängen, zur Verbindungsbildung u n d zu den Schmelzpunkten von Silicaten". Diese Arbeit bestimmte wesentlich seine Vorstellungen über die S t r u k t u r der Gläser u n d erwies sich bis heute als sehr f r u c h t b a r . Aber auch praxisnahe, technologische Probleme lagen ihm am Herzen, wie z. B. Untersuchungen über die E n t s p a n n u n g u n d Schnellkühlung von Gläsern, Fehlerscheinungen beim Emaillieren von Kupferblech oder über Schmelzbeschleuniger f ü r die Glasindustrie. Doch standen immer wieder grundlegende Untersuchungen im Mittelpunkt des Interesses, wie z. B. die Bedeutung der Basizität von Glasschmelzen, Zusammenhänge zwischen Oberflächenspannung u n d S t r u k t u r von Glasschmelzen, oder die S t r u k t u r u n d Strukturchemie des Glases, um n u r einige Beispiele zu nennen. Auch die heute noch viel beachtete Theorie über die H a f t u n g von Email auf Stahlblechen, die f ü r spätere Arbeiten über den Haftmechanismus zwischen Glas und Metall allgemein von Bedeutung war, fällt in diese Epoche.

158

Differentialfotometrie

Nachdem das Kaiser-Wilhelm-Institut gegen Ende des zweiten Weltkrieges nach Unterfranken verlegt worden war, wurde D. Leiter der Zweigstelle in Ostheim, Bischofsheim und ab 1944 auch in Fladungen. 1948 ernannte ihn die neugegründete Max-Planck-Gesellschaft zum kommissarischen Leiter der verlagerten Zweigstellen. 1949 wurde ihm die Leitung der technischen und wissenschaftlichen Arbeiten der Deutschen Keramischen Gesellschaft und des Vereins Deutscher Emailfachleute übertragen. Nach der Errichtung eines neuen Max-PIanck-Institutes für Silicatforschung in Würzburg wurde D. 1951 zum Direktor dieses Instituts berufen. Damit begann die dritte große Epoche seiner erfolgreichen Tätigkeit. Zu den Gebieten des Glases und Emails trat nun auch das weite Feld der Keramik. Hier galt sein Interesse vor allem dem Porzellan und den keramischen Rohstoffen, später aber auch den an Bedeutung ständig zunehmenden reinen Oxiden. Die dritte Periode D.schen Wirkens ist nicht nur in seinen eigenen Veröffentlichungen zu sehen, sondern auch im Zusammenhang mit denjenigen Arbeiten, die ihren Niederschlag in den Jahresbänden des Institutes fanden. D . hat 182 Arbeiten publiziert. Eine Zusammenstellung seiner Veröffentlichungen bis zum Jahre 1961 findet sich in den „ B e r . der dt. keram. Ges." 1962, S. 5 - 8 . Die Arbeiten von 1962-1969 sind in der S — L — K - K a r t e - > „DIETZEL, Adolf, Veröffentlichungen" 9/1970 aufgeführt. Das überaus erfolgreiche Wirken D.'s fand durch zahlreiche Ehrungen große äußere Anerkennung: 1952 Honorarprofessor der Bayrischen Julius-Maximilians-Universität Würzburg, 1954 Verleihung des goldenen Gehlhoff-Ringes der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1957 Verleihung der Seger-Plakette der Deutschen Keramischen Gesellschaft, 1960 Verleihung des Bundesverdienstkreuzes 1. Klasse anläßlich der 25jährigen Zugehörigkeit bei der Max-Planck-Gesellschaft, 1962 Ernennung zum Honorary-Member der American Ceramic Society, 1963 Verleihung der Louis-Vielhaber Gedenkmünze v o m Verein Deutscher Emailfachleute, 1964 Verleihung des Rieke-Ringes der Deutschen Keramischen Gesellschaft, 1965 Verleihung der Otto-Schott-Gedenkmünze als höchste Auszeichnung der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1965 war D. Präsident des V . Internationalen Emailkongresses, 1969 wurde er zum Ehrenmitglied der Deutschen Keramischen Gesellschaft ernannt, 1979 erhielt er den Dr.-Ing. h. c. von der Universität Clausthal. Differentialfotometrie, Präzisionsfotometrie — analytisches Verfahren, bei dem gegenüber der normalen Fotometrie (-»• Kolorimetrie) als Vergleichsbasis für die Emission bzw. Extinktion des (meist monochromatischen) Lichtstrahles statt reinen Lösungsmittels als Blindlösung eine Lösung mit genau bekanntem Gehalt verwendet wird. Hauptzweck der D. ist die Erniedrigung des relativen Fehlers bei gleichzeitiger Kompensation systematischer Fehler, was durch die besondere Verwendung des Fotometers als eine A r t „Nullinstrument" erreicht wird. Die dadurch erreichbare Genauigkeitssteigerung kann vereinfacht

Besonderheiten der möglichen Differentialmethoden: Tranamissionsskala 0 25 50 75 100

K I) D

2

P P P

-KI K L

spezielle Differentialfotometrie einfache Differentialfotometrie normale Fotometrie

oo 0,6 0,3 0,1 0 Extinktionsskala

P = Probe L = Lösunsmittel D = Dunkelstrom K = Lösung mit bekannter Konzentration -Ki, K 2 = verschieden konzentrierte Lösungen: P > K

folgendermaßen erklärt werden: Bei der normalen Fotometrie ist jeder Konzentrationswert cx mit einem Fehler behaftet, es gilt: c*

±

f N

Hierbei geht die Eichkurve (1.) durch Null, und der Konzentrationswert cx resultiert aus dem Extinktionswert.

Der relative Fehler ist dann * - f » xN - — x Somit ist die Genauigkeit gegeben durch ±

X

•

N

x

c

Bei der D., wo der Extinktions- bzw. Transmissionsvergleich gegen eine Lösung bekannten Gehaltes cB (2.) vorgenommen wird, gilt, wenn Cß < c x und wenn cB = konstant und idealisiert fehlerfrei: ( CX

-

*

~

D

c

B

)

±

i o

"

o

B

)

wird dann (c*

-

c

B

)

±

x

D

( c

x

—

C

B

)

und die Gesamtkonzentration ü

c

+

(c®

—

c

c* ± «d(C« -

B

) ± c b)

x

D

( e

1d < /jv im Idealfall mit cx = cB Null. Darauf beruht die Genauigkeit der D .

Differentialthermoanalyse Praktische Anwendung: F ü r die praktische Durchführung des Farbvergleichs einer stark gefärbten u n b e k a n n t e n Lösung mit einer nahezu gleichgefärbten (einfache D.) bzw. mit zwei n u r wenig verschieden gefärbten Lösungen (spezielle D.) bedarf es im wesentlichen eines hochempfindlichen Fotometers mit Skalenspreizung bzw. Nullpunktsunterdrückung und K ü v e t t e n m i t exakt gleicher Schichtdicke und Glasart. Selbstverständlich wird die Genauigkeit der Methode durch die Genauigkeit der Herstellung der Vergleichslösung (cB) bestimmt. Die analytische Anwendung beschäftigt sich vorwiegend mit der Bestimmung hoher und höchster Konzentrationen von Kationen und Anionen in den verschiedensten Materialien, auch Silicaten. Die erreichbaren Genauigkeiten liegen bei 0 , 1 % absolut und darunter, womit das Verfahren in Konkurrenz mit den genauesten gravimetrischen Methoden t r i t t . Differentialkalorimetrie — Wärmemessung zur direkten quantitativen Bestimmung der Enthalpien physikalischer Umwandlungen und chemischer Reaktionen. Dagegen können mit der -»• Differentialthermoanalyse solche Bestimmungen nur unter bestimmten Bedingungen und nach erfolgter Eichung durchgeführt werden.

1 : B l o c k s c h e m a eines Differentialkalorimeters (aus SCHÜLTZE: „Differentialthermoanalyse") 1 — Ofen, 2 — Programmregler, 3 — Thermoelement zur Programmregelung, 4 — Probesubstanz, 5 — I n e r t s u b s t a n z 6 — Mikroheizelemente, 7 — D i f f e r e n t i a l t h e r m o e l e m e n t 8 — Verstärker, 9 — W a t t m e t e r

In der Literatur sind verschiedene Konstruktionen veröffentlicht worden. Ihnen allen sind folgende Konstruktionsprinzipien eigen: I m Gegensatz zur Differentialthermoanalyse besitzen Proben- und Inertsubstanz zusätzliche Mikroheizelemente. Wenn die Temperatur in einer Halterung zurückbleibt, wird diese mittels der Zusatzheizung so lange aufgeheizt, bis die Temperaturdifferenz kompensiert ist. Die verbrauchte JouLsche Wärme wird mit Milliwattmetern oder Coulometern gemessen und entspricht der Reaktions- bzw. Umwandlungsenthalpie. Die Temperaturmessung in der Proben- und Vergleichssubstanz k a n n m i t Thermoelementen oder Widerstandsthermometern erfolgen. Beim -> Differential Scanning Kalorimeter, einer A b a r t des Differentialkalorimeters, entfällt der Ofen. Die Mikroheizelemente sind so bemessen, daß sie das Aufheizen der Proben übernehmen können. Die komplizierte Konstruktion der Probenhalte-

159

2 : Probenhalterung eines Differentialkalorimeters n a c h D . M . SPEROS u n d R . L . WOODHOUSE

1 — Tiegel für Proben- u n d Vergleichssubstanz, 2 — Träger für Heizwicklung (Nickel), 3 — keramikisolierte Heizwicklung, 4 — Reflektor (Nickel), 5 — Thermoelement ( P t - P t / 1 3 % Rh),6 Heizstromzuführung (Platin)

rung mit den Mikroheizelementen erschwert den Einsatz der Differentialkalorimeter im Temperaturbereich über 1275 K . IAt.: RADENAC/CHESNEAU/RAPIN : E i n Differentialkalorimeter für h o h e Temperaturen (bis 1 8 0 0 X ) . R e v . I n t . H a u t e s T e m p . R e f . 7 (1970). 2 3 0 - 2 3 5 .

Differential-Scanning-Kalorimeter — nach dem Prinzip der Differentialkalorimetrie arbeitendes Gerät zur Erfassung der Enthalpieänderungen eines Probematerials beim Aufheizen oder Abkühlen. Registriert wird die Differenz der Leistungszuf u h r zu einem Probehalter mit Probe u n d einem (meist leeren) Referenzhalter, die erforderlich ist, um zwischen beiden Haltern eine Temperaturdifferenz von 0 aufrechtzuerhalten, wenn beide Halter durch Aufheizung oder Abkühlung ihrer Umgebung (mit kontrollierter Geschwindigkeit) einem identischen Temperaturregime unterworfen werden. Bei konstanter Aufheizgeschwindigkeit und leerem Referenzhalter ist die Registrierung der Differenz der Leistungszufuhr über der Temperatur proportional der Temperaturabhängigkeit der spezifischen Wärme. Das Zeitintegral über die registrierte Leistungsdifferenz zwischen zwei Temperaturen entspricht unter diesen Bedingungen der Enthalpieänderung der Substanz zwischen diesen Temperaturen. Lit.: O'NEILL: Anal. Chem. 38 (1966), 1 3 3 1 - 1 3 3 3 .

Regelkreis zur Horn-} Regelkreis zur pensation der Tempe-\ linearen Aufheizung raturüifftrenz i

a) Energie Differenz b) Durchschniltsenergie S c h e m a des Differential-Scanning-Kalorimeters 1 — Steuergerät Temperaturdifferenz, 2 — Halterung m i t Probe, 3 — leere Halterung, 4 — Registriergerät (z-2/-Schreiber), ä — Steuergerät Durchschnittstemperatur, 6 — Soll-WertGeber, 7 — Computer D u r c h s c h n i t t s t e m p e r a t u r

Differentialthermoanalyse (DTA) — analytisches Verfahren, das die Methode der -»• thermischen

160

Differentiation

Analyse zur Grundlage hat und die auftretenden thermischen E f f e k t e nach dem Differenzprinzip mißt. Das Prinzip der Methode wurde von ROBERTSAUSTEN 1899 entwickelt (1.). Danach wird eine Probe P und eine Inertsubstanz I gleichartig erhitzt oder abgekühlt. Während der Wärmebehandlung soll die inerte Substanz im Gegensatz zur Probesubstanz keine wärmeerzeugende oder wärmeabgebende Reaktion zeigen. Treten in der Probesubstanz thermische Reaktionen ein (Entwässerungen, Dekarbonisierungen, Zerfallsreaktionen, Phasenneubildungen usw.) so wird an dem

1 Z

34

1: Meßprinzip

Thermoelementklemmenpaar 1, 4 eine Differenzspannung 0 gemessen. A n den Klemmenpaaren 1, 2 bzw. 3, 4 kann die Temperatür T t der inerten bzw. TP der Probesubstanz abgegriffen werden. Die Differenzspannung 0 , die bei einigen Enthalpieänderungen der Probesubstanz sehr klein sein kann (einige /iV) wird photographisch, elektrisch oder elektronisch i. allg. in Abhängigkeit von der Temperatur Tr registriert. 2. zeigt z. B. die D T A K u r v e von ->• Kaolinit mit der Entwässerungsreaktion. Der Temperaturanstieg, der zumeist automatisch geregelt wird, beträgt zwischen 5 und 20 K/min. Die D T A findet verbreitete Anwendung zur Identifizierung und Prüfung anorganischer Substanzen, insbes. in der Silicatindustrie.

2: DTA-Kurve des Kaolinits

Das Verfahren wird auch zur quantitativen Bestimmung genutzt, da in erster Näherung zwischen der Reaktionsfläche F und der Menge der Probesubstanz nach S. SPEIL die Beziehung besteht: F

=

J Tr

[

&

.

d

t

i g-i

n

K • s

ai — Reaktionswärme für 1 g Probesubstanz in J/g, M = Probesubstanzmenge in g, g = geometrischer Faktor in cm, A = Wärmeleitfähigkeit = in W/cm • K der Probesubstanz

Differentiation — (lat.: differre = sich unterscheiden) Aufspaltung oder Entmischung eines Stamm-

Magmas in verschiedene Teilmagmen mit unterschiedlichem Chemismus. Die D . kann bewirkt werden durch Masseunterschiede der einzelnen Komponenten des Stamm-Magmas (gravitative D.), durch Unterschiede der Mobilität sowie durch Druck- und Temperaturdifferenzen zwischen den verschiedenen Teilen der Schmelze. Je nach der A r t der D . unterscheidet man: 1. Liquation, d. h. Aufspaltung des Magmas in noch flüssige Teilschmelzen, und zwar Trennung der schweren nichtsilicatischen Bestandteile v o n den leichteren silicatischen, vermutlich bei Temperaturen von über 1575 K (1300°C); 2. Kristallisationsdifferentiation, d. h. Trennung der Schmelze von bereits daraus auskristallisierten Mineralien; 3. Entgasung und Entwässerung, d. h. Abspaltung von gas- und dampfförmigen Stoffen v o n der Schmelze, z. B . durch Druckentlastung. I n einem aus der T i e f e der Erdkruste aufsteigendem Magma kann es je nach den Druck- und Temperaturverhältnissen erst zur Liquation kommen und darauf zur Kristallisationsdifferentiation in den durch Liquation entstandenen Teilmagmen. Man bezeichnet diesen Entwicklungsabschnitt (Liquation + Kristallisationsdifferentiation) eines Magmas, in dem es eine Temperatur zwischen 1575 und 875 K (1300 und 600 °C) hat, als liquidmagmatische Phase. I n dieser Phase bilden sich die Tiefengesteine. Da die schwerflüchtigen Bestandteile eines Magmas zuerst auskristallisieren, ist die Restschmelze sehr gasreich. Mit dem Gasdruck hat sich auch die Beweglichkeit der Schmelze erhöht, so daß sie weiter aufsteigen und in K l ü f t e und Spalten innerhalb der Erdkruste eindringen kann. Die folgende Entgasung und Entwässerung geht in drei Stadien vor sich, die durch Übergänge verbunden sind: I n der pegmatitischen Phase treten Silicatschmelzen v o n geringer Viskosität und hohen Gehalten an Fluida (hauptsächlich Wasser) auf. Sie reagieren rasch auf Druck- und Temperaturschwankungen und setzen in Spalten und kleinen Hohlräumen etwa zwischen 975 und 775 K (700 und 500 °C) ihren Mineralinhalt ab. Charakteristisch ist der häufige Riesenwuchs ihrer Mineralien (Einkristalle von vielen Tonnen Masse). Pegmatitische Paragenesen werden auch in den höchsten Teilen von Granitintrusionen auf Hohlräumen abgesetzt, in pegmatitischen (miarolithischen) Drusen. I n der pneumatolytischen Phase, bei Temperaturen zwischen 775 und 675 K (500 und 400 °C), kommt es dann zum Aufsieden des Wassergehalts des Magmas dadurch, daß der Innendruck der flüchtigen Bestandteile stärker ist als der Außendruck des überlagernden Gesteins; die überkritischen (oberhalb des kritischen Punktes des Wassers) Gase und Dämpfe werden abgegeben. Die pneumatolytische Phase ist durch stark saure Reaktion gekennzeichnet (Auftreten von Flußsäure und Salzsäure). Es bilden sich keine Feldspäte, dafür aber reichlich Quarz, daneben Glimmer, Topas, Turmalin, Zinnstein, ferner Wolframit, Molybdänglanz und — in Skarnlagerstätten — Magnetit bzw. Hämatit. Die Mineralbildungen dieser Phase ergeben -»• Ganggesteine, oder es kommt zu Metasomatosen, wodurch ->• Skarn und - > Greisen entstehen. So-

Dilatanz bald der kritische Punkt des Wassers überschritten ist, also etwa unter 675 K (400°C), kondensieren sich die leichtflüchtigen Bestandteile zu wäßrigen Lösungen (hydrothermale Phase). Diese Lösungen wandern ins Dach des aus dem Magma entstandenen Plutons, setzen dort in Gängen oder durch Verdrängung von Nebengestein (meistens Kalke) Erze und andere Mineralien ab. Auch in allen anderen Phasen der D. bilden sich bestimmte Erze. Innerhalb des Hydrothermalstadiums läßt sich eine gesetzmäßige D. feststellen, die zur zonaren Ausbildung der entsprechenden Lagerstätten führt. Die D. macht sich häufig in der unterschiedlichen Beschaffenheit von Rand und Mitte des aus dem Magma entstandenen Tiefengesteinskörpers bemerkbar (Randfazies). Neben der magmatischen D. unterscheidet man eine metamorphe D., die in erster Annäherung als Umkehrung des magmatischen Ablaufs bezeichnet werden kann. Dabei werden aus festem Gestein unter erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur zuerst die Quarzbestandteile mobilisiert und auf Klüften und Spalten wieder abgesetzt. Bei größerer Intensität der Metamorphose wird auch Alkalifeldspatsubstanz aus festem Gestein umlagert, zunächst aus Lösungen (Metablastese), dann aus pegmatitähnlichen Schmelzen (Metatexis). Schließlich werden auch die dunklen Bestandteile wie Biotit und Hornblende aufgeschmolzen (Diatexis). Das dadurch entstehende palingene Magma unterliegt dann wiederum der normalen D. (s. a. -> B O W E N ) Differenzkalorimetrie, dynamische (DDK) — ein von H. E. S C H W I E T E und G. Z I E G L E R nach einem Vorschlag von B O E R S M A eingeführtes Meßverfahren, das wie die Differential-Thermo-Analyse ein thermisch-analytisches Verfahren darstellt und

161

die Methoden der Thermischen Analyse zur Grundlage hat. Die während einer Reaktion auftretenden thermischen Effekte werden nach dem Differenzprinzip gemessen. Der wesentlichste apparative Unterschied zur DTA besteht in der Anordnung der Thermoelemente zur Messung der Differenztemperatur & und der Probentemperatur T. Die Temperaturmessung wird nicht wie bei der DTA im Probenzentrum, sondern an metallischen Hilfskörpern vorgenommen, über die der Gesamtwärmebedarf der Proben geführt werden muß. Das Differenzthermoelement registriert also stets Temperaturunterschiede der Gesamtwärmeinhalte der Systeme: metallischer Becher + Substanz. Während eines Reaktionsvorganges kann die auftretende Temperaturdifferenz zwischen Probeund Vergleichskörper einem zusätzlich ausgelösten Wärmestrom proportional gesetzt werden, sofern nur die Kapazität des umgebenden Ofensystems (Wärmebades) hinreichend groß ist. Damit wird die zur energetisch-dynamischen Erfassung eines Reaktionsvorganges notwendige Messung des Wärmeflusses zurückgeführt auf eine Temperaturdifferenzmessung. Die DDK-Anordnung hat gegenüber der DTA-Anordnung folgende Vorteile: a) Die Lage der Thermoelemente bleibt über eine längere Zeit konstant. b) Die Thermoelemente brechen seltener, da sie nicht mit der Probesubstanz in dauerndem Kontakt sind. Dadurch werden eine Versprödung durch Aufkohlung sowie eine EMK-ÄnAevung durch Fremdelementeinwirkung (Fe, Si, C) weitgehend vermieden. c) Im Gegensatz zur DTA werden Änderungen des Volumens und der spez. Wärme der Probesubstanz nicht als Effekt erfaßt. d) Bei Enthalpieänderungen der Probesubstanz ist die energetisch-dynamische Erfassung des Reaktionsvorganges einfacher als bei der DTA. Demgegenüber ist als Nachteil nur die Empfindlichkeitsverminderung bei der Messung der Differenztemperatur aufzuführen. In vielen Fällen kann dieser Nachteil jedoch durch eine höhere Verstärkung der Differenzthermospannung kompensiert werden. Llt.: SCHWIETE/ZIEGIEK: Ber. dt. keram. Ges. 35 (1958), 193. - BOERSMA: J . Amer. Ceram. Soc. 38 (1955), 281.

6

12 11

Hinz

3 : 1 sein (siehe Tafel -> Magmatite). Quarzdiorit enthält außerdem Quarz, wie der Banatit, ein Quarz-Augit-Diorit aus dem Bana-t, Granodiorit ist eine Übergangsform zu Granit. I m Granodiorit beträgt der Anorthitgehalt der Plagioklase nur weniger als 30%. Das Verhältnis Plagioklas zu Orthoklas ist auch hier in charakteristischer Weise > 3 : 1 . D. findet sich im Schwarzwald, Odenwald, Fichtelgebirge und im Harz (am Brocken in Randpartien granitischer Massive). Er wird poliert als Ornamentstein verwendet, auch als Pflasterstein und Schotter. Directhermom — Analysengerät zur Durchführung thermometrischer Analysen der F a . Magyar Optikal Muvek (MOM), Budapest.

(0221) (1-15-16-7) (1120) 7. I n Salzsäure und Ammoniak unter Abscheidung von Kieselgallerte löslich; beim Erwärmen Wasserverlust, die grüne Farbe ändert sich dabei nach braun bis grauschwarz; bis zur vollständigen Wasserabgabe bei etwa 973 K, die irreversibel ist, bleibt das Gitter praktisch erhalten. 8. auf Klüften in Dolomit, auf Calcitgängen; Chrysokoll; selten Verwendung als Schmuckstein. 9. X P D F 7-172: 0,2602O, 0,728 10 , 0,212„, 0,406,, 0,489 6 , 0,271,, 0,244 6 , 0,170 6 . IAt.: HEIDE/BOLL-DORNBERGER/THILO : Acta 1955), 425.

11*

Cryst.

8

Meßzelle des Analysenger&tcs

Die Meßzelle (s. Abb.) besteht aus einem Dewargefäß 1. Zur Aufnahme der Analysenlösnng dient ein in 1 untergebrachter Becher 2, der f ü r die Analyse silicatischer Materialien vorteilhafterweise aus Kunststoff sein kann, da in diesen Fällen.

164

Direktbindung

zumeist flußsäurehaltige Aufschlußlösungen verwendet werden. Die in die Prüflösung eintauchenden Teile, nämlich Thermistor 3 (abgeleitet von thermal sensitive resistor), Tauchpipetten mit Reagenzlösung 4, Magnetrührstab 5 und Heizkörper 7 sind außen ebenfalls mit einem flußsäurebeständigen Kunststoffüberzug versehen. Um eine Temperaturbeeinflussung des Systems von außerhalb auf ein Minimum zu reduzieren, wird das Reaktionsgefäß mit einer Deckplatte 6 verschlossen. Eine geringe Verdunstung der Prüflösung aus der Meßzelle ist aber nicht ganz auszuT schließen. Die dadurch bewirkte Abkühlung im Meßsystem kann durch einen regelbaren Heizkörper 7, der mit der Spitze in die Analysenlösung eintaucht, kompensiert werden (Nullabgleich). Als Temperaturfühler dient bei der Messung der Thermistor 3; dies ist ein temperaturabhängiger Widerstand aus Halbleitermaterialien, der mit verschiedenen Shunt-Potentiometern in einer WHEATSTONEschen Brückenschaltung angeordnet ist. Nach Abgleich der Meßbrücke bewirkt eine Temperat'uränderung im Reaktionsgefäß einen Stromfluß, der von einem Galvanometer angezeigt wird. Die Galvanometerempfindlichkeit kann in bestimmten Bereichen, aber auch stufenlos geregelt werden. Dies ermöglicht, das Gerät für eine Direktanzeige des Konzentrationswertes innerhalb bestimmter Konzentrationsbereiche der zu analysierenden Komponente zu justieren. ' Zur Analyse sind 1--10 g des silicatischen Materials unter genauer Einhaltung bestimmter Vorschriften zu lösen, da bei einer thermometrischen Endpunktanzeige des Verfahrens alle Zusätzlichen Wärmeeffekte, 'die beim Vermischen durch Verdünnung, Dissoziation, Hydratation o. a. auftreten, entweder bei der Eineichung mit eingehen oder durch entsprechende Festlegung der Konzentrationsverhältnisse zwischen Analysenlösung und Reagenzlösungen kompensiert werden müssen. Nach Überführen der Aufschlußlösung — meistens 200 ml —' in den Kunststoffbecher des Analysengerätes und' Füllen der Tauchpipetten mit der vorgeschriebenen Reagenzenmenge, werden Pipetten, Heizkörper und Thermistor in die Probelösung eingetaucht und das Reaktionsgefäß mit der Deckplatte verschlossen. Bei konstanter Rührgeschwindigkeit ist der Temperaturausgleich zwi? sehen Analysen- und Reagenzlösungen (i? 5 min) im Meßsystem abzuwarten, ehe eine Refigenzlösung nach Kompensation der W [ H E A T 8 T O N E schen Brücke pneumatisch zur jeweiligen Bestimm mung in die Analysenlösung gedrückt wird. Die nun durch den Reaktionsablauf eintretende Erwärmung des Systems wird am, Galvanometqrausschlag verfolgt und ausgewertet. Hierbei sind von 0,25--10 K/1000 Skalenteile verschiedene Empfindlichkeitsbereiche wählbar. Direktbindung — Bezeichnung für im direkten Kontakt stehende Kristalle von Periklas und/oder -»• Chromspinell in Feuerfesterzeugnissen mit hohem Ctehalt an, MgO und/oder Cr 2 0 3 , Der Amteil an D. läßt sich berechnen n a c h

Dt, = Direktbindung, S = mittlere Länge gemeinsamer Sehnen, D = mittlerer Korndurchmesser.

Die D. gewann große Bedeutung mit der Entwicklung neuer hochreiner Erzeugnisse, z. B. -*• Periklasstein, -> Periklas-Spinell-Stein, Simultansinter. Die Bildung einer ausreichenden D. erfolgt bei einer Brenntemperatur von 1825 --2075 K. Dabei kommt es zur Kristallisation von Periklas und/ oder Spinell aus der geschmolzenen silicatischen Restphase sowie zur Ausscheidung von ->• Sekundärspinell aus der festen Lösung von MgO —Cr 2 0 3 . Der Si0 2 -Gehalt soll unter 2% liegen. Da von der Art und Intensität der Bindung die Qualität derartiger Erzeugnisse abhängt, dient D. auch als Qualitätsmerkmal. Feuerfesterzeugnisse mit hohem Anteil an D. werden als direkt gebundene Erzeugnisse (direct bonded bricks) bezeichnet. Gegenüber chemisch gebundenen Erzeugnissen besitzen sie eine höhere Heißbiegefestigkeit, einen erhöhten Widerstand gegen Schlackenangriff mit verringertem —> Bursting, eine höhere Volumenstabilität und niedrigere Porosität. Einführung der direkt gebundenen PeriklasSpinellsteine seit 1962 zuerst in Großbritannien. Anwendung vor allem in Elektrostahl- und SMÖfen. La.: LAMING: Tonind. Ztg. 91 (1967), 294-299. - JACKSON/FORD: Trans. Brit. Ceram. Soc. 65 (1966), 19-39. R Ö H N : Dissertation, Freiberg 1965.

Direkt-Emaillierung, Einschicht-Direkt-Emaillierung — Verfahren zur Emaillierung von Stahlblech ohne Grundemail. Bei der D. wird das —> Deckemail direkt auf die Blechunterlage aufgeschmolzen. Die zur Erreichung einer ausreichenden Haftung erforderlichen -»• Haftmittel werden hierbei mechanisch oder galvanisch (z. B. Tauchvernickelung) auf das Blech aufgetragen. Für die Qualität einer derartigen Emaillierung sind drei Faktoren von entscheidender Bedeutung: 1. E m a i l : Die für die D. zur Anwendung kommenden Direktemails sind in der Regel —>- Titanemails. 2. B l e c h : Zur Zeit werden zur D. in der Hauptsache Spezialbleche herangezogen, die entweder einen extrem niedrigen Kohlenstoffgehalt aufweisen (z. B. „Siegemail") oder in denen der Kohlenstoff in gebundener Form als Titancarbid (z. B. „Titamel") vorliegt. Die D. auf normalen kohlenstoffhaltigen Emaillierblechen wird zur Zeit in wenigen Fällen industriell genutzt (z. B. Flexosmaltverfahren), da die Qualität des Fertigproduktes nicht allen Ansprüchen genügt. 3. B l e c h v o r b e h a n d l u n g : Wichtigste Voraussetzung für eine D. ist die sorgfältige Vorbehandlung der Bleche. Die Vorschläge hierzu sind sehr zahlreich, enthalten abefi im wesentlichen folgende Arbeitsgänge: Mehrfache Entfettung, mehrfache Spülung, Beize, Aufbringen des Haftmittels, Spülung und Trocknung. Die Vorteile der D. gegenüber den konventionellen Emaillierverfahren liegen in der wesentlich höheren Qualität der Fertigprodukte. Insbesondere werden glattere Oberflächen und sehr gute Schlagfestigkeiten erreicht.

Dispersitätsgrad Dispersion — 1. in der Chemie: Verteilung eines Stoffes in einem anderen, wobei sowohl der zerteilte Stoff (disperse Phase) als auch der unzerteilte Stoff (Dispersionsmittel) fest, flüssig oder gasförmig sein können: Feste in flüssiger Phase = Suspension Unlösliche flüssige in einer anderen flüssigen Phase = Emulsion Gas in flüssiger oder fester Phase = Schaum Flüssige in gasförmiger Phase = Nebel (Die beiden letztgenannten werden als Stoffe —* Aerosole genannt.) 2. in der Optik: allg. die Abhängigkeit einer physikalischen E i g e n s c h a f t von der Meßi'requenz bzw. Wellenlänge bei ihrer B e s t i m m u n g aus einer Reaktion auf harmonische Störungen. I. bes. die Veränderlichkeit des Brechungsindex n eines durchsichtigen Stoffes m i t der Lichtwellenlänge "A. F ü r farblose Stoffe (Kristalle, Gläser) n i m m t im sichtb a r e n Spektralbereich die Brechzahl stets m i t abn e h m e n d e r Wellenlänge bis zur ersten UV-Absorptionsstelle zu, d. h. es ist ^ < 0 (normale D.). dA I n Gebieten s t a r k e r selektiver Absorption, deren es stets mehrere über den gesamten Spektralbereich verteilt gibt, ä n d e r t sich die Brechzahl in entgegengesetzter Weise, d. h. es ist -j? > 0 (anomale d l D.). I n der schematischen Darstellung des Brechzahlverlaufes m i t der Wellenlänge sind drei Absorptionsstellen unterschiedlicher S t ä r k e (schraffierte Gebiete) a n g e n o m m e n worden. Bei sehr kleinen Wellenlängen n ä h e r t sich die Brechzahl jedes Stoffes dem W e r t n — 1. Die absolute H ö h e der P l a t e a u s zwischen den Absorptionsstellen steigt m i t z u n e h m e n d e r Wellenlänge an bis zu dem durch die MAXWELLsche Beziehung gegebenen Grenzwert n = f s (e = Dielektrizitätskonstante). Die beiden f ü r die D . optischer Gläser im sichtb a r e n Spektralbereich maßgeblichen Resonanzstellen (s. Abb.) liegen im Ultravioletten (UV) u n d I n f r a r o t e n (IR). I h r e Lagen entsprechen den Eigenfrequenzen v o n E l e k t r o n e n bzw. Ionen.

0,13 u n d 0,27 ¡im, XT entspricht bei Silicätgläsern der S i 0 2 - B a n d e bei e t w a 9 |xm. Als I n t e r p o l a t i o n s f o r m e l insbesondere f ü r optische Gläser liefert die dreikonstantige H A R T M A N N sche Dispersionsformel brauchbare W e r t e :

n = Brechzahl f ü r die Wellenlänge A, n0, c 0 , A0 = K o n s t a n t e n . I h r Gebrauch wird d u r c h Tabellen bzw. Dispersionsnetzpapier erleichtert. Dispersion (von Schmucksteinen) — die bei verschiedenen Edelsteinen (bes. bei Zirkon u n d Diam a n t ) als „ F e u e r " bezeichneten u n d auf d e m Farbzerstreuungsvermögen (Dispersion) beruhenden Eigenschaften. Die D . ist m e h r oder weniger s t a r k bei allen durchsichtigen festen u n d flüssigen Stoffen zu b e o b a c h t e n . J e s t ä r k e r die Dispersion ist, u m so „ f a r b i g e r " bzw. „ f e u r i g e r " erscheint das b e t r e f f e n d e Material. Die Dispersion wird b e s t i m m t durch d a s Verhältnis ^ i , wobei F der Brechungsindex -T — C f ü r blaues, C der f ü r rotes u n d D der f ü r gelbes Licht ist (-> ABBE-Zahl). Dispersionawerte verschiedener Schmuck- und Edelsteine Dispersionswert

Mineral

Dispersionswert

Mineral

Demantoid Titanit Diamant

0,057 0,051 0,044

11 yzint h Epidot Hessonit Pyrop Almandin Benitoit Chrysolith Skapolith Spinell Rubin, Saphir Spodumen Turmalin

0,038 0,028 0,028 0,027 0,024 0,022 0,020 0,020 0,020 0,018 0,017 0,017

0,016 Diopsid 0,015 Axinit Alexandrit \ 0,015 Chrysoberyll / Smaragd \ 0,014 Aquamarin J 0,014 Dioptas 0,014 Cordierit Andalusit 0,013 Euklas 0,013 Amethyst, Citrin 'I Bergkristall !• 0,013 Rauchquarz 0,012 Mondstein 0,010 Flußspat

Dispersionskolloide

Gewöhnlich wird die (nicht meßbare) Wellenlänge der kurzwelligeren UV-Resonanzstelle (Grundgitterabsorption) vernachlässigt, u n d f ü r die Charakterisierung optischer Gläser dienen die Wellenlängen Xv u n d A„ liegt rechnerisch f ü r optische Gläser zwischen

165

)

Kolloide

Dispersitätsgrad — Grad der Zerteilung einer dispersen P h a s e in einem Dispersionsmedium. J e n a c h d e m D. unterscheidet m a n molekulare, kolloiddisperse u n d grobdisperse Verteilungen. H a b e n die dispergierten Teilchen alle gleiche Größe, spricht m a n von homodispersen Verteilungen. Dispersionen m i t Teilchen ungleicher Größe sind poly- oder heterodispers. E r z e u g t m a n den Zerteilungsgrad disperser Teilchen d u r c h Bruchvorgänge, z. B. Mahlen, erhält m a n stets heterodisperse Systeme. D u r c h K o n d e n s a t i o n s v e r f a h r e n z. B. dem der hydrolytischen Gewinnung von O x i d h y d r a t e n oder d u r c h Polymerisationsprozesse bei der Herstellung von Latices k a n n m a n u n t e r b e s t i m m t e n Versuchsbedingungen homodisperse Systeme erhalten,. Biologische Dispersionen, wie Blutzellen, sind in der Regel homodispers. D e r D . ist f ü r die Eigensch a f t e n u n d Verarbeitung von Dispersionen von großer Bedeutung, z. B.

166

Distanzstein

f ü r die Herstellung disperser Festkörper (-ä- Kolloide), von Bild- und Datenaufzeichnungsmaterialien, von -*• Pigmenten. Auch die chemische Reaktivität wird durch den Dispersitätsgrad in starkem Maße beeinflußt, weil der Energieinhalt kleiner Teilchen mit abnehmender Größe stark anwächst. Distanzstein »- Gitterstein, der dann verwendet wird, wenn zwischen der Wand der Regeneratorkammer (-s- Regenerator) und der Gitterung ein direkter K o n t a k t unbedingt vermieden werden muß. D. werden dann als der äußerste Stein einer Gitterlage so eingebaut, daß sie über die Gitterung hinausragen und an die Kammerwand anstoßen. Sie werden je nach Höhe und/oder Größe der Kammer in jeder 3. bis 5. Lage vorgesehen. Verschiedentlich werden als D. -> Rechtecksteine verwendet, die 50 m m länger sind als das in der entsprechenden Gitterlage verwendete -> Steinformat. Vielfach werden D. aus einem feuerfesten Erzeugnis gefertigt, das mit dem Material der Gitterung und der Kammerwand nicht reagiert und somit als neutrale Schicht zur Unterbindung von Kontaktreaktionen dient. Disthen - Syn. f ü r -> Cyanit AH61AH6J[0/Si04~]. Dixenit 1. Mn 6 As 2 '+[0 6 /Si0 4 ]-H 2 0. 2. Trigonal-rhomboedrisch; C | ( — R 3 ; «„ = 0,822, C0 = 3,744; c 0 /o u = 4,555; aTh = 1,336 a = 35°48'; Z = 3; D. ist zur Familie der Nesosubsilicate zu rechnen, wobei die strukturellen Verhältnisse z. Z. noch nicht geklärt sind; Genauere analytische Arbeiten lassen vermuten, daß diadoche Ersetzungen im Sinne der Formel (Mn, Fe, Cu) 15 As!+(OH),[(Si, P, As 5 + )0 4 ] 3 0 l 3 vor sich gehen. 3. Pyramidal oder dünnblättrig, auch radiale oder kugelige Anordnungen; Hauptformen (trigonale Aufstellung): {0001}, {10l0}, {1012}. 4. HM = 3• --4; D = 4,2; # glimmerartig nach (0001); F = meist blutrot, auch schwarz; G = fett- oder metallglänzend. 5. n 0 = 1,96; optisch positiv. 7. Löslich in HCl unter Kieselsäureabscheidung. 8. I n Serpentinen, Dolomiten und Skarnen; Begleiter sind Haematit, Schwerspat, Calcit, Tilasit. 9 . JOHANNSON/WICKMANN: 0 , 2 9 1 6 , 0 , 4 1 0 4 , 0 , 2 9 5 4 , 0,2834, 0,1554, 0,3903, 0,3423, 0,3313. IM.: JOHANNSON/WlCKMANN: Geol. Foren. Förh. 72 (1950), 64.

Doghouse-Eckstein — Syn. f ü r ->- Vorbaukantenstein und gleichbedeutend mit -»• Bassineckstein verwendete Bezeichnung f ü r einen -> (Glas)wannenstein (-> Seitenstein), der zur Zustellung der K a n t e zwischen Bassin der -»• Schmelzwanne und dem -> Einlegevorbau verwendet wird. Obwohl durch den Begriff D. der Verwendungszweck eindeutig definiert ist, sollte er einheitlich durch die Bezeichnung Bassineckstein ersetzt werden, da primäres Bauteil das Wannenbassin ist und diese Steine, f ü r die auch spezielle -»• Steinformate entwickelt wurden, an anderen K a n t e n des Bassins eingebaut werden können.

Dolerite -s- Basalte Dolomit 1. CaMg(C0 3 ) 2 . 2. Trigonal-rhomboedrisch; Cl~S3; a0 = 0,4810 c„ = 1,604; aTh = 0,619 « = 102°50'; Z = 2; arH = 0,601 » ' = 47°30'; Z = 1. 3. Meist allein {1011}, andere Formen sehr selten, vielfach sattelförmig verbogene Kristalle; Zwilllinge nach (0221), häufig lamellar; gewöhnlich körnig und porös oder plattig ausgebildet. 4. HM = 3,5--4; D = 2,85---2,95; # sehr gut nach {10ll}, Translation nach (0001); F = farblos, meist jedoch weiß, grau, gelb, grün, gefärbt; O = Glasglanz; Br. = muschelig. 5. na = 1,679 n, = 1,502; A = 0,177 ( + ), (Fehaltig bis zu na = 1,698» £ = l , 5 1 3 ; d = 0,185). 6. Zerfällt zwischen 773 und 1273 K stufenweise über CaC0 3 + MgO + C0 2 in CaO + MgO + C0 2 . 7. Schwer löslich in kalten Säuren, leicht löslich in heißen Säuren; durch Aufnahme von Fe 2 + und Mn2+ lückenlose Mischkristallreihe mit Ankerit. 8. Hauptsächlich in sekundären Karbonatschichten und als metasomatische Verdrängung von Kalkstein bzw. —>• Calcit; weiter auf hydrothermalen Ganglagerstätten gemeinsam mit -s- Quarz, -> Magnesit, Calcit, sulfidischen Mineralen usw., als primäre Ausscheidung aus salzhaltigen Wässern gemeinsam mit Gips, -»• Anhydrit und Alkalisalzen; weitverbreitet und vielfach gesteinsbildend, sehr häufig in Verbindung mit Kalkstein (Calcit) und/oder Magnesit; Lagerstätten finden sich weltweit in nahezu allen geologischen Formationen in mehr oder weniger abbauwürdigen Mengen, da an D. vielfach hohe Anforderungen bezüglich chemischer Reinheit gestellt werden; so z. B. im Präkambrium und Perm in der SU, im Zechstein in der D D R , im Devon in der B R D , im Devon und Trias in der VR Polen, als körniger Dolomitmarmor aus Triasdolomit in Österreich und Italien und in anderen Ländern in verschiedenen Formationen; findet Verwendung zur Herstellung von -»• Sinterdolomit (vgl. —> Feuerfesterzeugnisse), in der Baustoffindustrie, der chemischen Industrie (z. B. zur MgGewinnung), im Straßenbau, zur Gewinnung von MgO aus dem Meerwasser, in der Glasindustrie, in der Wasserwirtschaft (-> Dekarbolith) usw. 9. X P D F 11-78 : 0,289 10 , 0,219,, 0,179 3 , 0,180„, 0,202 2 , 0,139 2 , 0,267!, 0,241!. Dolomitglasur — Abart vorwiegend der Porzellanglasur, bei welcher Erdalkali im wesentlichen durch Dolomit (MgC0 3 • CaC0 3 ) eingeführt wird. Typische SBGER-Formel f ü r D.: CaO MgO Alkali

0,4 •••0,5 0,2---0,4 « 0,2

Dolomitkalk

Al s O s 0,5 - 0,8

SiO,5- - 8 .

Luftkalke

Doppeldeckenwanne Glasschmelzwannenofen mit einer der Hauptglasströmung entgegengerichteten und in ein eingebautes Zwischengewölbe umschlagenden Flamme. Die Beheizung der

Douglas Wanne erfolgt rekuperativ (Gas oder Öl). Es handelt sieh um einhäusige, in besonderen Fällen auch zweihäusige Wannen mit einem erhöhten Breiten zu Längen Verhältnis (3:1 bis 4,5:1). Die Schmelz- und Abstehwanne sind durch einen — Durchlaß verbunden. Es wird zwischen mittelgroßen (12,7---25 m 2 ) und den Klein- und Kleinstwannen (3- --6,4 m 2 ) unterschieden. Kleinstwannen werden insbes. f ü r das Karbglasschmelzen verwendet, da sie bedeutend wirtschaftlicher als -»• Hafenöfen sind. Mit D. wird eine gute Ausnutzung der zugeführten Wärme erreicht, das Gemenge länger in der Schmelzzone gehalten und besser durchgeschmolzen. Doppelganzwölber — -> Wölbsteine, deren Länge l, d. h. die Breite des mit diesem -> Formstein gebildeten Gewölbebogens, das Doppelte des -> Ganzgewölbes beträgt. Das Verhältnis b l :b ist f ü r ausgewählte Gewölbebögen mit unterschiedlichem Radius gewählt, wobei durch geeignete Kombination der verschiedenen D.-Formate weitere Gewölbebögen gebildet werden können. Wie alle Wölbsteine sind D. in ihren Abmessungen standardisiert.

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9

O Oberfläche

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Doppelschickt

167

© 0

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keit

Ausbildung einer elektrischen Doppelschicht

ihrer Kationenbelegung. Unter den Tonmineralen haben Montmorillonite die größten Mizellen und die stärkste Wasserbindung. Die Eigenschaften werden wesentlich durch Art und Stärke der Kationenbelegung bestimmt (Na-, Ca- und HMontmorillonite). Die e. D. bedingt den Abstand benachbarter Teilchen; wird §ie zu schmal, kann es zu Agglomerationen kommen, oder beim bildsamen Fließen geht das Gleiten in eine feste H a f t u n g über. Dosieren — geregelte Zuteilung der Versatzkomponenten bzw. Steuerung der Stoffflüsse f ü r die Herstellung eines Gemenges (Glas), einer Masse (Keramik), eines Rohmehls (Zement) u. a. entsprechend einem gegebenen Rezept. D. ist nach Volumen und nach Masse, kontinuierlich und periodisch möglich. Massedosierung kontinuierlich periodisch

Volumendosierung

Bandwaagen - * Beschicker Gattierungswaagen Hohlgefäße

Die Massedosierung ist genauer als die Volumendosierung, bei der durch Schwankungen in der Schüttdichte Abweichungen in der Zusammensetzung auftreten können. / = ¿50 mm h - 250mm Doppelnormalstein — ein durch Standardfestlegungen auf den Normalstein zurückführbares Format feuerfester Erzeugnisse, f ü r das sich im deutschsprachigen R a u m die Maße 250 mm X 250 m m X 65 m m durchgesetzt haben. Doppelringofen

Ringofen

Doppelschictat, elektrische — Ausbildung einer Oberflächenladung an festen kolloiden Teilchen in einem Sol (Mizellen) durch adsorbierte bzw. orientierte Ionen und/oder Dipole, die durch eine entgegengesetzt gleiche Ladung in der Lösung kompensiert ist, wobei sich letztere auf zwei Schichten verteilt, von denen sich die eine in unmittelbarer Nähe am Festkörperteilchen befindet, die andere sich diffus in der Lösung ausbreitet. Die Grenzlinie beider ist durch das ^-Potential charakterisiert. Beispiele für eine e. D. bilden die Mizellen der Tonminerale und ihre Wasserbildung auf Grund

Dosimetergläser > Gläser zur Dosimetrie (Dosismessung) ionisierender Strahlung. Als D. finden Radiophotolumineszenz(RPL-) Gläser und Festkörperspurdetektor(FKSD-) Gläser, letztere speziell f ü r die Neutronendosimetrie, Verwendung. Das Prinzip der Dosismessung mit D. beruht auf einem — möglichst linearen — Zusammenhang zwischen eingestrahlter Dosis und einer Meßgröße an den Gläsern (Lumineszenzintensität bei Ä P i - G l ä s e r n ; Spurdichte bei FKSD-Gläsem). Lit.: BECKER/SCHARMANN: Einführung in die Festkörperdosimetrie, Thiemig-Taschenbuchreihe, München 1975, Bd. 50.

Douglas, Ronald Walter — wurde am 28. März 1910 geboren. Er erhielt seine Ausbildung in der Latymer Oberschule in Hammersmith und am Sir Johns Cass College in London. 1932 wurde ihm der Grad eines „General Honours B. Sc." zuerkannt. 1927 t r a t er als „student-assistant" in die Forschungslaboratorien der General Electric Co. Ltd. ein. Nach Aufnahme in den wissenschaftlichen Stab (1932) und den Führungsstab (1947)

168

Drachenzähne

J ^ i l w »

w u r d e er 1953 z u m Forschungskoordinator ernannt. I n den General Electric Laboratorien beschäftigte sich D . m i t Messungen der physikalischen Eigenschaften des Glases u n d U n t e r s u c h u n g e n von Problemen, die sich aus der Verwendung von Gläsern f ü r K a t o d e n s t r a h l r ö h r e n ergeben. Zur Anwendung dieser Entwicklungen f ü r R a d a r w ä h r e n d des zweiten Weltkrieges w u r d e n von D. Forschungsg r u p p e n eingesetzt, die die Produktionsentwicklung b e t r i e b e n ; a u ß e r d e m wurde von ihm eine Kleinfertigung a u f r e c h t e r h a l t e n , bis die F a b r i k e n die P r o d u k t i o n ü b e r n e h m e n k o n n t e n . N a c h dem zweiten Weltkrieg richtete er die Forschung auf allgemeine P r o b l e m e der physikalischen Grundlagenforschung aus, die die P h y s i k des Glases u n d die E i g e n s c h a f t e n von Halbleitern m i t einschloß. 1951 ü b e r n a h m er die Kontrolle der Glasforschung u n d der Laborentwicklung in d e n L a b o r a t o r i e n ; im folgenden J a h r e gab er — ausgelöst durch das W a c h s t u m der Halbleiterentwicklung — sein direktes Interesse von allen anderen Entwicklungen auf, u m eine Forschungsgruppe a u f z u b a u e n , die sich ganz der Grundlagenforschung auf dem Gebiet der Halbleiter widmete. Diese A r b e i t w u r d e 1953 noch erweitert, indem er zum Forschungskoordinator mit der Aufgabe b e t r a u t wurde, die Grundlagenforschung auf dem Gebiet der F e s t k ö r p e r p h y s i k zu beaufsichtigen u n d den K o n t a k t mit a n d e r e n Stellen, insbesondere den Universitätslaboratorien sicherzustellen. 1955 w u r d e ihm der Lehrstuhl f ü r Glastechnologie der Universität Sheffield ü b e r t r a g e n , wo er eine a k t i v e Schule der Forschung a u f b a u t e . Zu den b e a r b e i t e t e n T h e m e n k o m p l e x e n gehörten die elektrischen Eigenschaften des Glases, die Bildung homogener Glasschmelzen, die Rheologie des Glases, Wärmeübergangsprozesse, die Festigkeit des Glases, R e a k t i o n e n des Glases m i t Wasser, K e i m b i l d u n g u n d Kristallwachstum, Studien über Farbgläser u n d U n t e r s u c h u n g e n organischer Polvmerer. D . h a t über diese Gebiete in verschiedenen L ä n d e r n Gastvorlesungen gehalten u n d viele Arbeiten über die K o n s t i t u t i o n des Glases u n d über die P h y s i k von Halbleitern veröffentlicht. E r ist Mitglied des I n s t i t u t s f ü r P h y s i k , Mitglied des I n s t i t u t s f ü r K e r a m i k , Mitglied der Amerikanischen Keramischen Gesellschaft u n d E h r e n m i t glied der Gesellschaft f ü r Glastechnologie. Von 1960 --1962 war er P r ä s i d e n t der Britischen Rheologischen Gesellschaft. Weiterhin war er t ä t i g beim R a t u n d Forschungskomitee der „ B r i t i s h Glass I n d u s t r y Research Association"; er war ferner Mitglied des K o m i t e e s der Forschungsgem e i n s c h a f t f ü r E l e k t r o t e c h n i k u n d K u r a t o r der

British Ceramic Research Association. 1949 w u r d e D. E h r e n s e k r e t ä r der Gesellschaft f ü r Glastechnologie u n d 1956 E h r e n s e k r e t ä r u n d Herausgeber ihrer Zeitschrift. E r war P r ä s i d e n t der Gesellschaft von 1963 — 1965. D a s erste TuRNER-GedächtnisS y m p o s i u m 1966, das MELLOR-Gedächtnis-Symposium des I n s t i t u t s f ü r K e r a m i k u n d das W H I T T LE-Gedächtnis-Symposium des I n s t i t u t s f ü r Glasemails 1969 sind seiner I n i t i a t i v e zu v e r d a n k e n . Drachenzähne — Formgebungsfehler, die beim —> Strangpressen e n t s t e h e n k ö n n e n u n d sich darin ä u ß e r n , d a ß die K a n t e n des a u s t r e t e n d e n Stranges sägezahnförmig aufreißen (s. Abb.). Die U r s a c h e n f ü r diese Erscheinung liegen b e g r ü n d e t Schematische Darstellung von Drachenzähnen beim Strangpressen 1 — Mundstück, 2 — Austretender Strang (der Pfeil gibt die Austrittsrichtung an)

1. in der zu verpressenden Masse: D u r c h m a n g e l h a f t e Aufbereitung, ungenügende Mischung, E r m ü d u n g s - u n d Dilatanzerscheinungen h a t die Masse in verschiedenen Bereichen keine H o m o g e n i t ä t , u n d die einzelnen Massebezirke v e r h a l t e n sich gegenüber d e m P r e ß d r u c k unterschiedlich. 2. I n Fehlern a m M u n d s t ü c k : D a s M u n d s t ü c k ist strömungstechnisch u n g ü n s t i g g e b a u t , oder es h a b e n sich u n a u f b e r e i t e t e große Stücke in den Mundstücksecken festgesetzt. Abhilfe: Masse besser aufbereiten, besonders besser mischen. Zur - » Dilatanz neigende Massen m i t f e t t e r e n Tonen versetzen. Mundstückinnenseiten glätten u n d „ t o t e E c k e n " vermeiden. Drahtglas — durch Einwalzen von D r a h t n e t z e n bzw. -geweben hergestelltes, verhältnismäßig dikkes Flachglas, welches ebenfalls zu den ->

Prinzipskizze vom Drahtglaswalzprozeß 1 - Glasschmelze, 2 — Arbeitswanne des Schmelzaggregats, 3 — Überlaut der Arbeitswanne, 4 — einstellbarer Walzenabstand, 5 - Walzrolle unten, 0 - Traverse aus ff .-Material, 6 a - Spalt zur Drahtnetzeinführung, 7 - Abdeckung aus ff.Material, 8 - Drahtnetz, 9 — Führungsschienen für Drahtnetz. 10 - Walzrolle oben, 11 - Glasband, 12 - Gleitplatte, 13 Transportrollen, — Walzrichtung

Drehen Sicherheitsgläsern zu zählen ist, da die beim Bruch entstehenden Splitter durch die Drahteinlage festgehalten wird. E s wird blanker, möglichst rostfreier Stahldraht mit einer Dicke von etwa 0,5 m m verwendet, der völlig von der Glasmasse eingeschlossen und festen K o n t a k t mit dieser besitzen muß. Die H e r s t e l l u n g erfolgte anfänglich durch Walzen auf Gießtischen mittels beweglicher rotierender Walzen. Mit der Weiterentwicklung des Walzverfahrens (-> Kontinue-Verfahren) wurde auch die D.-Herstellung kontinuierlich gestaltet, indem das Drahtgewebe (meist aus vier- oder sechskantigen Maschen bestehend) vor den formgebenden Walzenrollen der Doppelwalzenmaschine von oben in die den Walzen vorgelagerte Glaswulst eingeführt wird (s. Abb.). Von der Anordn u n g der Führungsschienen, m i t denen das Drahtb a n d mit dem Glasband in K o n t a k t gebracht wird, h ä n g t weitgehend die Eintauchtiefe des Drahtnetzes in das Glasband ab. Die Walzenmaschine befindet sich unmittelbar am Auslauf der Arbeitswanne. Die Temperatur der Glasschmelzmasse liegt hierbei zwischen 1425 und 1475 K ; mit etwa 825 K gelangt das gewalzte Glasband in den sich anschließenden Rollenofen. Die Ziehgeschwindigkeiten betragen 4---5 m/min. V e r w e n d u n g : Hauptsächlich in Industrieb a u t e n und öffentlichen Gebäuden zum Verkleiden von Oberlichten, Lichtschächten usw. Drahtemail -> Schmuckemail Drahtornamentglas — mit Drahteinlage versehenes —> Ornamentglas bzw. —> Drahtglas mit einoder beiderseitiger Oberflächengestaltung. I m D. vereinigt sich das dekorative Aussehen des Ornamentglases mit der Schutzwirkung des Drahtglases. Einsatzgebiete: Balkonverkleidungen, Fenster, Türen, Trennwände, Wandverkleidungen u. a. m.

Drahtprofilglas — ein mit Stahldrähten versehenes - » Profilglas. Wie beim —> Drahtglas k a n n das eingewalzte Drahtgeflecht aus einem punktgeschweißten Netz, aus einem viereckigen Gewebe oder einem sechseckigen Geflecht bestehen. F ü r verschiedene P r o d u k t e sind A r t u n d Weise der Drahteinlage standardisiert. So werden beim UProfilglas bei einer Profilbreite von 250 m m 0 6 Drahteinlagen bei einer Profilbreite von 500 m m 8 Drahteinlagen gefordert. Als Drahteinlage ist Federstahldraht in der Nenngröße 0 , 4 5 - 0 , 6 3 m m der Klasse A oder B vorgeschrieben. Dränagerohre — unglasierte Tonrohre f ü r die Melioration von Böden. Die in 1---2 m Tiefe ver-

169

legten Rohre bilden ein Netz von Saugern, die das Bodenwasser aufnehmen u n d Sammlern, die das Wasser dem Dränauslauf zuleiten. Zur H e r s t e l l u n g eignen sich Tone, die weder zu f e t t noch zu mager sind. Häufig werden illitische Tone verwendet. Die Verfahrensschritte der Aufbereitung und Formgebung sind durch folgende Aggregate charakterisiert: Kastenbeschicker, Förderband, Kollergang (Schlitze 1 1 x 4 0 mm), Sammelteller, Differential-Feinwalzwerk, Doppelwellenmischer, Vakuumpresse. International h a t sich zur Erhöhung der Pressenleistung das gebündelte Auspressen von Rohren durchgesetzt. F ü r kleine Dimensionen werden bis zu 5 Rohre gleichzeitig ausgepreßt. E s werden auch mehrere Rohre ineinander gefertigt. Vom runden Querschnitt wird zugunsten des achteckigen abgegangen, der eine bessere Stabilität im Produktionsprozeß gewährleistet. Die verschiedenen Varianten des Bündelpressens ermöglichen wesentliche Produktionssteigerungen u n d ergeben bessere Mechanisierungsmöglichkeiten. Die Trocknung erfolgt in Kanal- und K a m m e r trocknern. Gebrannt wird in Tunnelöfen. Bei achteckigen Rohren entfällt der Hilfseinsatz, D. werden in Abmessungen wie folgt gefertigt: 50, 60, 80, 100, 125, 160 m m Durchmesser m i t 333 m m Länge und 200 m m Durchmesser m i t 666 m m Länge. Die zulässigen Toleranzen sind standardisiert. Von großer Bedeutung ist die Prüf u n g der Bruchlast f ü r Dränrohre. Folgende Bruchlasten sind gefordert:

Nennweite in mm 50 60 80

10

100 125 160 200

Dravit

Bruchlast in kN 7 8,5

12

14,5 17 20

Turmalin

Drehen — —> keramische Formgebung bei bildsamen Massen (Drehmassen). F ü r Drehmassen ist ein Feuchtegehalt von 19---28% erforderlich. Das D. k a n n auf der Drehscheibe ohne besondere Formgebungshilfsmittel (Freidrehen), der -s» Drehspindel u n t e r Verwendung von Gips- bzw. Kunststofformen, auf Drehmaschinen (-> Rollermaschinen) mit Hilfe einer Vollschablone u n d entsprechenden Gips- oder Kunststofformen oder auf - > Kopiermaschinen durch Abdrehen der lederharten Masse erfolgen. Bei der Formung durch D. mit der Drehspindel sind folgende Begriffe gebräuchlich: Einformen: Die Form ergibt die Außenseite u n d die Schablone die Innenseite des Formlings (Tassen, Schüsseln usw.) Uberformen: Die Form ergibt die Innenseite u n d die Schablone die Außenseite des Formlings (Flachgeschir, Teller, flache Schalen usw.) Eindrehen (Ausdrehen): Das Arbeiten mit einschwenkbaren (geteilten) Flachschablonen zum Ausdrehen von Artikeln, deren unterer D r m . größer ist als der obere. Das D. mit der Drehscheibe und der Drehspindel beschränkt sich immer mehr auf die Herstellung kunsthandwerklicher Gegenstände.

170

Drehform-Maschinen Glass Ltd. (Japan), Philips-Kolbenblasmaschine. S a u g s p e i s u n g : VEB Glasmaschinenbau Freital, Kutzscher/Kiel, Sloan, Westlake-Maschine, Putsch „AST" Drehofenstein -> Futterstein TZF-Drehofenstein Drehrohrofen, Drehofen — rotierendes Brennaggregat, bestehend aus einem unter geringem Winkel geneigten und sich um seine Längsachse drehenden zylindrischen Stahlmantel, der mit feuerfestem Material ausgemauert ist. Länge und Durchmesser werden vom Verfahren und Durchsatz des Brennaggregates bestimmt (-»• Zementindustrie). Über die Länge des Ofens ver! 1

i Oase 1: Drehrohrofen (schematisch) 1 - Materialaufgabe, 2 — Staubkammer, 3 - Laufring, 4 — Brenntrommel, 5 — Antrieb, 6 — Zahnrad, 7 — Ofenkopf, 8 - Laufrolle, 9 - Brenner, 10 - Kühler, 11 - Ventilatoren

Preidrehen von Keramik

Drehform-Maschinen, (Rotationablasmaschinen) — nach dem Blasverfahren arbeitende Glasformungsmaschinen mit rotierendem Formentisch sowie rotierenden Külbeln in der Fertigform. Maschinen dieser Gattung sind entweder speiserbeschickte oder solche des Saugblastyps. Bei den ersteren erfolgt ein Vorpressen des Tropfens zu einer sogenannten Platine, während bei den letzteren die Erstlingsform des Külbels durch das Ansaugen der Glasmasse entsteht. Die genannten Maschinen gelangen vorwiegend für große Produktionsauflagen dünnwandiger, nahtloser Glasartikel (z. B. Becher, Kolben usw.) zum Einsatz. In der Hauptsache sind folgende Modelle davon bekannt: T r o p f e n s p e i s u n g : Hartford-Empire 28 (Emhart Mfg. Co.), Olivotto (Italien), Nippon Electric

teilt sind die Laufringe angeordnet, auf denen der Ofen gelagert ist (s. 1.). Die beiden Enden des D. werden von der Staubkammer (oder -»• Rostvorwärmer, ->• Schachtvorwärmer) und dem Ofenkopf abgeschlossen. Durch den elektrischen — seltener hydraulischen — drehzahlregelbaren Antrieb wird der D. in eine Drehbewegung (etwa eine Umdrehung pro Minute) versetzt. Daraus ergibt sich eine Rollbewegung des Materials; das Brenngut wandert vom Ofeneinlauf zum Ofenauslauf. Die dem Gut entgegenströmenden heißen Gase heizen es bis zur Sintertemperatur auf. Die Kühlung erfolgt in einem dem Ofen nachgeschalteten Kühler (s. -> Kühltrommel, Rostkühler, Planetenkühler, Schachtkühler). Als Brennstoff können Kohlenstaub, Heizöl oder Gas verwendet werden. Für die Auswahl des Brennstoffes sind vorhandene Energieträger und Wärmekosten (M/kJ) entscheidend. Der D. wird relativ wenig in der Keramik — u. a. zum Brennen von Dolomit, zum Vorbrennen von Bariumferriten, als Trocknungsaggregat und zum Schmelzen von Fritten — verwendet. Das

Die größten Zementdrehrohröfen (Stand 1972) Firma

Dundee Cement Aaiborg. Porti. Cement Übe Ind. Übe Ind. Übe Ind. Chichibu Cement

Werk

Land

Verfahren

Abmessungen 1 in m

Geplante Leistung in t/d

Betriebsbeginn

0 in m Clarksville

USA

Naß-

7,62/6,40/6,91

232

3600

1966

Itordal Übe Übe Isa

Dänemark Japan Japan Japan

6,9/6,3 6,2 4,3/5,2 6,2

210 165 138 125

3000 3300 2000 5100

1971 1969 1969 1972

Kumagaya

Japan

NaßTrockenTrockenWärmetauscher Wärmetauscher

6,0

100

4300

1972

Dreiphasendreieck

171

vermeiden. Die Drehwanne 2 ist eine aus Feuerfestmaterial gemauerte, in einer Stahlkonstruktion ruhende Schüssel mit einem Innen-Dmr. von etwa 2,8 m und einer Badtiefe bis zu 250 mm. Sie wird von einem E-Motor 3 angetrieben und dreht sich entgegengesetzt dem Maschinenlauf. Beheizt wird die D. gesondert mit Gas oder ö l mittels unter dem Gewölbe angeordneter Brenner. Die Luft wird im Rekuperator 5 vorgewärmt. Das Glas läuft über eine Überlaufrinne 6 kontinuierlich aus dem Schmelzaggregat in die D. Der Zufluß ist durch einen Schamotteschieber regelbar. Drehzellenfilter -»- Vakuumdrehzellenfilter 2: Drehrohrofen (Ansicht)

Haupteinsatzgebiet des D. liegt in der Zementindustrie zum Brennen von -> Zementklinkern. Lü.: PEDKERT : Zement-Kalk-Gips 23 (1970), 293-296. ZIEGLER: Zement-Kalk-Gips 24 (1971), 543-553. - o. V . : Zement-Kalk-Gips 25 (1972), 310-311.

Drehscheibe ->• Töpferscheibe Drehspindel — elektrisch angetriebene Drehscheibe mit einer beweglichen Schablone zum teilmechanisierten -»• Drehen rotationssymmetrischer Formlinge. Beispielsweise lassen sich mit der D. Teller, Tassen, Schüsseln, Becher usw. aus Porzellan- oder Steingutmassen herstellen. Die D. läuft am unteren Ende in einem Spurlager und wird im oberen Drittel durch ein Halslager geführt. Am oberen Ende befindet sich eine Scheibe für die Aufnahme der Form. Durch einen Fußhebel kann die D. stillgesetzt werden. — Die Drehmasse wird über die Form gegeben und abgedreht. Drehtischpresse — kontinuierlich arbeitende Maschine zum Verpressen trockener Arbeitsmassen mit einem Feuchtegehalt von 5- -8%. In einem runden, sich ständig oder in Intervallen drehenden Tisch sind Formkästen eingelassen, die die einzelnen Stationen „Füllen", „Pressen" und „Ausheben" durchlaufen. Die Drücke liegen zwischen 15 und 50 MPa. Auf D. werden Fußbodenplatten, Wandplatten, Lochsteine, feuerfeste Erzeugnisse, Kalksandsteine, Betoftdachsteine u. a. m. gefertigt. Drehwanne — Einrichtung bei sauggespeisten Maschinen (1) (->• Saugspeisung), um Temperaturinhomogenitäten bei der Glasentnahme zu

Dreiphasendreieck — im Diagramm von Dreistoffsystemen: isothermes Dreieck, das aus den Verbindungslinien zwischen den darstellenden Punkten dreier ->• Phasen gebildet wird, die bei einem mono Varianten -»- Phasengleichgewicht koexistieren. .Nach 1. sind A und B die darstellenden Punkte von zwei Kristallphasen, die mit der Schmelze L (auf der ->• Feldergrenze fg gelegen) im Gleichgewicht stehen.

1: Dreiphasendreieck an kongruenter Feldergrenze 2: Dreiphasendreieck an inkongruenter Feldergrenze

Die Feldergrenze fg ist kongruent, da sie die -> Konjugationslinie AB schneidet. 2. stellt ein D. für eine inkongruente Feldergrenze dar. (Der Schnittpunkt liegt auf der Verlängerung der Konjugationslinie AB.) Aus diesen beiden Fällen ist' die Regel abzuleiten, daß diejenigen Seiten des D., die im darstellenden Punkt der Schmelze L zusammenlaufen, die Pfeilrichtung für die fallende Temperatur der Feldergrenze bzw. der -> Kristallisationsbahn angeben. Sind am Gleichgewicht Mischkristallphasen ( - » Mischkristalle) beteiligt, so ist zu beachten, daß sich deren Zusammensetzung während des Kristallisationsverlaufes ändert, die Lage der Punkte A und/oder B also ebenfalls einer Änderung unterliegt.

172

Dreistoffsysteme

Dreistoffsysteme — Systeme, die drei ->• Komponenten enthalten (daher auch: Dreikomponentenoder ternäre Systeme). In D. sind eine große Anzahl an (heterogenen) -> Phasengleichgewichten möglich, jedoch kann in Silicatsystemen der Druck i. allg. als konstant angesehen werden (-*• kondensierte Systeme), wodurch sich nach der Phasenregel die Zahl der Freiheiten (-> Freiheitsgrad) und somit auch der möglichen Phasengleichgewichte erniedrigt. Nach der Phasenregel für kondensierte D. (P + F — 4) müssen an einem invarianten Punkt (F — 0; P = 4) vier Phasen miteinander im Gleichgewicht stehen, während an einem monovarianten Gleichgewicht (F = 1; p = 3) drei und einem divarianten Gleichgewicht (F = 2; P — 2) zwei Phasen beteiligt sind. Bei einem tri Varianten Zustand (F = 3; P = 1) liegt nur eine Phase vor (homogenes Gleichgewicht). In nichtkondensierten D. (Phaseniegel: P + F = 5) sind an einem invarianten Punkt (F = 0; P = 5) fünf Phasen beteiligt, weshalb dieser als —> Quintupelpunkt bezeichnet wird. Die Gleichgewichte in kondensierten D. lassen sich in folgende Gruppen einteilen: 1. Invariante Gleichgewichte: a 4 kristalline Phasen (Kr); b 3 kristalline und 1 flüssige Phase (Fl); c 2 Kr + 2 Fl; d 1 Kr + 3 Fl. 2. Monova.riante Gleichgewichte: a 3 K r ; 6 2 K r + 1 Fl; c 1 K r + 2 Fl; d 3 Fl. 3. Divariante Gleichgewichte: a 2 K r ; b 1 K r + 1 Fl; c 2 Fl. Besondere Bedeutung besitzen jeweils die unter b angegebenen Gleichgewichte, da sie bei der Erstarrung von Schmelzen am häufigsten in Erscheinung treten. Gleichgewichten unter c und d begegnet man bei Auftreten von -> flüssiger Entmischung, wobei in Silicatsystemen Gleichgewichte unter d (Koexistenz dreier flüssiger Phasen) ohne Interesse sind, da sie bisher nicht beobachtet werden konnten. Gleichgewichte unter a stellen sich nur im festen Zustand ein, und zwar unter Beteiligung von Mischkristallphasen und bei Vorliegen von Polymorphie derselben. Bei mehreren der aufgeführten Gleichgewichtsarten können jeweils noch v e r s c h i e d e n e R e a k t i o n s t y p e n auftreten. Als wichtigste seien genannt : 1. bei den invarianten Gleichgewichten nach 1.6: A + B + C ^ Schmelze (kongruentes Gleichgewicht; ternärer eutektischer Punkt) A + Ii ^ C + Schmelze (einfaches inkongruentes Gleichgewicht; aufsteigender Gabelpunkt)

A ^ B + C + Schmelze (doppelt inkongruentes Gleichgewicht, absteigender -»• Gabelpunkt) 2. bei den monovarianten Gleichgewichten nach 2.6: A + B ^ Schmelze (kongruentes Gleichgewicht; kongruente -> Feldergrenze) A ^ B + Schmelze (inkongruentes Gleichgewicht; inkongruente -»- Feldergrenze). Während in -> Zweistoffsystemen nur eine Möglichkeit des inkongruenten Schmelzverhaltens besteht (—• Schmelzpunkt, inkongruenter; —> Übergangspunkt), ergeben sich in D. infolge der um 1 größeren Anzahl an Freiheiten also auch eine größere Anzahl an inkongruenten Schmelzvorgängen. Um D. darstellen zu können, benötigt man an sich vier Dimensionen: Temperatur, Druck und Konzentration für zwei Komponenten; die Konzentration der dritten Komponente ergibt sich aus der Differenz der Summe der beiden anderen Konzentrationen zu 100. Da vier Dimensionen nicht anschaulich darstellbar sind, und ohnedies in Silicatsystemen der Druck meist vernachlässigt werden kann, begnügt man sich mit der Darstellung kondensierter D. (-5- kondensierte Systeme) mit den Parametern Temperatur und zwei Konzentrationsangaben. Als Basisfläche des dreidimensionalen Diagramms wählt man ein Dreieckskoordinatennetz, das die Konzentration der Komponenten (Ma. oder St. in Prozent) wiedergibt; die Temperatur wird senkrecht zu diesem Netz aufgetragen. Als Dreieckskoordinatenetz dient meist ein gleichseitiges Dreieck, bei dem den drei Komponenten jeweils gleich lange Strecken zur Verfügung stehen (1. a). Mitunter (bei - » reziproken Systemen immer) wird ein gleichschenkligrechtwinkliges Dreieck benutzt, bei dem nur zwei Komponenten gleichlange Strecken entsprechen (1. b). Die Seiten der Dreiecke bzw. Prismen stellen Zweistoffsysteme dar, deren Komponenten durch die Eckpunkte des Dreiecks gegeben sind. Die Zusammensetzung eines ternären Gemisches im Basisdreieck ergibt sich durch Parallelverschiebung der Dreieckseiten bis zu dessen darstellendem Punkt. So liegt z. B. in Punkt P (1. a und b) die Zusammensetzung 50% A, 30% B und 20% C vor. Die Konzentrationen aller drei Komponenten können auch an einer einzigen Dreiecksseite abgelesen werden, wie aus den Abb. zu ersehen ist. Der besseren Übersicht halber verzichtet man gewöhnlich auf die Temperaturkoordinate (2.) und

60% 100

Darstellung der Konzentrationsverhältnisse i m Dreistoffsystem a ) gleichseitiges Dreieckskoordinatennetz h ) gleichschenklig-rechtwinkliges Dreieckskoordinatennetz

Dreistoffsysteme mit einer binären, inkongruent schmelzenden Verbindung

173

bei denen zwei der -> Komponenten eine Verbindung miteinander bilden, die unter Zersetzung schmilzt (->- inkongruenter Schmelzpunkt, vgl. auch Zweistoffsysteme mit einer inkongruent schmelzenden Verbindung). 1. und 2. stellen mögliche Fälle derartiger Systeme dar. Die ->

2: Projektion der Liquidusflächen auf das BaBisdreieck eines Dreistoffsystems

projiziert Linien gleicher Temperatur (-> Isothermen) auf das Basisdreieck. I n diesen Projektionen werden meist nur Liquidusgleichgewiehte (d. h. Gleichgewichte bei ->• Liquidustemperatur) dargestellt. Gleichgewichte ohne Beteiligung der flüssigen Phase lassen sich besser in Form von binären Schnitten (-»- Schnitt (Zustandsdiagramme)) veranschaulichen. Die graphischen Elemente der Basisprojektionen von Liquidusgleichgewichten sind folgende (vgl. 2.): 1. Flächen

(z. B . AEiEtE3).

Sie stellen die pri-

mären Ausscheidungsgebiete einer Kristallart (im Beispiel A) dar (—> Kristallisations- oder Ausscheidungsfelder, Ort der divarianten Gleichgewichte). 2. Kurvenzüge (z. B. E-JSt). Wo zwei Kristallisationsfelder zusammenstoßen, koexistieren zwei Kristallarten ( A und B) mit der Schmelze (-> Feldergrenzen, Ort der monovarianten Gleichgewichte). 3 . Treffpunkt

dreier

Kurven

bzw. dreier Flächen

(z. B. Et). Hier koexistieren drei Kristallarten (A, B und C) mit der Schmelze (—> eutektischer P u n k t , - s - Gabelpunkt, Ort der invarianten Gleichgewichte). Für diese Definitionen gelten einige Einschränkungen; s. ->• Feldergrenze und Gabelpunkt. Dreistoffsysteme mit einer binären, inkongruent schmelzenden Verbindung — -> Dreistoffsysteme,

Konjugationslinie CD teilt diese Diagramme jeweils in zwei pseudoternäre Systeme (-»• Pseudosysteme). Die Teildreiecke ACD und BGD sind also keine echten Dreistoffsysteme. Die Kurven UO bzw. UE't sind inkongruente —> Feldergrenzen. Wegen der Bedeutung der übrigen graphischen Elemente dieser Diagramme s. Dreistoffsysteme. Die Kristallisationsfolge ternärer Schmelzen aus den beiden abgebildeten Diagrammen ist der Tafel zu entnehmen. Als Beispiel sei das Gebiet DuE't in 2. betrachtet. Hier scheidet sich zuerst Kristallart A aus. Die geradlinige —> Kristallisationsbahn erreicht dann die Feldergrenze TJE't an welcher sich die bereits ausgeschiedene Kristallart A mit der Restschmelze unter Bildung von Kristallart D umsetzt. Bei völliger Gleichgewichtseinstellung wird A restlos resorbiert, die Kristallisationsbahn verläuft danach in gerader Richtung durch das Feld für D im Gebiet uME\, bis die Feldergrenze MEt erreicht ist. Diese Feldergrenze läuft die Kristallisationsbahn entlang, bis die Restschmelze die Zusammensetzung des eutektischen Punktes E\ besitzt. Hier kristallisiert die Restschmelze zu einem Gemisch von Z), C und A. Kristallart A, die vorher an der inkongruenten Feldergrenze TJE't völlig aufgezehrt worden

Kristallisationsfolge ternärer Schmelzen in Dreistoffsystemen mit einer inkongruent schmelzenden, binären Verbindung Gebiet1) im Diagramm nach 1 AEaur ruG ADr —

DrG —

DsG DUs —

sGEt VFnEa CuG CE,u

Kristallisationsfolge 2 )

— —

A DE't —

D uE't Dsu D Us uM E't »uM Et V E,E, s — —

Bndpunkt der Kristallisation r.

2 A,A + C,C+D(-A) A, A + C, C + D-A, C+D, C + D + B A,D(-A),D + C(-A) A,D(-A),D + C+ A A,D(-A),D + C-A,D + C,D + C + B A,D-A,D,D + C,D + C + A A,D-A, D,D + C,D + C + B A,D-A,D,D + B,D + B + C D,D + C,D + C+A D,D + C,D + C + B D,D + B,D + B + C C, C+A, C + D-A, C + D, C+D + B C,C + A,C + D(-A)

G Et G —

Et —

Et Et —

Et Et Et G

2.

_ —

Et —

K Et Et K Et Et — —

') In den nicht aufgeführten Flächen der Diagramme entspricht die Kristallisationsfolge derjenigen in —* Dreistoffsystemen mit Eutektikum. *) Positives Vorzeichen: Kristallart scheidet sich aus der Schmelze aus; negatives Vorzeichen: Kristallart wird während des Erstarrens resorbiert; negatives Vorzeichen in Klammern: Kristallart wird nur teilweise resorbiert.

174

Dreistoffsysteme mit einer binären, kongruent schmelzenden Verbindung

war, erscheint also bei Et ein zweites Mal (-> Rekurrenz). Bei unvollständiger Gleichgewichtseinstellung an der inkongruenten Feldergrenze UG bzw. UEt oder am Gabelpunkt G treten ähnliche Erscheinungen auf wie bei Dreistoffsystemen mit einer binären, kongruent schmelzenden Verbindung, 2. (s. a. —> Phasenungleichgewichte). Dreistoffsysteme mit einer binären, kongruent schmelzenden Verbindung — Dreistoffsysteme, in denen zwei der -»• Komponenten eine binäre, ohne Zersetzung schmelzende Verbindung miteinander bilden. Mischkristallbildung und -v Polymorphie treten nicht auf. (Vgl. auch ->• Zweistoffsysteme mit einer kongruent schmelzenden Verbindung.)

1 : Auftreten zweier ternärer Eutektika

2: Auftreten eines ternären Eutektikums und eines Gabelpunktes

1. und 2. stellen zwei mögliche Fälle derartiger Systeme dar. Die Konjugationslinie CD teilt in 1. das Diagramm in zwei Teildreistoffsysteme, wobei auf Punkt M die -> ALKEMADEsche Regel anzuwenden ist. In 2. sind die beiden Dreiecke

ACD und BCD dagegen pseudoternäre Systeme (Pseudosysteme). Wegen der Bedeutung der graphischen Elemente dieser Diagramme s. ~> Dreistoffsysteme. ->• Kristallisationsbahn und Kristallisationsfolge nach 1. entsprechen denjenigen, wie sie bei Dreistoffsystemen mit Eutektikum erläutert werden, mit dem Unterschied, daß sich vorliegendes Diagramm 1 aus zwei solchen Diagrammen zusammensetzt. Alle Schmelzgemische im Dreieck ACD beenden die Erstarrung in E't, diejenigen im Dreieck BCD in Et. Die K r i s t a l l i s a t i o n s f o l g e nach 2. ist der Tab. zu entnehmen. Zum Beispiel kristallisiert aus Schmelzgemischen im Gebiet urG zuerst Komponente A, bis die Kristallisationsbahn auf die Feldergrenze uG stößt. Von dort ab scheiden sich A und Verbindung D gemeinsam aus. Bei Erreichen des ->• Gabelpunktes G wird Verbindung A resorbiert unter Bildung von Kristallen C und D. Wenn keine A-Kristalle mehr vorhanden sind, kristallisieren D und C gemeinsam entlang der Feldergrenze OEt. Bei Et erfolgt schließlich e l e k tische Erstarrung von D, C und B. Bei unvollständiger Einstellung des Gleichgewichtes bei G bleibt etwas A bis zur gesamten Erstarrung des Gemisches erhalten; die Kristallisationsbahn ändert sich jedoch nicht (-> Phasenungleichgewichte). Die Endpunkte der Erstarrung in 2. entsprechen denen in 1.; an die Stelle von E't ist jedoch G zu setzen. Bei Ungleichgewicht in Punkt G endet die Kristallisationsbahn auch im Dreieck ACD in Punkt Et. Dreistoffsysteme mit einer ternären, inkongruent schmelzenden Verbindung > Dreistoffsysteme, in denen die drei ->• Komponenten eine ternäre Verbindung miteinander bilden, die unter Zersetzung schmilzt (-> Schmelzpunkt, inkongruenter). Die Abb. stellt einen möglichen Fall solcher Systeme dar. Die -»• Konjugationslinien AD, BD und CD teilen das Diagramm in drei pseudoternäre Systeme ein (-*- Pseudosysteme); die Konjugationslinien selbst sind pseudo-binäre Systeme. Die Kurve EtuG ist eine inkongruente -*• Feldergrenze. Wegen der Bedeutung der übrigen graphischen Elemente des Diagramms s. -*• Dreistoffsysteme. Die Kristallisationsfolge ternärer Schmelzgemische ist der Tafel zu entnehmen. Als Beispiel sei das Gebiet DM'G herausgegriffen. Dieses Gebiet liegt im -v Kristallisationsfeld der Komponente

Krietallisationßfolge ternärer Schmelzen in Dreistoffsystemen nach 2. (bei völliger Gleichgewichtseinstellung) Gebiet im Diagramm lt. 2

Kristallisationsfolge«)

Endpunkt der Erstarrung

Aru'E,

A,A + C,C+D(-A) A,A + D,D + C(-A) A.A + C, C+D-A, C+D, C+D + A,A + D, D + C-A, C+D, C+D + D,D + A,D + C (-A) D,D + A,D + C-A,D + C,D + C + D,D + C,D + C+B D, D + B, D + B + O B, B + D, B+D + C B,B + C,B + C + D C, C + B, C+B+D C, C+D, C+D + B C, C+A, C+D-A, C+D, C + D + C,C+A,C+D(-A)

G G Et Et G Et Et Et E, Et Et Et Et G

AEiur rGu' urG

EiDu

DuG DGEt DE,Et BE,Et BE,Et CE,Et CGE, Cu'G CE,u'

B B B

B

* ) Positives Vorzeichen: Kristallart kristallisiert aus der Schmelze; negatives Vorzeichen: Krietallart wird resorbiert; negatives Vorzeichen in Klammern: Kristallart wird nur teilweise resorbiert.

Dreistoffsysteme mit Eutektikum C

B, weshalb diese Kristallart zuerst auftritt. Die Kristallisationsbahn verläuft geradlinig in Richtung der inkongruenten Feldergrenze EtuG. Wenn diese erreicht ist, wird Kristallart ß resorbiert, wobei die Kristallisationsbahn ein Stück der inkongruenten Feldergrenze in Richtung auf 0 folgt. Dies geschieht solange, bis die verlängerte Gerade zwischen D und dem Punkt der Ausgangszusammensetzung die Feldergrenze EtuO schneidet. Dann läuft die Kristallisationsbahn geradlinig durch das Kristallisationsfeld von D (EtGE't), wobei sich nur 0 ausscheidet. Die weitere Erstarrung erfolgt wie in —> Dreistoffsystemen mit einem Eutektikum: Bei Erreichen der Feldergrenze GE\ gleichzeitige Abscheidung von D und C, in E't eutektische Erstarrung von D, C und A. Im Gebiet DuEt erfolgt am Schluß der Erstarrung ein abermaliges Auftreten der vorher resorbierten B-Kristalle (-> Rekurrenz, s. a. —> Dreistoffsysteme mit einer binären, inkongruent schmelzenden Verbindung). Nichteinstellung von Gleichgewichten (—>- Phasenungleichgewichte) ist bei silicatischen Systemen dieser Art eine oft auftretende Erscheinung. Sie führt zu einem von dem hier dargestellten Kristallisationsverhalten mehr oder weniger abweichenden Verlauf der Kristallistion.

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Dreistoffsysteme mit einer ternären, kongruent schmelzenden Verbindung > Dreistoffsysteme, in denen die drei ->• Komponenten eine ternäre Verbindung miteinander bilden, die ohne Zersetzung schmilzt. Die Abb. stellt den einfachsten Fall solcher D. dar. Die drei -> Konjugationslinien teilen das Diagramm in Teildreistoffsysteme ein, die alle drei als echte Dreistoffsysteme aufzufassen sind. Die drei Konjugationslinien wiederum sind echte -> Zweistoffsysteme, die Punkte M, M' und M" somit binäre Eutektika (-> A L K E M A D E s c h e Regel). Wegen der Bedeutung der graphischen Elemente dieses Diagramms s. -> Dreistoffsysteme. Die Kristallisationsfolge ternärer Schmelzen ist analog derjenigen wie in -> Dreistoffsystemen mit Eutektikum", wenn man sich das Diagramm aus drei solchen Systemen zusammengesetzt denkt. Auch hier können ähnliche Fälle auftreten, wie es in „Dreistoffsystemen mit einer binären, kongruent schmelzenden Verbindung" dargestellt ist (Auftreten eines -» Gabelpunktes.) c

Dreistoffsysteme mit Eutektikum > Dreistoffsysteme, in denen weder -> Mischkristalle, -> Polymorphie noch Verbindungsbildung auftreten. D. dieser Art stellen den einfachsten Fall von Dreistoffsystemen dar. Es treffen prinzipiell die gleichen Bedingungen zu wie in -> Zweistoffsystemen mit Eutektikum. Die Abb. gibt das Diagramm eines solchen Systems wieder. In diesem Diagramm besitzen

Kristallisationsfolge ternärer Schmelzen im Dreistoffsystem mit einer ternären, inkongruent schmelzenden Verbindung Gebiet 1 ) im Diagramm

Kristallisationsfolge')

Endpunkt der Kristallisation

BDE, DuEt Dtu DM'r BD« Bau'Ei DM'G DG» Gau' CE.W Cu'G GrE't ME'tru MuEt

B,D(-B),D +A +B B,D—B,D,D + A,D+A+B B,D-B,D,D+A,D+A +C B,D-B,D,D + C,D +C+A B,D(.-B),D + C(-B) B,B+C,C+D(-B) B,D-B,D,D + C,D + C + A B,D(-B),D + C-B, D + C, D + C + A B, B + C,D + C—B, D + C, D + C + A C,C + B,C+D(-B) C,C+B,C+D-B,C + D,C + D + A D,D + C,D + C + A D,D+A,D +A +C D,D + A,D + A+B

Et Et E't E't G G E\ E't E't G E't E't E't Et

*) In den nicht aufgeführten Flächen entspricht die Kristallisationsfolge derjenigen in —»• Dreistoffsystemen mit Eutektikum. ') Positives Vorzeichen: Kristallart scheidet sich aus der Schmelze aus; negatives Vorzeichen: Kristallart wird während des Erstarrens resorbiert; negatives Vorzeichen in Klammern: Kristallart wird nur teilweise resorbiert.

176

Dreistoffsysteme mit Existenzgrenzen einer binären oder temaren Verbindung

c

vgl. z. B. —> Zweistoffsysteme mit Existenzgrenzen einer binären Verbindung. Einige Erläuterungen bedarf hingegen der Fall., daß bei der Zersetzung der Verbindung eine ternäre Schmelze anwesend ist, die mit den anwesenden Kristallarten nicht in Reaktion tritt. Nach der Abb. zerfälllt die Verbindung AmBn beim Abkühlen (a) und beim Erhitzen (b) jeweils bei der Temperatur des Punktes T. Dabei vollzieht sich die Reaktion AmB„

Schmelztemperaturen. Sowohl auf den Dreieckseiten als auch innerhalb der —s- Kristallisationsfelder fällt die -»• Liquidustemperatur ab, ebenso auf den -»• Feldergrenzen von den binären Eutektika Ex, E2 und E% in Richtung auf das ternäre Eutektikum Et, welches somit die niedrigste Schmelztemperatur aller Gemische dieses Systems aufweist. Über die Bedeutung der einzelnen graphischen Elemente des Diagramms s. ->• Dreistoffsysteme. Die Kristallisationsbahnen verlaufen innerhalb der Kristallisationsfelder geradlinig von den Punkten A, B und C aus, bis sie auf eine Feldergrenze stoßen. Die Tab. gibt die Kristallisationsfolge für Schmelzen der einzelnen Zusammensetzungsgebiete an. Zum Beispiel scheidet sich im Bereich BE-Jüf zuerst die Kristallart B ab; bei Erreichen der Feldergrenze E2Et kristallisieren A und B gemeinsam, bis die Restschmelze die Zusammensetzung des ternären Eutektikums Et erreicht hat. Dann erstarrt dieselbe unter gleichzeitiger Kristallisation von G, A und ß. Das Massen- bzw. Molverhältnis der während der Erstarrung (oder des Aufschmelzens) vorliegenden Phasen läßt sich aus dem Zustandsdiagramm, ebenso wie bei komplizierteren Dreistoffsystemen, mit Hilfe der - » Hebelregel und der —> Schwerpunktregel bestimmen. Kristallisationsfolge ternärer Schmelzen im Dreistoffsystem mit Eutektikum Gebiet im Diagramm

Kristallisationsfolge

AS,Et AEiEt BE1Et BE,Et CEtEt CE,Et

A,A + C,A + C+B A,A+B,A + B+C B,B+A,B+A +C B,B+C,B + C+A C,C+B,C+B+A C,C+A,C+A+B

Dreistoffsysteme mit Existenzgrenzen einer binären oder ternären Verbindung — Dreistoffsysteme, in denen sich eine binäre oder ternäre Verbindung bei steigender oder fallender Temperatur zersetzt. Dieser Zerfall kann in verschiedener Weise eintreten: Die Verbindung kann unter Zersetzung schmelzen (Dreistoffsysteme mit einer binären oder ternären inkongruent schmelzenden Verbindung; s. dort), sie kann ohne Reaktion mit der Schmelze, jedoch in Anwesenheit einer solchen oder auch völlig in festem Zustand zerfallen und zwar nach höheren oder nach tieferen Temperaturen. Ohne Auswirkung auf das Schmelzdiagramm ist der Zerfall einer Verbindung in festem Zustand,

C

^ A +

B. C

Zerfall einer binären Verbindung im Dreistoffsystem bei sinkender ( a ) und bei steigender ( b ) Temperatur

Der Punkt T besitzt zwar eine Feldergrenzenkonfiguration wie ein aufsteigender (a) bzw. ein absteigender (b) -> Gabelpunkt, ist aber kein solcher. A, AmB„ und B liegen auf einer Geraden, während bei einem Gabelpunkt diese Punkte ein Dreieck bilden müßten (-»- Phasengleichgewicht, inkongruentes). Ebenso wie binäre können sich auch ternäre Verbindungen zersetzen. Auch hierbei können im Schmelzdiagramm Grenzpunkte zwischen drei Kristallisationsfeldern wie Punkt T im Bild auftreten, für die ebenfalls die Kriterien eines ternären inkongruenten invarianten Punktes nicht gegeben sind. Dreistoffsysteme mit flüssiger Entmischung — - > Dreistoffsysteme, in denen sich bei bestimmten Konzentrationsverhältnissen die homogene flüssige Phase in zwei flüssige Phasen entmischt (-»• Entmischung, flüssige). Auch eine Entmischung in drei flüssige Phasen ist möglich, wird jedoch hier, da in Silicatsystemen bisher nicht beobachtet, unberücksichtigt gelassen. 1. zeigt den Fall, daß das Entmischungsgebiet im -»• Kristallisationsfeld der Komponente A liegt, welches im binären Randsystem A—B seine größte Ausdehnung besitzt (-> Zweistoffsysteme mit flüssiger Entmischung). Bei steigendem Zusatz an Komponente C verkleinert es sich, um im Punkt Kt sein Ende zu finden. Die Geraden IV, IJ^ usw. sind -> Konoden, die die Zusammensetzungspunkte der mit der Kristallphase A koexistierenden zwei Flüssigkeiten miteinander verbinden. Punkt K stellt die Projektion des kritischen Mischpunktes im System A — B dar. Dieser Punkt gibt die Zusammensetzung an, die die höchste Entmischungstemperatur aufweist-, d. h. den höchsten Punkt des „Entmischungsdomes". Für jeden isothermen Schnitt durch denselben gibt es einen kritischen Punkt, an dem sich die beiden flüssigen Phasen zu einer

Dreistoffsysteme mit lückenhafter, binärer Mischkristallbildung C

1 : Schmelzdiagramm eines ternären, eutektischen Systems mit flüssiger Entmischung

einzigen vereinen. Die Verbindung dieser Punkte stellt die kritische Mischungskurve KKt dar. Im Entmischungsgebiet (oberhalb der Fläche lKtV) besitzt das -> kondensierte System zwei —> M

Freiheitsgrade (-> Phasenregel): P + F — 4; P = 2; F = 2, ist also divariant; auf der Liquidusfläche ist es monovariant, da hierbei zu den zwei flüssigen noch die kristalline Phase A hinzukommt (P = 3; F = 1). Den Erstarrungsverlauf im gleichen Systemtyp zeigt 2. Schmelze M erreicht beim Abkühlen bei a das Entmischungsgebiet, wobei sich neben Schmelze a Schmelze a' bildet. Die Zusammensetzungspunkte der beiden flüssigen Phasen entfernen sich bei sinkender Temperatur weiter (Kurvenpaare und (i'li), bis bei der Temperatur von IJi gleichzeitig Kristalle A auftreten. Nun bewegen sich die beiden Kurvenpaare auf der Liquidusfläche bis zu der Konode l3l3, wobei der Punkt 1'3 in der Basisprojektion auf der Verlängerung der Geraden Aa liegt. Das bedeutet, daß bei der Temperatur von l3l3 die Schmelze l3 zugunsten von l3 aufgezehrt wird, und bei weiterer Abkühlung Ausscheidung von A nur noch in Gegenwart der homogenen Schmelzen l 3 b... eintritt. 12 Hinz

177

Liegt die Ausgangsschmelze sehr nahe bei A und unweit A—B, so tritt nach anfänglicher Kristallisation von A aus homogener Schmelze alsbald Trennung der Schmelze in zwei flüssige Phasen ein, deren Zusammensetzung sich dann analog dem oben beschriebenen Fall verhalten. Im übrigen unterscheidet sich die Kristallisationsfolge nach 1. nicht vom Systemtyp der Dreistoffsysteme mit Eutektikum. Außer dem beschriebenen Fall sind noch andere Erscheinungsformen (auch in Silicatsystemen) anzutreffen : 1. Der obere kritische Mischpunkt kann statt im binären Randsystem innerhalb des ternären Systems liegen. Die kritische Mischkurve steigt dann, vom binären System ausgehend, bis zum oberen Mischpunkt, um danach wieder abzufallen. 2. Das Entmischungsgebiet erstreckt sich von einem binären Randsystem bis zu einem anderen („durchgehendes" Entmischungsgebiet). 3. Das Entmischungsgebiet liegt isoliert im ternären System. Dieser Fall tritt vor allem dann ein, wenn in den drei binären Randsystemen homogene Schmelzen, in einem binären Teilsystem zwischen einer Komponente und einer binären Verbindung jedoch Entmischung vorliegt. 4. Das Entmischungsgebiet überschreitet eine Feldergrenze. Hierbei ergibt sich ein invariantes Gleichgewicht zwischen zwei kristallinen und zwei flüssigen Phasen (P = 4; F — U). In den meisten hochviskosen Silicatschmelzen ist eine völlige Trennung der beiden Schmelzphasen gewöhnlich nicht zu erwarten, vielmehr bilden sich emulsionsartige Mischungen aus. Wichtig für eine exakte Gleichgewichtseinstellung ist eine große Diffusionsgeschwindigkeit, die in Silicatschmelzen nicht vorliegt. Daher werden sich einmal gebildete größere Tröpfchen oft wie isolierte Schmelzen verhalten, so daß diese ihren eigenen Erstarrungsverlauf besitzen und mitunter zu unterschiedlichen Feldergrenzen und somit Erstarrungsprodukten führen. Ebenso wie in Zweistoffsystemen kann auch in Dreistoffsystemen eine metastabile flüssige Entmischung auftreten. Dreistoffsysteme mit lückenhafter, binärer Mischkristallbildung »• Dreistoffsysteme, in denen zwei ->• Komponenten im kristallisierten Zustand teilweise Löslichkeit ineinander aufweisen; die dritte Komponente ist in den beiden anderen unlöslich. Ein -> Zweistoffsystem mit lückenhafter MischC

bildung, F a l l 1,

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Dreistoffsysteme mit lückenhafter, tertiärer Mischkristallbindung

kristallbildung kann ein Eutektikum oder einen Übergangspunkt aufweisen. Tritt eine dritte Komponente hinzu, so stellt 1. den ersten Fall d a r : die Komponenten B und C bilden Mischkristalle in den Grenzen Bg und Cf; fg ist der Bereich der Entmischung, Ex der Zusammensetzungspunkt f ü r die Schmelze des Eutektikums. In den Kristallisationsfeldern BExEtE2 und CE}EtE3 erfolgt die Ausscheidung zunächst sinngemäß, wie es bei —> Dreistoffsystemen mit lückenloser Mischkristallbildung zwischen zwei Komponenten geschildert wird. Erreicht die —> Kristallisationsbahn die Feldergrenze A'jA',, so steht die betreffende Restschmelze, z. B. l l t mit den beiden Mischkristallen g1 und fl im Gleichgewicht (—> Dreiphasendreieck h9ifi)> da sich bei der gegenüber E1 niedrigeren Temperatur von das Entmischungsgebiet gf zu gj1 vergrößert. Wenn infolge der Lage der Ausgangsschmelze (oder infolge Nichteinstellung der Gleichgewichte zwischen den Mischkristallen) der ternäre eutektische P u n k t bei Et erreicht wird, erstarren neben reiner Komponente A die Mischkristalle f2 und g2. An den Feldergrenzen E2Et und E3Et liegt ein E c k p u n k t der Dreiphasendreiecke stets in P u n k t A (in 1. eingezeichnet f ü r die Temperatur des Dreiphasendreiecks f j ^ ) .

eine Ecke in P u n k t A, da dessen Zusammensetzung stets gleich bleibt. (In 2. an der Feldergrenze E^G eingezeichnet f ü r die Temperatur von /^¡fo, an der Feldergrenze GE2 f ü r eine Temperatur tiefer als G.) Auf verschiedene Möglichkeiten zum Auftreten von Phasenungleichgewichten (Zonarkristallisation, vorzeitiges Verlassen der Feldergrenze UG in Richtung des Feldes CUGE2, Überschreiten des Gabelpunktes G u n d Erreichen des binären Eutektikums E2) sei hingewiesen. Dreistoffsysteme mit lückenhafter, ternärer Mischkristallbildung -5- Dreistoffsysteme, in denen die drei —> Komponenten in kristallinem Zustand teilweise oder z. T. auch völlige Löslichkeit ineinander aufweisen.

C 1: Verlauf der Liquiduskurve und der Soliduskurven ins Innere des Dreistoffdiagramms bei lückenhafter, ternärer MischkristallC

bildung, Fall 2

Nach 2. besitzt das binäre Randsystem B—C einen ->• Übergangspunkt U. Die bei diesem Gleichgewicht neben Schmelze U koexistierenden Mischkristallphasen haben wieder die Zusammensetzung / und g, die sich mit fallender Temperatur nach /x, f2 bzw. g-y, g2 verschiebt. Die Ausscheidung der Mischkristalle in den beiden Feldern BUGEx und GUGE2 erfolgt zunächst wiederum wie in den entsprechenden Feldern eines —> Dreistoffsystems mit lückenloser Mischkristallung zwischen zwei Komponenten. Wenn die Kristallisationsbahn, vom Feld BUGEX kommend, die Feldergrenze UG erreicht, z. B. in l v setzen sich die ausgeschiedenen Mischkristalle mit Schmelze ^ um unter Bildung von Mischkristallen (Dreiphasendreieck iihOi)- J e nach Lage des Ausgangspunktes kann nun entweder die Feldergrenze UG in irgendeinem P u n k t zwischen l1 und G in Richtung des Feldes CUGE2 wieder verlassen werden, oder es wird der aufsteigende Gabelpunkt G erreicht, in dem gleichzeitig Komponente A neben Mischkristallen / 2 kristallisieren unter Resorption der Mischkristalle g2, Auch die Dreiphasendreiecke f ü r Gleichgewichte an den Feldergrenzen EXG und GE2 haben

Die hierbei herrschenden Verhältnisse seien zunächst an 1. erläutert. A — B ist ein ->• Zweistoffsystem mit lückenhafter Mischkristallbildung und Eutektikum. Bei Zusatz der dritten Komponente C verlaufen nach 7. die Zusammensetzungen der Mischkristallphasen, z. B. die der am Eutektikum koexistierenden Phasen / und g, zusammen mit der Schmelzphase E ins Innere des Dreistoffsystems. L stellt die ->• Feldergrenze (Liquiduskurve), S die zugehörigen Soliduskurven dar. Die Isothermenflächen zwischen dieser Kurventriade bilden die Dreiphasendreiecke, z. B. l-Jig v J e nachdem, wieviele der binären Randsysteme kristalline Entmischungserscheinungen zeigen und ob diese eutektischen oder peritektischen Charakter besitzen, ergibt sich eine größere Anzahl von unterschiedlichen Diagrammtypen. Wenn nur ein binäres System kristalline Entmischung zeigt, die anderen jedoch lückenlose Mischkristallbildung aufweisen, können ternäre kritische Mischungsbzw. Entmischungspunkte auftreten. 2. zeigt das Beispiel eines Falles, bei dem in zwei binären Randsystemen ein eutektischer und im dritten ein Übergangspunkt vorliegt. Schmelzen im Feld CUGE2 scheiden primär Mischkristalle aus, deren Zusammensetzungen im Gebiet Cff'k liegen; die Zusammensetzungen der aus dem Feld BEXGU kristallisierenden Mischkristalle liegen im Gebiet Bhg'g, während Mischkristalle aus dem Gebiet Aii'm aus Schmelzen des Feldes AE1GE2 kristallisieren. An einer Feldergrenze, z. B. UG,

Dreistoffsysteme mit lückenloser, ternärer Mischkristallbindung C

2: Lückenhafte ternäre Mischkristallbildung: zwei binäre Kandsysteirn- eutektisch, ein binäres Randsystem peritektisch.

stehen Schmelzen dieser Zusammensetzung, z. B. mit den Mischkristallpaaren f f und gg' im Gleichgewicht, wie es das eingezeichnete Dreiphasendreieck andeutet. Am aufsteigenden -»• Gabelpunkt G reagieren Mischkristalle g' mit der Schmelze unter Bildung von Mischkristallen i'. und /'; bei fallender Temperatur laufen dann die Gleichgewichte an der Kurventriade fk, GE2 und i'm ab. Während unmittelbar vor Erreichen des -> invarianten Punktes des Dreiphasendreieck fg'G die Zusammensetzungen der koexistierenden Phasen angibt, ist es unmittelbar nach der Reaktion am invarianten Punkt das Dreiphasendreieck fi'G. Der Punkt G (Zusammensetzung der flüssigen Phase im invarianten Gleichgewicht) liegt über einer Seite des Dreiecks fg'i' (Zusammensetzung der kristallinen Phasen); somit sind die Bedingungen für das Vorliegen eines ternären, einfach inkongruenten invarianten Gleichgewichts erfüllt Phasengleichgewicht, inkongruentes). Dreistoffsysteme mit lückenloser, binärer Mischkristallbildung — -> Dreistoffsysteme, in denen zwei -s- Komponenten im kristallinen Zustand völlige Löslichkeit ineinander aufweisen; die dritte kristalline Komponente ist in den anderen beiden unlöslich. Die Abb. stellt den einfachsten Fall eines solchen Dreistoffsystems dar. Zwischen den Komponenten A und C existiert eine lückenlose MischC

179

kristallreihe (-> Zweistoffsysteme mit lückenloser Mischkristallbildung), die anderen beiden binären Randsysteme A — B und B—C sind einfacheutektisch (—s- Zweistoffsysteme mit Eutektikum). Hieraus ergibt sich nur eine ->• Feldergrenze zwischen den -»- Mischkristallen A, C und Kristallen B. Die -> Kristallisationsbahnen verlaufen im -> Kristallisationsfeld von B (BE1E2) geradlinig von B aus; im Kristallisationsfeld der Mischkristalle (ACE1E2) haben sie einen gekrümmten Verlauf. Dem Diagramm entsprechend besitzt C einen höheren Schmelzpunkt als A. Daher (—> KONOWALowsche Regel) scheidet eine Schmelze mit der Zusammensetzung P, die im Gebiet ACE^E2 liegt, zunächst C-reiche Mischkristalle -5j aus (die Zusammensetzung derselben wird durch einen Punkt auf der Linie AG dargestellt). Bei weiterem Abkühlen ändert sich die Zusammensetzung des Schmelzrestes entlang der Kurve ltl3, die sich dabei von der Seite AC entfernt. Die Zusammensetzung der Mischkristalle ändert sich dabei von bis .s3. Bei der Temperatur des Punktes l2 besitzen z. B. die mit der Restschmelze koexistierenden Mischkristalle die Zusammensetzung s2. Solange die Kristallisationsbahn auf der Kurve I J j verläuft, gehen die -> Konoden (z. B. s2/2) stets durch den Punkt der Ausgangzusammensetzung P. In Punkt l 3 wird die Feldergrenze erreicht, und es kristallisieren Mischkristalle und Kristalle B gleichzeitig. Die Kristallisation geht zu Ende, wenn die Restschmelze die Zusammensetzung l t und die Mischkristalle die Zusammensetzung .s4 besitzen. l i bildet den Scheitelpunkt des Dreiphasendreiecks -Bs4i4, dessen Basis Bst durch den Punkt der Ausgangsschmelze P läuft. Liegt die Ausgangsschmelze im Gebiet E1BE2, so kristallisiert die reine Komponente B primär aus. Beim Erreichen der Feldergrenze EXE2 scheiden sich Kristalle B und Mischkristalle A, C gleichzeitig aus, und die weitere Kristallisation erfolgt wie im obigen Beispiel. Während der beschriebene Kristallisationsverlauf der völligen Gleichgewichtseinstellung in der Mischkristallphase entspricht, verläuft die Kristallisation bei Nichteinsteilung des Gleichgewichtes Phasenungleichgewichte) etwas anders. Der Kern eines ausgeschiedenen Mischkristalls bleibt dabei unverändert, und nur die Oberfläche desselben steht mit der Restschmelze im Gleichgewicht. Die Konoden im Kristallisationsfeld AE-JSfi gehen nicht mehr durch den Punkt P , sondern liegen tangential an der Kristallisationsbahn an, die selbst auch einen etwas geänderten Verlauf zeigt. Die endgültige Erstarrung kann sich hinziehen. bis fast zum binären Eutektikum Die Nichteinstellung des Gleichgewichtes kann bei Vorliegen von Mischkristallbildung zur Anreicherung oder sogar zur Reindarstellung von Verbindungen dienen (fraktionierte Kristallisation). Dreistoffsysteme mit lückenloser, ternärer Mischkristallbildung > Dreistoffsysteme, in denen alle drei —> Komponenten im kristallinen Zustand völlige Löslichkeit ineinander aufweisen. Die Abb. stellt den einfachsten Fall eines solchen Systems dar. Die gesamte Fläche des Dreistoffsystems bedeckt ein einziges -»• Kristallisationsfeld, nämlich

12*

ISO

Dreistufenbrennen

C

Rohmehl

Adgas

\luft 1: Dreistoffsystem mit lückenloser, ternärer Mischkristallbildung; P = in

das der ternären ->• Mischkristalle. Diese können jede beliebige Zusammensetzung innerhalb des Systems besitzen. In 1. sind einige Liquids- und zwei Solidusisothermen eingetragen (-> Liquidustemperatur, Solidustemperatur, -»• Isotherme). Danach besitzt Komponente C den höchsten, Komponente B einen mittleren und Komponente A den niedrigsten Schmelzpunkt. Nach der KONOWALOWschen Regel scheidet eine Schmelze P bei Kristallisationsbeginn somit zunächst an C angereicherte Mischkristalle « j aus, die unter Gleichgewichtsbedingungen am Ende der Kristallisation schließlich die Zusammensetzung der Ausgangsschmelze P annehmen. Die letzte Restschmelze hat dabei die Zusammensetzung l n . Die -> Konoden zwischen den Punkten der koexistierenden kristallinen und flüssigen Phasen (z. B. snl„) verlaufen immer durch den Punkt der Ausgangsschmelze P. Die Kristallisationsbahn ist also eine gekrümmte Linie. Wenn sich das Gleichgewicht an der Kristalloberfläche nicht einstellen kann (-»-

1: Schematische Darstellung des Dreistufenbrennens 1 — Vorwärmer, 2 — Calcinierreaktor, 3 — Drehrohrofen, 4 - Kühler

Der Z e m e n t b r e n n p r o z e ß erfolgt in drei Etappen: Vorwärmen, Calcinieren, Sintern. Durch eine separate Wärmeentbindung im Calcinierreaktor, die bis zu 60% der gesamten im Ofensystem freigesetzten Wärme betragen kann, wird die thermische Belastung des Drehrohres erheblich gesenkt, was sich positiv auf Ofendurchsatz und Ofenfutterstandzeiten auswirkt (2.). 150

JL m3h

100

50

LQ 'S

«5 & 'S £ IS IS a.

I,

II!

2: Spezifischer Drehrohrofendurchsatz der verschiedenen Systeme (Durchschnittswerte, bezogen auf das lichte Drehrohrofen-Innenvolumen)

2: Fraktionierte Kristallisation ternärer Mischkristalle; P + s„

Phasenungleichgewichte), besitzen die sich nacheinander ausscheidenden Kristallteile eine kontinuierliche sich ändernde Zusammensetzung (fraktionierte Kristallisation, - » Zonarkristalle). Die Konoden s ^ , s2l2 usw. (2.) gehen nicht mehr durch den Punkt P, sondern liegen tangential an der Kristallisationsbahn lLl3 an (vgl. hierzu -> Kristallisationsbahn in Dreistoffsystemen, s. 3.). Dreistufenbrennen, KR-Technik (Jfalzinier-Äeaktor-Technik) —• Zementbrennverfahren, bei dem zwischen ->• Vorwärmer und Drehofen ein —> Calcinierreaktor zur Intensivierung der Entsäuerungsprozesse geschaltet ist (1.).

Beträgt der Entsäuerungsgrad in gut arbeitenden Vorwärmersystemen bestenfalls 35 •••40%, so kann dieser Parameter am Calcinierreaktorauslauf 85---95% betragen. Damit entfällt beim D. im Drehrohr praktisch die Calcinierzone, die bei konventionellen Ofensystemen bis 40% der Drehrohrlänge betragen kann. Die E n t w i c k l u n g des D . nahm Mitte der 60er Jahre ihren Anfang und nahm von da an einen stürmischen Aufschwung, besonders in Japan. Die größten Ofensysteme dieses Typs haben einen Durchsatz von 8000 t Klinker pro Tag. Einsatzreife erlangten bisher die Calcinierrealitoren der Bauerten SF, RSP, MFC, K S Y , Polysius und Smidth. V o r - und N a c h t e i l e der Calcinierreaktortechnik: — Bei gleichbleibender Ofengeometrie werden höhere Durchsätze erzielt; damit verringern sich

Düngemittel, glasige die auf die Produktion bezogenen Investitionskosten je nach System um 10—20%. — Es besteht die Möglichkeit, vorhandene Drehofenanlagen mit herkömmlichen Vorwärmersystemen unkompliziert und relativ billig umzurüsten. — Mit einer nennenswerten Senkung des spezifischen Wärmeaufwandes zum Zementbrennen im Vergleich zum klassischen Trockenverfahren kann nicht gerechnet werden. Das D. bringt gegenüber dem klassischen Trockenverfahren eine Erhöhung des spezifischen Elektroenergieverbrauches von 1—3 kWh/t Klinker mit sich. LU.: VOSTEEN: Z e m e n t - K a l k - G i p s 27 (1974), 4 4 3 - 4 5 0 . RITZMANN: Cemento H o r m i g o n 4 5 ( 1 9 7 5 ) , 1 0 1 9 - 1 0 3 9 .

-

Dreiviertelstein — ein für Feuerfesterzeugnisse durch entsprechende Standards festgelegter Rechteckstein, dessen größte Kantenlänge 3/4 der Kantenlänge des Normalsteins entspricht. Druckfeuerbeständigkeitsprüfung (DFB) — Methode zur Bestimmung des Erweichungsverhaltens feuerfester Materialien. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Deformation eines Prüfkörpers bei gleichbleibender Belastung und steigender Temperatur bis in das Gebiet der pseudoplastischen Verformung aufzeichnet. Der Prüfkörper befindet sich in einem senkrechten, zylindrischen Ofen und wird von zwei Druckstempeln gehalten. Die Belastung wird auf den oberen Stempel ausgeübt, sie beträgt i. allg. 0.2.MPa. Die während des Erhitzens eintretenden Längenänderungen am Prüfkörper werden registriert. Die Temperatur der beginnenden Erweichung wird als ¿„-Wert (Druckerweichungsanfang) und die Temperatur, bei der der Prüfkörper um 4 0 % seiner Höhe zusammengedrückt wird, als Spritzpressen Drucksintern — in der Pulvermetallurgie gebräuchlicher Ausdruck für Heißpressen. Druckzerstäuber - » Zerstäubungstrockner Dumortierit 1. (AI, Fe) 7 [0 3 /B0 3 /(Si0 4 ) 3 ]. 2. Rhombisch-dipyramidal; D\\—Pcmn; a0 = 1,179 6„ = 2,021 Gq = 0,470; aB:bB-.c0 = 0,583

3.

4.

5. 7. 8.

9.

181

: 1:0,233; Z = 4; gehört zur Familie der -> Nesosubsilicate; das Bor ist in Form von planaren [B0 3 ]-Gruppen und nicht als [B0 4 ]Tetraeder angeordnet. Tritt meist in Form dünner faseriger oder stra hliger Aggregate auf; häufigste Formen sind: (110}, {100}, {010}, {310}; Zwillinge nach (110) ähnlich den Aragonitsechslingen. HM = 8 ; D = 3,3—3,4; # deutlich nach (100), unvollständig nach (110); F — stark, aber sehr verschieden gefärbt, dunkelrotbraun, auch tiefblau (Ti 2 0 3 ); O = schwacher seidenartiger Glanz. nx = 1,6860 ny = 1,722 nz = 1,7229; A = 0,0369 ( - ) ; X||[001], F||[010], Z\\[ 100]; A.-E.H (010); 2VX = 13°. Geht bei starkem Glühen unter B 2 0 3 - und H 2 0-Verlust in Mullit über; in H F unlöslich. Auf Pegmatitgängen und pneumatolytischen Verdrängungen; auch in Gneisen, Granuliten neben Disthen und Cordierit; findet bisweilen als keramischer Rohstoff Verwendung. X P D F 7-71: 0,255 10 , 0,589 9 , 0,584 9 , 0,509 9 , 0,293 9 , 0,323 9 , 0,345 s , 0,289 7 . Lit.:

CLARINGBULL/HEY : Min. Mag. 3 1 ( 1 9 5 8 ) , 9 0 1 .

Düngemittel, glasige — Glasgrieß aus Gläsern geeigneter Löslichkeit für die Versorgung von Kulturböden mit Spurenelementen. Der seit 1927 bekannten Verwendung von Glas als Düngemittel liegt der Gedanke zugrunde, die Verwitterung der natürlichen Gesteine nachzuahmen und durch Verwitterung von Glas Mineralstoffe freizusetzen und in den Boden zu bringen, da die Pflanzen zur guten Entwicklung und Resistenz gegen Krankheiten neben biogenen Elementen (C, H, O, N, S, P, Fe, Mg, K) auch Mikronährstoffe (z. B. B, Zn, Mo, Ou, Mn) in Spurenmengen benötigen. Die als Silicate oder Phosphate gebundenen Spurenelemente wirken auf die Pflanzen nur in großen Verdünnungen. Die Spurenelemente sollen im Glas nach Möglichkeit in einem durchschnittlichen Verhältnis ähnlich wie in der Asche der Pflanzen vorliegen. Die Säurebeständigkeit der für g. D. verwendeten Gläser muß geringer als die üblicher Gläser sein, damit sie durch Humussäuren gut zersetzbar sind. Die Spurenelemente werden nach und nach aus dem Glasgerüst freigesetzt und in den Boden überführt. Da man es jedoch mit rel. geringen Zersetzbarkeiten der g. D. zu tun hat, kann es nicht zu einer Übersättigung mit Spurenelementen in toxischen Konzentrationen kommen. Die g. D. werden entsprechend der chemischen Beständigkeit in zwei Gruppen untergliedert: a) Wenig beständige g. D. (IV. — V. hydrolytische Klasse gemäß DIN 12111) mit kurzfristiger Wirkung b) Chemisch beständige g. D. ( I . — I I I . hydr. KI.) mit Langzeitwirksamkeit über mehrere Jahre). Für die Abschätzung der agrochemischen Wirksamkeit wurden zwei Tests eingeführt: HoLDEN-Tesi: Glasgrieß der Korngröße 0,074 bis 0,044 mm wird 16 h in 0,44mol/l CHsCOONH4 bei pH 4 gerührt. Gläser, die dabei etwa 8 5 % der Mineralnährstoffe freisetzen, haben eine Düngungswirksamkeit von

182

Dunkelfeldmikroskopie

4 Monaten. Gläser, die 40-••60% Nährstoffe freisetzen, haben eine Düngungswirksamkeit von 6 - - 9 Monaten, und Gläser, die etwa 30% Nährstoffe freisetzen, haben eine Düngungswirksamkeit von mehreren Jahren. OosTiNG-7'esi: Glasgrieß der Korngröße 0,149 bis 0,11 mm wird mehrere Stunden in 250 ml Wasser gerührt, in das eine Glas- und eine Kalomelelektrode taucht. Der pH-Wert des Wassers wird durch Titrieren mit verd. H 2 S0 4 auf dem Anfangswert gehalten und die Abhängigkeit der verbrauchten Milliäquivalente der H-Ionen in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt. Die Tangente des linearen Teils der erhaltenen Kurve ist für die untersuchten Gläser im Hinblick auf ihre Wirksamkeit als g. D. kennzeichnend. LH.: H O L D E N / P A G E / W A E R : J . Agr. Food. Chem. 10 (1962), 188-192. - OOSTING: Z. PIL. Düng. u. Bodenk. 106 (1964), 206-218.

Dunkelfeldmikroskopie — bestimmtes Untersuchungsverfahren der Mikroskopie. Man unterscheidet DunkelfelddurcMichlund Dunkelfeldauflichtmikroskopie. Die Grundlage des Dunkelfeldverfahrens ist die Streuung des Lichtes an kleinsten Teilchen. Bekannt ist die Erscheinung, daß seitlich zur Blickrichtung des Auges auf die Oberfläche kleiner Partikeln einfallendes Licht diffus gestreutwird und die Teilchen dadurch aufleuchten. Durch Einführung einer schräg zur optischen Achse des Mikroskops verlaufenden Beleuchtung gelangt bei der D. nur das durch das Präparat gestreute Licht in das Objektiv. Man kann zu diesem Zweck eine ringförmige Zentralblende anstelle der sonst üblichen Aperturblende im Kondensator anbringen. Da sich bei der Verwendung üblicher (Hellfeld durchlicht) Kondensoren jedoch Reflexe an den Glas-Luft-Grenzflächen des Kondensors ausbilden, wird das Sehfeld aufgehellt und der Kontrast (Leuchterscheinung durch Streuung) schlecht. Man hat deshalb spezielle Dunkelfeldkondensoren entwickelt, die eine bessere Strahlvereinigung als die Linsenkondensoren mit Zentralblende erlauben, gut der Sinusbedingung genügen und den Astigmatismus vermeiden. Ein solcher Dunkelfeldkondensor ist z. B. der Kardioidkondensor (s. Abb.).

und beugen (z. B. lebende Spirochaeten), unentbehrlich. Sie gestattet auch, die Existenz kolloidaler Teilchen nachzuweisen, deren Abmessungen unter dem Auflösungsvermögen des Mikroskops liegen, wenn sie dabei auch kaum eine Aussage über deren Gestalt zuläßt. Dünnglas — Tafelglas von weniger als 1,8 mm Dicke. Die Herstellung erfolgt entweder durch direktes Ziehen aus einer Platinwanne oder durch Verziehen (-> Verzieh verfahren) stärkeren Ausgangsglases. DUnnschicht-Grundemail — -»• Grundemail zur Emaillierung von Stahlblech in extrem niedriger Schichtdicke. Die Schichtdicken der übrigen Grundemails, wie sie derzeit in vielen Emaillierwerken eingesetzt sind, bewegen sich etwa im Bereich von 0,09--0,15 mm nach dem Brennen. Mit einer noch geringeren Schichtdicke kann mit diesen Emails nicht gearbeitet werden, da in Folge von auftretenden Durchschüssen, -»- Kupferköpfen u. a. Fehlern keine einwandfreie Emaillierung mehr möglich ist. Die bekannte Tatsache, daß die Schlagfestigkeit emaillierter Erzeugnisse sehr stark von deren Emailschichtdicke abhängt, hat zur Entwicklung der D. geführt. Diese Grundemails benötigen für eine einwandfreie Emaillierung nur noch Schichtdicken, die etwa im Bereich von 0,06 •••0,04 mm nach dem Brennen liegen, so daß sich mit dem nachfolgenden Deckemail Gesamtschichtdicken von 0,17--0,19 mm ergeben. Durch diese Verminderung der Emailschichtdicken werden die Schlag- und Stoßfestigkeit und die TWB der Emaillierung wesentlich gesteigert. Darüber hinaus ergeben sich bei der Verarbeitung von D. beträchtliche Kosteneinsparungen durch den verringerten Materialverbrauch. D. sind außerdem für einen maschinellen —»- Emailauftrag sehr gut geeignet. Trotz dieser Vorteile konnten sich die D. bisher nur relativ wenig in die Emailliertechnik einführen, da die größeren Emaillierwerke sich mehr der -»• Einschiebt-Direkt-Emaillierung, d. h. der Emaillierung ohne Grundemail, zuwenden, mit der gleichfalls sehr dünne Schichtdicken und hohe Sehlagfestigkeiten zu erreichen sind. Lit.: MESSMER: Glas-Email-Keramo-Technik (1966), 381 bis 384. - K I N G / B O W E R S : O.ramic Bulletin 3 4 (1964), 390 bis 391.

Durch ihn werden achsenparallele Strahlen, die von einem entsprechend dimensionierten sphärischen Spiegel auf den Kardioidspiegel reflektiert werden, aberrationsfrei in einem Punkt vereinigt. Die D. ist für die Untersuchung von Objekten, die das Licht an ihrer Oberfläche gut reflektieren

Durcheinanderbrennen (von Emails) — Einbrennen von -»• Grundemail und -» Deckemail in einem Emaillierofen bei der gleichen Einbrenntemperatur im Gegensatz zur älteren Einbrenntechnologie, nach der das Grundemail bei einer um 20-••100 K höher liegenden Temperatur als das Deckemail eingebrannt wird. Die Voraussetzungen für das D. sind vor allem hinsichtlich der Brennintervalle genau aufeinander abgestimmte Grund- und Deckemails sowie eine Ofenanlage mit konstanten Temperaturverhältnissen und gleichmäßiger Temperatur Verteilung im Ofenraum. Das D. hat gegenüber der älteren Einbrenntechnologie erhebliche Vorteile. Durch die verminderte Einbrenntemperatur des Grundemails sind das vor allem eine geringere Verformungsge-

Durchführung fahr für die emaillierten Teile, Einsparungen an Energie sowie verlängerte Ofenstandzeiten. Außerdem ergeben sich wesentliche Vorteile für den Produktionsablauf im Emaillierwerk. Lit.:

183

Überschlagspannung und weiteren Verringerung der Kapazität halbkugel- bzw. kugelförmig gestaltet. D. für die HP-Technik werden aus K E R 225 gefertigt.

SCHUMACHER: Sprechsaal 9 8 ( 1 9 6 5 ) , 4, S. F 1 5 - F 1 6 .

Durchführung — elektrotechnisches Betriebsmittel, das dazu dient, einen Leiter isoliert durch ein Bauteil anderen Potentials zu führen. Die D. (1.) ist zusammengesetzt aus einem Isolierkörper, der aus mehreren Teilen bestehen kann, und einem Armierungsteil (Flansch) zur Befestigung. Der Leiter kann Bestandteil des D. sein. i

Wand 1 : Prinzipskizze einer

itj Flansch Soken(leiter) Durchführung ^

T

Isolierstoff

Die D. werden unterschieden a)nach V e r w e n d u n g s z w e c k : Wand-D. dienen dazu, einen Leiter durch eine Wand zu führen. Sie können als Freiluft-Freiluft-, als Freiluft-Innenraum- oder als Innenraum-Innenraum-D. ausgeführt sein. Das Freiluftteil wird mit Schirmen versehen, das Innenraumteil glatt ausgeführt, mit Rippen oder kleinen Schirmen bestückt. Geräte-D. dienen dazu, einen Leiter durch das Gehäuse eines elektrischen Gerätes (Transformator, Kondensator, Stromrichter) zu führen. Sie können für Freiluft und Innenraum und demzufolge mit Schirmen, Rippen oder glatt ausgeführt sein. Die Konstruktion der im Gerät befindlichen Seite richtet sich nach den durch das Gerät vorgegebenen Bedingungen (Isolierstoff, Abmessungen).

2:

b) Doppeldurchführung

Rohr-D. (4.) aus Porzellan ( K E R 110, 114, 118) oder Gießharz, seltener aus Glas, finden in der Hochspannungstechnik für Wand- und Gerätedurchführungen bis 123 kV Verwendung. Zur Vermeidung der Gleitfunkenbildung wird die D. mit einem Flanschwulst (-5.) versehen, der auch metallisiert bzw. mit einci"leitenden Einlage versehen sein kann. Um Entladungen im Luftraum zwischen Rund- bzw. Flachleiter zu vermeiden, wird teilweise die D. auch innen metallisiert. Für freiluft

Innenraum

Scheibendurchführung

b) nach B a u a r t : Scheiben-D. (2.) als einfachste, nichtdurchschlagbare Bauform einer D. können wegen geringer Regenüberschlagsspannung nur im Innenraum genutzt werden. Infolge ihrer geringen Kapazität werden sie vorallem in der Hochfrequenztechnik angewandt; aber auch bei Generatorableitungen oder in Schaltzellen sind sie zu finden. Spezielle Hochfrequenz-D. (3.) werden als Einfach- oder Doppeldurchführung zur Erhöhung der

Ilohrdurchführungen a ) Wanddurchführung

b) Transformatordurchführung

Spezielle Hochfrequenzdurchführung a ) Einfachdurehführung

Isolationsspannungen bis etwa 36 kV werden die Rohrdurchführungen aus Keramik als Einrohr- und für höhere Spannungen bis 123 kV als Mehrrohrdurchführungen (6.) konstruiert. Diese bestehen aus mehreren ineinandergeschobenen Porzellan-

184

Durchgangskennlinie kleinen Durchflußöffnung am Wannenboden (s» 0,3 x 0,4 m). Der D. bezweckt A b k ü h l u n g des Glases, Ver. mischen des k ä l t e r e n Glases von d e n W a n n e n s e i t e n m i t d e m heißeren Glas v o n d e r M i t t e des W a n n e n beckens, U n t e r t e i l u n g d e r G l a s s t r ö m u n g e n in Schmelz- u n d A b s t e h w a n n e . D . werden a u s schmelzgegossenen W a n n e n s t e i n e n hoher Q u a l i t ä t a u f g e b a u t (—> D u r c h l a ß s t e i n , —> D u r c h l a ß a b d e c k stein).

WM,

y/M,

5: Durchführung mit Flanschwulst a) metallisiert b) mit leitender Einlage

Är S: Mehrrohr-Wanddurchführung

röhren. D a b e i wird die höhere Festigkeit des P o r zellans bei kleinen W a n d s t ä r k e n g e n u t z t . Kondensator-D. werden f ü r I s o l a t i o n s s p a n n u n gen oberhalb 123 kV, in wenigen Fällen a u c h d a r u n t e r , v e r w e n d e t . Die S p a n n u n g s s t e u e r u n g wird d u r c h Zwischenelektroden ü b e r n o m m e n . D u r c h die A u f t e i l u n g d e r G e s a m t s p a n n u n g in Teilspann u n g e n w e r d e n eine P o t e n t i a l s t e u e r u n g erreicht u n d G l e i t f u n k e n b i l d u n g vermieden. Die Zwischenelektroden k ö n n e n in einem Weich- oder H a r t papierwickel a n g e o r d n e t sein. Die K e r a m i k h a t n u r noch als Überwurf die Aufgabe, d e n Wickel gegen ä u ß e r e Einflüsse zu schützen u n d eine ausreichend große Ü b e r s c h l a g s p a n n u n g u n t e r Freil u f t b e d i n g u n g e n zu g a r a n t i e r e n . Die Barrieren-D. stellt einen Sonderfall der K o n d e n s a t o r - D . d a r . Anstelle der Metallbeläge sind Isolierstoffschirme (Barrieren) eingebaut. Auf diesen Schirmen bilden sich L a d u n g e n , die wie E l e k t r o d e n s p a n n u n g s s t e u e r n d wirken. Gleichzeitig wird a u c h hier die h ö h e r e Durchschlagfestigkeit d ü n n e r Schichten g e n u t z t . Durchgangskennlinie -> Summenkennlinie Durchlaß — bei D u r c h l a ß w a n n e n (—> Glasschmelzwannenofen) doppelwandige A b t r e n n u n g zwischen Schmelz- u n d A b s t e h w a n n e m i t einer

3

5

n

4

1

m 4

5

3

6

n

ff 1 — Durchlaßabdeckung, 2 — Durchlaflwand, 3 — Durchlaßdecksteine, 4 — Durchlaßöffnung, 5 — Durchlaßseitensteine, 6 — Wannenboden, 7 — Wannenbeckenseitenwand, 8 — Kühlkanal

Durchlaßabdecksteine — zur A b d e c k u n g des —>• Durchlasses (-»- D u r c h l a ß s t e i n ) in —* D u r c h l a ß wannen verwendete (Glas)wannensteine. Die f u g e n b i l d e n d e n F l ä c h e n der D. werden s t e t s geschliffen, u m d u r c h P a ß f ä h i g k e i t u n d F u g e n schlüssigkeit d e n im D u r c h l a ß b e v o r z u g t a u f t r e t e n d e n Verschleißvorgängen entgegenzuwirken. Die D. sind insbesondere d u r c h - » B l a s e n b o h r e n ( K a v i t a t i o n ) besonders g e f ä h r d e t ; d e m wird d u r c h geeignete K o n s t r u k t i o n des Durchlasses entgegengewirkt. Hierzu g e h ö r t a u c h das schräge Verlegen der D . u n d / o d e r d a s schräge Anschleifen u n d gleichzeitig Glattschleifen d e r d e m Glasangriff ausgesetzten u n t e r e n F l ä c h e des D. Lit.: Krings/Liehn'/Merkkr/Schmtd: Fachausschußbericht Nr. 69 der DGG, Mai 1973, 9 3 8 - 9 4 0 .

Durchlaßstein — ein ausschließlich f ü r die Zustellung des -> Durchlasses v o n —> D u r c h l a ß w a n n e n v e r w e n d e t e s -> Feuerfesterzeugnis. D a der D u r c h l a ß eine der a m s t ä r k s t e n beans p r u c h t e n Stellen f ü r W a n n e n s t e i n e ist, m ü s s e n sich D. d u r c h ausgezeichnete Verschleißfestigkeit, insbesondere d u r c h hohe W i d e r s t a n d s f ä h i g k e i t gegen mechanische Erosion des geschmolzenen Glases, v e r b u n d e n m i t geringem chemischen Angriff, auszeichnen. Deshalb werden D . m i t einer — in bezug auf die Verschleißfestigkeit des übrigen zur -> Zustellung gelangenden Materials — h ö h e r e n Qualität verwendet. U n t e r Berücksichtigung d e r angestiegenen -> spezifischen Schmelzleistung bei gleichzeitiger Verlängerung der W a n n e n i e i s e n w u r d e n die ursprünglich v e r w e n d e t e n S c h a m o t t e s t e i n e (-»H a r t s c h a m o t t e s t e i n ) oder Sillimanitstein vollständig durch schmelzgeformte Feuerfesterzeugnisse, vorzugsweise -»• schmelzgeformte Baddeleyit-Korund-Erzeugnisse m i t m e h r als 4 0 % Z r 0 2 (-> „ s c h m e l z g e f o r m t e Feuerfesterzeugnisse m i t hohem Zr02-Gehalt"), verwendet. Zunehmend k o m m e n auch schmelzgeformte Cr203-haltige Erzeugnisse m i t h o h e m Z r 0 2 - G e h a l t sowie schlikkergegossene u n d / o d e r isostatisch g e p r e ß t e Z r 0 2 haltige feuerfeste Erzeugnisse a b e r a u c h Erzeugnisse m i t ü b e r 9 5 % C r 2 0 3 z u m E i n s a t z . Die f u g e n b i l d e n d e n F l ä c h e n der D. werden vorzugsweise geschliffen, u m d u r c h sehr g u t e P a ß genauigkeit u n d Fugenschlüssigkeit d e m Verschleiß insbesondere d e m Aufwärtsbohren (Kavitation) entgegenzuwirken. D. h a b e n i. allg. Abmessungen, die d e n e n der -»Palisadensteine e n t s p r e c h e n . Meist werden f ü r einen D u r c h l a ß zwei (Durchlaß-)seitensteine u n d zwei (Durchlaß)abdecksteine v e r w e n d e t . LH.: R o u t s c h k a / M a j d i ö : GEK-Technik 23 (1972), 349 bis 356, 3 8 9 - 3 9 9 , 4 3 0 - 4 4 2 . - BARTUÖKA/SMKCfiK: Sklar a keramik 12 (1971), 3 3 - 3 6 , 6 2 - 6 5 .

Durchstoßpunkt Glasspieget

Durch/aß

Brenner

Durchlaß wanne — ein -¡- Glasschmelzwannenofen, bei dem das Schmelzwannenbassin und das Arbeitswannenbassin nur durch einen Kanal — den Durchlaß — miteinander verbunden sind. Länge, Breite und Höhe des Durchlasses sowie Eintauchtiefe (Abstand von Oberkante Durchlaß bis Glasspiegel) richten sich nach der Schmelzleistung, nach der Sorte des zu erschmelzenden Glases und nach dessen Farbe. Im Durchlaß kühlt sich das Glas von den hohen Schmelztemperaturen auf die Verarbeitungstemperaturen ab, die in der Arbeitswanne erforderlich sind. Die D. ist die verbreiteste Wannenform, sie wird beim Erschmelzen von Weißhohlglas, bei der Herstellung weißer, brauner und grüner Flaschen sowie für die Fertigung von Wirtschaftsglas, Geräteglas, Gußglas usw. verwendet. Sie kann sowohl als einhäusige als auch als zweihäusige Wanne aufgebaut werden. Die Größe der Gesamtherdfläche kann 1---2 m2 aber auch 100 m2 betragen; bei Fertigungsanlagen für Hohlglas nimmt sie 50---70%, bei Gußglas über 95% des Gesamtflächenbedarfes ein. Durchlauftrockner ->- Kanaltrockner Durchstoßpunkt — im Schmelzdiagramm von —> Vierstoffsystemen: Schnittpunkt einer ->• Grenzkurve mit der Ebene eines durch ein Vierstofftetraeder gelegten ternären —>• Schnittes, soweit dieser pseudoternär ist (-> Pseudosysteme), d. h. wenn dieser Schnittpunkt kein ternäres Gleichgewicht darstellt. Auf dem Schnitt selbst stellt sich ein D. als Treffpunkt dreier —> Feldergrenzen dar; wenigstens eines der in den drei sich berührenden Kristallisationsfeldern sich ausscheidenden Kristallphasen ist das Primärausscheidungssgebiet einer Verbindung, die sieh aus den drei -»• Komponenten des ternären Schnittes nicht darstellen läßt, so daß also der betreffende D. keine phasentheoretische Bedeutung besitzt. Ebenso kommt den auf solchen Feldergrenzen auftretenden Temperaturmaxima oder -minima keine Bedeutung zu. Zur Verdeutlichung sei das schematische Schmelzdiagramm (Tetraeder) des Systems A—B—C—D betrachtet, in dem die binären Verbindungen AD, BD und CD, und die ternäre Verbindung ABC auftreten (].). Hierbei sei angenommen, daß in dem ternären Schnitt AD—BD—CD

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o

1: Vierstoffeyetem A—B — C — D mit drei binären und einer ternären Verbindung D

2: Schematisches Schmelzdiagramm (Teilausschnitt) des Die Feldergrenzen des Systems Systems A — B — C—D. AD — BD — D sind wegen der besseren Übersichtlichkeit fortgelassen.

(2.) ein Kristallisationsfeld von ABC auftritt, d. h. es ragt ein gewisser Teil des -> Kristallisationsraumes von ABC in den erwähnten Schnitt hinein (Raum Fxyz). Eine solche - s - Grenzkurve, z. B. x'F, bei der die drei Kristallisationsphasen AD, CD und ABC mit Schmelze koexistieren, „durchstößt" also im Punkt x die Ebene AD—BD —CD. Die Feldergrenzen ELx, E.2y und E3z entsprechen demzufolge monovarianten, ternären Gleichgewichten im (kondensierten) System AD —BD—CD (-*• kondensierte Systeme), die übrigen Feldergrenzen zum Ausscheidungsgebiet von ABC jedoch nicht, da ABC in einer anderen Ebene des Vierstoffsystems liegt. Demzufolge entsprechen auch die P u n k t e x, y und z keinen ternären Gleichgewichten und sind somit D. Auch das angedeutete Temperaturmaximum a auf der Grenze yz besitzt phasentheoretisch keine Bedeutung. In ternären Schnitten durch Vierstofftetraeder, die willkürlich, z. B. mit konstantem Gehalt an einer Komponente durch das System gelegt werden, sind als Berührungspunkte dreier Kristallisationsfelder fast immer D . (und nur zufallsweise ternäre -»• eutektische oder -> Gabelpunkte).

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Durchzehrung

Durchzehrung

Abzehrung

Düsenblasverfahren — Verfahren zur Herstellung von -»• Glasfasern durch Verblasen einer aus dem Düsenboden einer Düsenwanne tretenden Glasschmelze mittels hochgespannten Dampfes. Das Prinzip der Arbeitsweise des D. ist in der Abb. dargestellt. Die Düsenwanne besteht zumeist aus Platin bzw. einer Platinlegierung und wird direkt mit dem Platin als elektrischem Widerstand beheizt. Die aus den Düsen des Wannenbodens unterhalb der Wanne austretende Glasschmelze wird von einem hochgespannten Dampf erfaßt, der mit einem Druck von 0 , 3 - - 0 , 6 M P a und mit einer Geschwindigkeit bis zu 350 km/h aus einem Düsenkranz austritt; durch diesen wird die Glasmasse zu Fasern ausgezogen. Diese werden mit Schmälze oder einem organischen Binder besprüht und gelangen nach Passieren einer mittels eines Ringgasbrenners beheizten Trockenzone auf eine rotierende, unter Unterdruck stehende Siebtrommel. Das auf der Trommel sich ansetzende Glasfasergewirr wird von dieser bis zum Ende der Saugzone mitgenommen und von dort in Form eines endlosen Glasfaserbandes oder Vlieses abgenommen.

Düsenstein in seitlicher Anordnung (schematisch) 1 — Düsenstein, 2 — Gasbrenner, 3 — F l a m m e , 4 - Brennerwange, 5 - Gas, 6 - Luft, 7 - H e i ß l u f t S - Achse gemauerter Brenner

Für D. werden überwiegend -> schmelzgegossene Feuerfesterzeugnisse, —> Kieselgut, -> „Feuerfesterzeugnisse mit mittlerem Al 2 0 3 -Gehalt" (Schamotte-Erzeugnisse), -> zirkondioxidhaltige Feuerfesterzeugnisse und basische Feuerfesterzeugnisse verwendet. Düsenzerstäubung -> Zerstäubungstrocknung Düsenzieh verfahren — Verfahren zur Herstellung von -»- Glasseide durch Ziehen von Glasfäden aus einer mit Düsen versehenen Glaswanne. Das P r i n z i p d e s V e r f a h r e n s ist in der Abb. dargestellt. Die Glaswanne zur Aufnahme der Glasschmelze besteht zumeist aus Platin bzw. einer Platin-Rhodium-Legierung. Man unterscheidet zwischen einem einstufigen (Direktspinnverfahren) und einem zweistufigen D.

Prinzip des Düsenblasverfahrens (schematisch) 1 — Glasschmelze, 2 — Ofenisolierung, 3 — Dampf, 4 — Fasern, -5 — Besprühung, 6 — beheizte Trockenzone, 7 — Siebtrommel, a — Spule

Die Leistungsfähigkeit liegt bei einem Aggreg a t mit 80 Platinböden zwischen 7,5 und 35 kg/h bei einer Faserdicke von 5- • • 10 fim. Die Faserlängen bewegen sich zwischen 50 und 350 mm (-> Glasfaserstoffe, -> Glasfasern, Glasfasererzeugnisse). Düsenstein, Brennerstein — ein Feuerfesterzeugnis, das Bestandteil der Zustellung von Brennern in mit fossilen Brennstoffen (öl, Ferngas, Erdgas) beheizten Schmelz- und Feuerungsanlagen; er dient der Weiterleitung und weiteren Formung der Gas- oder Heizölflamme, welche aus der Brennerlanze austritt. Bei Erdgas ist eine Anordnung des D. in den Brennerwangen (seitliche Anordnung), bei Heizöl an der Unterkante des Brennermaules (Unterbankanordnung) verbreitet. Es gibt aber noch eine Reihe anderer Einbauorte. I n speziellen Schmelzöfen z. B. den sog. Unitmeltern führen die D. direkt in den Ofenraum über der Schmelz-

Prinzip des Düsenziehverfahrens 1 — Glasschmelze, 2 — S c h a m o t t e bzw. Sinterkorund, 3 — Elementarfäden, 4 — Bindemittelkissen, 5 — Spinnfäden, 6 — Spule

Edelsteine Beim e i n s t u f i g e n D. gelangt die flüssige Glasschmelze aus einer Vorschmelzwanne in die einzelnen angeschlossenen Platinziehwannen, aus denen die F ä d e n gezogen werden. Beim z w e i s t u f i g e n I). werden zunächst etwa 7 g schwere Kugeln (Marbeln) hergestellt, die der Platinziehwanne m i t einem Dosierautomaten so zugeteilt werden, daß der Glasspiegel in der Ziehwanne stets die gleiche Höhe hat. Die Kugeln dürfen weder Blasen noch Steinchen enthalten, da dies zum Reißen der F ä d e n f ü h r e n k a n n . Die Beheizung der W a n n e erfolgt direkt mit dem Platin der Wanne als elektrischem Widerstand. Die Temperaturen betragen etwa 1475 --1575 K . I m verstärkten Boden der Wanne befinden sich die Ziehböden, die die F o r m von Nippeln mit Bohrungen von 1,4- --2,0 m m haben. Die Anzahl k a n n je nach W a n n e n t y p 100, 200, 400, 800 u n d mehr betragen. Die aus den Düsen austretende Glasschmelze wird in F o r m der Elementarfäden nach u n t e n abgezogen, an einem Bindemittelkissen zu einem Spinnfaden vereinigt, verklebt ( ^ S c h l i c h te) u n d auf eine Primärspule mit einer Geschwindigkeit von 1500 " 3 0 0 0 m/min aufgespult. Mit dem D. lassen sich Elementarfäden mit Durchmessern etwa zwischen 5 u n d 30 ,«m herstellen.

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Durch Zusatz von Mn-Verbindungen vor oder während des Schmelzprozesses wird rotgefärbter E. erhalten, der als Rubinkorund bezeichnet wird. Edelmetallpräparat — organische Edelmetallsalzlösungen bzw. Suspensionen, aus denen sich im Dekorbrand zusammenhängende, haftfeste, weniger als 1 ¡um dicke Metallschiehten (Gold, Silber, Platin u. a.) abscheiden. Verwendung in der -> Aufglasurdekoration und f ü r elektrotechnische Zwecke. Zur Anwendung gelangen sogenanntes Glanzgold, ->• Glanzsilber, —> Glanzplatin, -> Poliergold u. a. Einige Edelmetalle und deren Oxide werden f ü r -»- Unterglasurdekorationen in feinstverteilter fester F o r m verwendet, so Gold f ü r rötlichbraune, Iridium- u n d R u t h e n i u m o x i d f ü r tiefschwarze u n d Platin f ü r graue Töne.

Edelsteindubletten — durch künstliches Zusammensetzen zweier oder mehrerer gleich großer oder auch ungleich großer Edelsteine gefertigte Steine. Hierbei sind viele Variationsmöglichkeiten gegeben. Ober- und Unterteil können beispielsweise aus dem gleichen echten Stein bestehen, u m einen grösseren herzustellen. Häufig wird auch als Oberteil Da Spinnspulen keine Handelsware darstellen, ein wertvoller Stein und als Unterteil eine Glasschließt sich im allgemeinen ein Zwirnprozeß an. masse verwendet. Verschiedentlich sollen mit Hierbei enthält die Glasseide entweder einen Dubletten, die aus ganz geringwertigen Steinen Schutzdrall von 3 0 - - 4 0 Umdrehungen je m, oder bestehen, wertvolle Steine nachgeahmt werden. sie wird zu einem Glasseidenzwirn mit 70 - • • 1200 Drehungen je m verarbeitet. Danach durchläuft . So werden z. B. Smaragde durch Zusammenschweisder Faden zumeist die konventionelle Textil- sen zweier Bergkristallstücke m i t einer grünen Glasmasse nachgebildet. verarbeitung. Dubletten werden meist in der Rondistebene zuEinige technische D a t e n f ü r die Platinwanne sammengesetzt. Eine Ausnahme bilden die GranatMasse einer Wanne (Einstufenverfahren) 1,5 kg glasdubletten, bei denen ein dünnes GranatMasse einer Wanne (Zweistufenverfahren) 6,0 kg plättchen auf die obere H ä l f t e des Oberteils gesetzt Olasinhalt einer Wanne 2.5---5 kg wird. I m übrigen wird rubin- bzw. andersfarbiges (riasstand 8,0---12,0 cm Lebensdauer der Wannen mit 10% KhoGlas verwendet. Der h a r t e Granat verleiht derdium 6 bis 7 Monate artigen Dubletten eine größere Haltbarkeit. F ü r Leistung beim Einstufenverfahren 90 kg je 8 h bei die sogenannten Opaldoubletten, bei denen eine (Glasseide von 9 /an Dmr.) 408 Düsen Leistung bei Zweistufenverfahren 15 kg je 8 h bei dünne Opalschicht auf eine Unterlage aus Onyx (Glasseide von 5 fim Dmr.) 204 Düsen oder gemeinem Opal geklebt ist, m u ß die BezeichBetriebsspannung 2.6---2,7 V nung „Schichtopal" als angebrachter gelten. Betriebsstromstärke 3100---3200 A Betriebsspannung (Vorschmelzwanne) Betriebsstromstärke (Vorschmelzwanne)

1,6-"1,8 V 2600-• -2800 A

Dynacal -s- Schmelzkalk Dynacast-Stein -> Jargal-Stein Dynaspinell —> Schmelzspinell

Edelkorund — ein -> Schmelzkorund von meist weißer Farbe, dessen Al 2 0 3 -Gehalt mindestens 98% beträgt. Als Rohstoff wird ausschließlich calcinierte Tonerde verwendet. Der Anteil an Verunreinigungen im E. ist daher sehr gering. E. besteht f a s t vollständig aus -> K o r u n d (a-Al 2 0 3 ). Wegen seiner großen H ä r t e u n d seines guten Schleifverhaltens wird E. zum überwiegenden Teil zu Schleifmitteln (z. B. Schleifscheiben) verarbeitet. Als feuerfestes Material wird er n u r f ü r sehr reine und/oder hochAl,0 3 -haltige Erzeugnisse f ü r spezielle Anwendungsgebiete (z. B. Glasschmelzwannen) verwendet. E r gelangt nur in gekörnter F o r m in den H a n d e l .

Edelsteine bzw. Schmucksteine — auf Grund besonderer Eigenschaften und Vorkommen f ü r Schmuckzwecke verwendete - » Minerale. Die als E.- oder Sch. bezeichneten Minerale nehmen innerhalb des Mineralbereiches keine Sonderstellung ein. Die Auszeichnung verschiedener Minerale als E.- oder Sch. t r ä g t rein subjektiven Charakter u n d wird vom ästhetischen E m p f i n d e n des Menschen bestimmt. Edle — d . h . , durch besondere Schönheit auffallende — Steine sind seit J a h r t a u s e n d e n b e k a n n t und begehrt. Die charakterisierenden Eigenschaften, die unbedingt vorhanden sein müssen, sind: Schönheit u n d Vollkommenheit der Farbe, große Härte, auffallender Glanz, Durchsichtigkeit u n d Klarheit (bei schöner F ä r b u n g kommen auch undurchsichtige Minerale infrage, wie z. B. Türkis), keine Eigenschaft — aber wichtige Bedingung — ist die Seltenheit des Vorkommens. Verschiedene Minerale werden auch auf Grund besonderer Lichterscheinungen f ü r Schmuckzwecke interessant (Lichtschimmer beim Mondstein,

Edelsteine Beim e i n s t u f i g e n D. gelangt die flüssige Glasschmelze aus einer Vorschmelzwanne in die einzelnen angeschlossenen Platinziehwannen, aus denen die F ä d e n gezogen werden. Beim z w e i s t u f i g e n I). werden zunächst etwa 7 g schwere Kugeln (Marbeln) hergestellt, die der Platinziehwanne m i t einem Dosierautomaten so zugeteilt werden, daß der Glasspiegel in der Ziehwanne stets die gleiche Höhe hat. Die Kugeln dürfen weder Blasen noch Steinchen enthalten, da dies zum Reißen der F ä d e n f ü h r e n k a n n . Die Beheizung der W a n n e erfolgt direkt mit dem Platin der Wanne als elektrischem Widerstand. Die Temperaturen betragen etwa 1475 --1575 K . I m verstärkten Boden der Wanne befinden sich die Ziehböden, die die F o r m von Nippeln mit Bohrungen von 1,4- --2,0 m m haben. Die Anzahl k a n n je nach W a n n e n t y p 100, 200, 400, 800 u n d mehr betragen. Die aus den Düsen austretende Glasschmelze wird in F o r m der Elementarfäden nach u n t e n abgezogen, an einem Bindemittelkissen zu einem Spinnfaden vereinigt, verklebt ( ^ S c h l i c h te) u n d auf eine Primärspule mit einer Geschwindigkeit von 1500 " 3 0 0 0 m/min aufgespult. Mit dem D. lassen sich Elementarfäden mit Durchmessern etwa zwischen 5 u n d 30 ,«m herstellen.

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Durch Zusatz von Mn-Verbindungen vor oder während des Schmelzprozesses wird rotgefärbter E. erhalten, der als Rubinkorund bezeichnet wird. Edelmetallpräparat — organische Edelmetallsalzlösungen bzw. Suspensionen, aus denen sich im Dekorbrand zusammenhängende, haftfeste, weniger als 1 ¡um dicke Metallschiehten (Gold, Silber, Platin u. a.) abscheiden. Verwendung in der -> Aufglasurdekoration und f ü r elektrotechnische Zwecke. Zur Anwendung gelangen sogenanntes Glanzgold, ->• Glanzsilber, —> Glanzplatin, -> Poliergold u. a. Einige Edelmetalle und deren Oxide werden f ü r -»- Unterglasurdekorationen in feinstverteilter fester F o r m verwendet, so Gold f ü r rötlichbraune, Iridium- u n d R u t h e n i u m o x i d f ü r tiefschwarze u n d Platin f ü r graue Töne.

Edelsteindubletten — durch künstliches Zusammensetzen zweier oder mehrerer gleich großer oder auch ungleich großer Edelsteine gefertigte Steine. Hierbei sind viele Variationsmöglichkeiten gegeben. Ober- und Unterteil können beispielsweise aus dem gleichen echten Stein bestehen, u m einen grösseren herzustellen. Häufig wird auch als Oberteil Da Spinnspulen keine Handelsware darstellen, ein wertvoller Stein und als Unterteil eine Glasschließt sich im allgemeinen ein Zwirnprozeß an. masse verwendet. Verschiedentlich sollen mit Hierbei enthält die Glasseide entweder einen Dubletten, die aus ganz geringwertigen Steinen Schutzdrall von 3 0 - - 4 0 Umdrehungen je m, oder bestehen, wertvolle Steine nachgeahmt werden. sie wird zu einem Glasseidenzwirn mit 70 - • • 1200 Drehungen je m verarbeitet. Danach durchläuft . So werden z. B. Smaragde durch Zusammenschweisder Faden zumeist die konventionelle Textil- sen zweier Bergkristallstücke m i t einer grünen Glasmasse nachgebildet. verarbeitung. Dubletten werden meist in der Rondistebene zuEinige technische D a t e n f ü r die Platinwanne sammengesetzt. Eine Ausnahme bilden die GranatMasse einer Wanne (Einstufenverfahren) 1,5 kg glasdubletten, bei denen ein dünnes GranatMasse einer Wanne (Zweistufenverfahren) 6,0 kg plättchen auf die obere H ä l f t e des Oberteils gesetzt Olasinhalt einer Wanne 2.5---5 kg wird. I m übrigen wird rubin- bzw. andersfarbiges (riasstand 8,0---12,0 cm Lebensdauer der Wannen mit 10% KhoGlas verwendet. Der h a r t e Granat verleiht derdium 6 bis 7 Monate artigen Dubletten eine größere Haltbarkeit. F ü r Leistung beim Einstufenverfahren 90 kg je 8 h bei die sogenannten Opaldoubletten, bei denen eine (Glasseide von 9 /an Dmr.) 408 Düsen Leistung bei Zweistufenverfahren 15 kg je 8 h bei dünne Opalschicht auf eine Unterlage aus Onyx (Glasseide von 5 fim Dmr.) 204 Düsen oder gemeinem Opal geklebt ist, m u ß die BezeichBetriebsspannung 2.6---2,7 V nung „Schichtopal" als angebrachter gelten. Betriebsstromstärke 3100---3200 A Betriebsspannung (Vorschmelzwanne) Betriebsstromstärke (Vorschmelzwanne)

1,6-"1,8 V 2600-• -2800 A

Dynacal -s- Schmelzkalk Dynacast-Stein -> Jargal-Stein Dynaspinell —> Schmelzspinell

Edelkorund — ein -> Schmelzkorund von meist weißer Farbe, dessen Al 2 0 3 -Gehalt mindestens 98% beträgt. Als Rohstoff wird ausschließlich calcinierte Tonerde verwendet. Der Anteil an Verunreinigungen im E. ist daher sehr gering. E. besteht f a s t vollständig aus -> K o r u n d (a-Al 2 0 3 ). Wegen seiner großen H ä r t e u n d seines guten Schleifverhaltens wird E. zum überwiegenden Teil zu Schleifmitteln (z. B. Schleifscheiben) verarbeitet. Als feuerfestes Material wird er n u r f ü r sehr reine und/oder hochAl,0 3 -haltige Erzeugnisse f ü r spezielle Anwendungsgebiete (z. B. Glasschmelzwannen) verwendet. E r gelangt nur in gekörnter F o r m in den H a n d e l .

Edelsteine bzw. Schmucksteine — auf Grund besonderer Eigenschaften und Vorkommen f ü r Schmuckzwecke verwendete - » Minerale. Die als E.- oder Sch. bezeichneten Minerale nehmen innerhalb des Mineralbereiches keine Sonderstellung ein. Die Auszeichnung verschiedener Minerale als E.- oder Sch. t r ä g t rein subjektiven Charakter u n d wird vom ästhetischen E m p f i n d e n des Menschen bestimmt. Edle — d . h . , durch besondere Schönheit auffallende — Steine sind seit J a h r t a u s e n d e n b e k a n n t und begehrt. Die charakterisierenden Eigenschaften, die unbedingt vorhanden sein müssen, sind: Schönheit u n d Vollkommenheit der Farbe, große Härte, auffallender Glanz, Durchsichtigkeit u n d Klarheit (bei schöner F ä r b u n g kommen auch undurchsichtige Minerale infrage, wie z. B. Türkis), keine Eigenschaft — aber wichtige Bedingung — ist die Seltenheit des Vorkommens. Verschiedene Minerale werden auch auf Grund besonderer Lichterscheinungen f ü r Schmuckzwecke interessant (Lichtschimmer beim Mondstein,

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Edelsteinunterschiebungen

Farbschiiler beim Labradorit, Asterismus beim Sternrubin und -saphir, Farbspiel beim -> Opal u.a.). Die Anteile der genannten Eigenschaften sind bei den einzelnen Edelsteinen und Schmucksteinen sehr unterschiedlich. Die F a r b e steht normalerweise von allen Schönheitseffekten an erster Stelle. Die allgemein geforderte große H ä r t e k a n n bei sehr schön gefärbten Steinen durchaus niedriger sein (z. B. Malachit, HM 3,5--4). Andererseits können ausreichend harte, weitverbreitete, z. T. sogar weltweit gesteinsbildende Minerale Edelsteinqualität erreichen, wenn ihre sonst unscheinbare Beschaffenheit Abweichungen aufweisen, die sie f ü r Schmuckzwecke interessant m a c h t . Wichtig ist dabei auch der Grad der Seltenheit solcher Abweichungen. Der beispielsweise bisher auf Grund seiner t r ü b e n graubraunen F a r b e als Seh. nie verwendbare Zoisit wurde 1967 in Tansania in klaren, z. T. saphirblauen Kristallen gefunden, die eine ausgesprochene Edelsteinqualität besitzen. Die wertmäßige Einstufung u n d Verwendung der einzelnen E. u n d Sch. ist in gewissen Grenzen dem Zeitgeschmack unterworfen. Auch wurden f r ü h e r Minerale als E. angesprochen, die heute als solche nicht mehr benutzt werden und umgekehrt. So läßt sich weder der Begriff des E. fest umreißen noch läßt sich eine scharfe Grenze zwischen E. u n d Sch. ziehen. Mit dem Begriff E. wird zumeist eine HM > 7 (oberhalb Quarz) verbunden. Edle Minerale mit der H ä r t e 7 (also einschl. Quarzvarietäten) u n d kleiner bezeichnet m a n allg. als Sch. Der f ü r letztere noch häufig anzutreffende Ausdruck „Halbedelstein" ist als unsachgemäß und veraltet anzusehen; ursprünglich wurden hiermit die undurchsichtigen im Gegensatz zu den durchsichtigen „Edelsteinen" bezeichnet. Zeitweise wurden alle E., außer D i a m a n t , Smaragd, R u b i n und Saphir, als Halbedelsteine bezeichnet. Zusammenstellung Schmucksteine Achat Almandin Amatrix Amethyst Andalusit (Chiastolith) Andradit (Demantoid) Apatit Aquamarin Aventurinquarz Axinit Azurit Eaumstein Benitoit Bergkristall Bronzit Oancrinit Chrysoberyll Chrysoberyllkatzenauge Chrysokoll Chrysolith Chrysopras Cordierit Diamant Diopsid Dioptas Dysthen Enhydros Epidot Euklas Fabulit Falkenauge Faserkalk

der im

Buch

Feuerstein Flußspat Goldquarz firossular Haar- u. Nadelsteine Hauyn Haematit Heliotrop Hemimorphit Hiddenit Holzstein Hyazinth Hypersthcn Jaspis Jadeit Karneol (Sarder) Kornerupin Kunzit Labradorit Lasurit Lazulith Malachit Meerschaum Melanit Mondstein Moosachat Mückensteine Natrolith Nephelin (Elfiolith) Nephrit Obsidian Opal

enthaltenen

Edel-

und

Orthoklas Phenakit Plasma Prasem Prehnit Pyrit Pyrop Quarzkatzenauge Rauchtopas Rhodochrosit Rosenquarz Rubin Rutil Saphir ( - » Rubin) Saphirquarz SiO,,-Varietäten Skapolith Smaragd Sonnenstein Sodalith Spinell Spessartin Staurolith Thomsonit Tigerauge Titanit Topas Turmalin Türkis Uwarowit Vesuvian Variscit Zinkspat Zirkon Zoisit

Von den etwa 2000 bisher b e k a n n t e n Mineralen wird n u r ein sehr kleiner Teil (ss 100) als E. oder Sch. verwendet. I n Gegenüberstellung mit den synthetischen E. spielt der Echtheitsbegriff eine Rolle: E c h t ist immer n u r der Naturstein, d. h. daß f ü r Synthesen, Edelsteinimitationen und -> Edelsteindubletten diese Bezeichnung nicht anwendbar ist. Von den in diesem Buch erfaßten Mineralien werden die als E. bzw. Sch. verwendeten (s. Tab.) u n t e r dem Gesichtspunkt „Schmucksteine" n ä h e r beschrieben. Die einzelnen charakteristischen D a t e n der E. u n d Sch., wie Gitterkonstanten, Lichtbrechung, Dichte usw., sind dem jeweiligen allgemein abgehandelten Mineralhegriff zu e n t n e h m e n . Einige Schmucksteine zählen nicht zu den Mineralien, so ist ->• Obsidian ein Gesteinsglas granitischer Zusammensetzung und — M o l d a w i t ein natürliches Glas vermutlich außerterrestrischer H e r k u n f t . Außerdem werden im Z u s a m m e n h a n g mit der Edelsteinkunde e r w ä h n t : Monatssteine, Edelsteindubletten, -> Edelsteinunterschiebungen, -»• Absorptionsspektren, Dispersion. Edelsteinunterschiebungen — im Edelsteinhandel verwendete geringwertige Schmucksteine, die den unkundigen K ä u f e r äußerlich bezüglich Reinheit u n d F a r b e der Steine keine Unterschiede zu echten Steinen erkennen lassen. Eine derartige Verwendung erfolgt in der betrügerischen Absicht, den Käufer zu täuschen u n d wird als „Unterschiebung" bezeichnet. So gilt z. B . der Verkauf eines roten Granaten anstelle eines Rubins als Unterschiebung. Auch Benennungen wie „ K a p r u b i n " (für den -> P y r o p aus der K a p p r o vinz, Südafrika) sind unzulässig, da dies obendrein eine Verschleierung ist, die mit der Unertahrenheit des Käufers rechnet. Ähnlich verhält es sich m i t Bezeichnungen wie R a u c h t o p a s ( = Rauchquarz), Uralsmaragd ( = —> Demantoid) u. a. I m internationalen Edelsteinhandel wird sorgfältig darauf geachtet, daß klare Definitionen u n d einwandfreie Bezeichnungen verwendet werden. Der internationale Juwelierverband ( B I B A O H ) h a t sich hierbei durch Herausgabe einer Internationalen Edelsteinnomenklatur besonders verdient gemacht. Edingtonit — zur —>- Natrolithgruppe gehörender natürlicher -> Zeolith. 1. Ba[Al 2 Si 3 O 10 ] • 3 H 2 0 A B a O - A I 2 0 3 - 3 S i 0 2 X 3H20. Grenzen der Veränderung der Zusammensetzung: E s können geringe Mengen von Ca, N a u n d K vorhanden sein. 2. Tetragonal-skalenoedrisch; D\d — P421 m ; a0 = 0,960 c 0 = 0,654; Z = 2. Die S t r u k t u r ist kettenförmig aus miteinander verbundenen [Si, Al]0 4 -Tetraedern a u f g e b a u t . Die seitliche Verknüpfung der K e t t e n erfolgt in charakteristischer einfacher Weise d u r c h Sauerstoffatome, die auf den Symmetrieflächenliegen (s. Natrolithgruppe). Die Kanäle, die senkrecht zur c-Achse angeordnet sind, sind beim E. (und beim Thomsonit) im Querschnitt wahrscheinlich größer als in der Strukt u r - s - des Natroliths.

Einbindung

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6. Der dehydratisierte E. ist bis 525 K thermisch stabil. 7. Bei dem kinetischen D r m . von 0,26 n m ist H 2 0 das größte adsorbierbare Molekül. 8. E . ist bedingt als Molekularsieb einsetzbar.

-> Strengflüssige Glasuren neigen insbesondere in sehr dünner Lage ( < 100 ¡xm) s t a r k zu E . E. gilt als Merkmal f ü r die Gütebeurteilung von Glasuren. Hohe E., d. h. dichtes Kraternetz, schließt guten Glanz aus.

Lit.: FOSTER: US Geolog. Surv. Prof. Paper, 504-E (1964).

Eigenstruktur — die bei Sedimentlagerstättenbildung entstandene Orientierung bläschenförmiger Mineralteilchen. Besonders in Tonlagerstätten lagerten sich die ->- Tonmineralien flach und parallel zueinander ab. Die E. f ü h r t bei Wasseraufnahme zu eindimensionaler Quellung senkrecht zu den Schichten und beim Trocknen zu einer entsprechenden Schwindung. Die E. m u ß in der Keramik bei der -»• Aufbereit u n g durch Aufschließen zerstört werden, da anderenfalls die Quell- und Schwinderscheinungen unaufgeschlossener Stücke zu Qualitätsminderungen an den Halb- u n d Fertigerzeugnissen führen.

Effusivgestein -> Magmagestein E.-Glas — alkaliarmes Borosilicatglas mit speziellen Eigenschaften zur Herstellung von E.-Glasseide (->• Glasseide). E.-G. wurde ursprünglich speziell f ü r die Elektroindustrie entwickelt. So zeichnet sich E.-Glasseide vor anderen Glasseidentypen in der Isoliertechnik durch sehr gute elektrische Eigenschaften bei gleichzeitig sehr guter thermischer Beständigkeit aus. Die relativ hohe mechanische Festigkeit bleibt f ü r über einen großen Temperaturbereich a u c h bei Einwirkung von Feuchtigkeit konstant. Weitere Vorteile sind: hoher spezifischer Widers t a n d , hohe Druckfestigkeit, niedrige Dielektrizitätskonstante, geringer dielektrischer Verlustf a k t o r t a n ö, niedriger Füllfaktor im Vergleich zu anderen Umspinnungsmaterialien. Die Anwendung von E.-G. ist auch wegen seiner g u t e n mechanischen und chemischen Eigenschaften über die Anwendung f ü r elektrotechnische Zwecke hinaus weit verbreitet. Die E.-G.-Zusammensetzungen weichen bei den Herstellern etwas voneinander a b ; sie lassen sich jedoch insgesamt auf den G r u n d t y p eines alkalia r m e n bzw. -freien Borosilicatglases zurückführen, dessen Zusammensetzung sich etwa wie folgt angeben läßt (Ma. in % ) : Si0 2 Al,Oa B a O s CaO MgO Na.O K , 0 50•••55 13—15 8---12 15 •22 0—5 0—1 0—1 z. B. 54,5 14,5 8,5 22,0 0,5

F3 0—0,6

Einige Eigenschaften von E-Glas bzw. E.-Glasseide Dichte in kg/dm 3

T,

Hydrol. Klasse Zugfestigkeit OZB in kN/irim2 bei 675 K nach 24 h Temperaturbelastung in N/mm 1 Massebezogene Zugfestigkeit in N/mm 2 Bruchdehnung e in % JS-Modul in kH/mm' Massebezogener .E-Modul Temperaturbelastbarkeit

2,5 1125 K

I

1,4—1,5, gemessen an einem 204fädigen Spinnfaden (21 °C, 65% rel. Feuchte) 700—800 560—620 2--3 73 29 bis etwa 900 K ohne Festigkeitsverlust

Eierschaligkeit — -> Glasurfehler, der sich als unruhige, bereits in kleinen Flächen stark wellige Glasuroberfläche, darstellt und im Aussehen mit der Textur von Vogeleiern vergleichbar ist (Name). F ü r besonders starke Fälle der E. wird der Begriff - > Orangenschaligkeit gebraucht. Die unruhige, noch nicht glattgeflossene oder bereits wieder aufgekochte Glasuroberfläche ist mit vielen K r a t e r n bedeckt, deren Tiefe wesentlich geringer als der D m r . ist (Tiefe < 10 ¡xm; Dmr. 100- -150 ¡xm). Unterhalb jedes Kraters liegt wie beim Nadelstich eine Blase, deren D m r . hier jedöch < 50 ¡xm ist. Nadelstichigkeit und E . können demnach als zwei Erscheinungsformen desselben Fehlers (Blasenbildung in der Glasur) angesehen werden.

Eimerkettenbagger >• Bagger mit in regelmäßigen Abständen an einer endlosen K e t t e befestigten Eimern. Diese lösen das Material von der W a n d und nehmen es mit. E. können als Hoch- oder Tiefbagger arbeiten. Als Hochbagger stehen sie auf der Sohle des abzubauenden Materials; sie lösen das Material der vor dem Bagger liegenden W a n d beim Heruntergehen der Eimer und nehmen das gelöste Gut a m F u ß e der W a n d auf. Als Tiefbagger stehen sie auf dem abzubauenden Lager; die Eimer lösen das Material beim Heraufgehen, füllen sich mit ihm und führen es dem Schütttrichter zu. Die Vorteile der E. bestehen insbes. im Vormischen durch den Parallelschnitt und im Vorzerkleinern zu kleinen scholligen Stücken. Die Förderleistung eines E. beträgt bis zu 8000 m 3 /h. Einbindung — während des Brandes von -» Feuerfesterzeugnissen eingetretener Versinterungsgrad zwischen Bindemittel (Grundmasse, Feinkorn) u n d -»• Magerungsmittel (Grobkorn, Sekundärkorn). Obwohl die E. als eine wichtige Größe zur Charakterisierung des Gefüges feuerfester Erzeugnisse e r k a n n t wurde, gibt es noch keine einheitliche Definition oder ein verbindliches Bestimmungsverfahren. I n allgemeinster F o r m k a n n die E. ausgedrückt werden als der Anteil der Oberfläche der Gesamtheit des Grobkorns, der mit dem Bindemittel versintert wurde und nicht durch Poren von diesem getrennt wird, d. h. E = O — P, wobei unter E Einbindung, O Oberfläche des Grobkorns, P die an Poren angrenzende Oberfläche des Grobkorns zu verstehen ist. Von großer Bedeutung ist die E. f ü r die nach unplastischen Verfahren (unplastische Formgebung, -> Halbtrockenverfahren, Trockenpreßverfahren) hergestellten Feuerfesterzeugnisse. Bei basischen Feuerfesterzeugnissen (-> „Feuerfesterzeugnisse mit hohem Gehalt an MgO und/ oder Cr 2 O a ") stellt die E. einen geringen, aber meist nicht exakt erfaßbaren Anteil der sog. -> Direktbindung dar. Die E. steht in engem Zusammenhang mit der offenen Porosität, der Druckfestigkeit bei R a u m t e m p e r a t u r (-> Kaltdruckfestigkeit), der Druck-

190

Einbrandverfahren

feuerbeständigkeit, der Yolumenstabilität u. a. Zwangsläufig wird auch dadurch der Gebrauchswert beeinflußt, beispielsweise die Beständigkeit gegenüber chemischem Angriff (-> Verschlackung) oder mechanischer Beanspruchung (z. B. —s- Abriebfestigkeit). Einbrandverfahren — Brenntechnologien, nach denen der getrocknete, keramische Rohling nur einer Hochtemperaturbehandlung (-> Scharfbrand) unterworfen wird. Der keramische Stoffbildungsprozeß erfordert dabei entweder nur diesen einen Brand oder wird durch den Einsatz thermisch vorbehandelter Rohstoffe (z. B. calcinierte Rohstoffe, Glattscherben) beschleunigt. Weiterhin müssen die Zusammensetzung des Scherbens bzw. der Masse und die der Glasur im Brennverhalten übereinstimmen bzw. aufeinander abgestimmt sein. Das E. wird vorzugsweise bei grobkeramischen Massen (Ziegeleierzeugnissen, Feuerfestmaterialien), starkscherbigen feinkeramischen Werkstükken (-> Isolatoren, —> Sanitärkeramik) sowie bei vielfältigen technischen und Sondermassen angewandt. —»• Wandfliesen lassen sich nach dem E. bei Verwendung hochwollastonithaltiger Massen nach dem E. herstellen. Auch Gießfliesen (-> Kervitfliesen), die bis auf einen geringen Bindetonanteil aus inerten Bestandteilen bestehen, werden ebenfalls nach dem E. hergestellt. Die Glasierung erfolgt in diesem Falle durch Spritzen. Dünnscherbige feinkeramische Erzeugnisse, die glasiert werden, sind für E. im allgemeinen ungeeignet, da der rohe Scherben eine für die Berührung mit dem wäßrigen Glasurschlicker ungenügende Beständigkeit besitzt. Durch Zusatz von Härtern (vor allem organischen Klebemitteln, Harzen u. ä.) in Mengen von einigen Prozent zum Ausgangsversatz kann die erforderliche mechanische Festigkeit auch während und nach dem Glasierprozeß erreicht werden. In der industriellen Großproduktion ist das E. technologisch schwer zu beherrschen. (Vgl. Gegensatz -> Zweibrandverfahren.) Einbrennintervall Brennintervall Einkornbeton, grobporiger Beton — Leichtbeton, dessen offene Porosität auf Verwendung von nur einer Körnung (dichtes oder poriges Material), beispielsweise von 7-••15 mm oder 3- -7 mm, beruht. Die Körner werden durch mäßige Bindemittelzugabe an ihrer Oberfläche miteinander verkittet, so daß ausreichend große Lufthohlräume zwischen ihnen entstehen. Einlegemaschine -»• Gemengeeinlegemaschine Einlegevorbau, Doghouse — in Form einer Tasche ausgeführte Erweiterung des -»• Glasschmelzwannenofens zum Zwecke der Gemengeeinlage mit -> Gemengeeinlegemaschinen. Der E. reicht etwa 0,6- -1 m vor die Wannenbeckenkante. Mitunter sind auch mehrere E. an einer Wanne vorhanden. Die für den E. verwendeten Steinmaterialien sind einem hohen Verschleiß ausgesetzt (-*• Bassinecksteine). Einlegezone — Teil des -» Glasschmelzwannenofens, in dem das Einlegen des Gemenges, in der

Regel mit Gemengeeinlegmaschinen, erfolgt. In der E. soll sich das Gemenge in einer dünnen Schicht gleichmäßig über die Wannenbreite verteilen, um ein schnelles Durchschmelzen zu garantieren. Die E. geht unmittelbar in die -> Schmelzzone über. Einrichtung — Arbeitsmittel für die Formenherstellung im keramischen Betrieb (—> Form, —> Modell, Formgebung, keramische). . E. werden in Gips oder Kunststoffen aus der Modellform ausgegossen. Der Kern der E. ist das Positiv der äußeren Gestalt des zu fertigenden keramischen Rohlings. Aus der E. werden die ein- oder mehrteiligen Arbeitsformen (in der Regel in Gips) abgegossen. Die E. ist so auszuarbeiten, daß rotationssymmetrische Formen in der Formgebungsmaschine zentrisch laufen und Rohlinge aus mehrteiligen Formen an den Nahtstellen nur minimale Nacharbeit erfordern sowie sich gleichmäßige Scherbendicken ausbilden. Der Werkstoff Gips hat nur eine begrenzte Lebensdauer, ist aber leicht retuschierbar. Kunststoffe bzw. Kunststoff-Gips-Kombinationen (K. evtl. mit Füllstoffen) werden vor allem für E. eingesetzt, aus denen eine große Anzahl von Arbeitsformen abzugießen ist. Als Kunststoffe haben sich Mehrkomponentenharze, wie Epilox EGK 19 + 54, oder gummielastische Materialien, wie Naphtoflex, bewährt. Einscheibensicherheitsglas — durch thermische Behandlung in seiner mechanischen Festigkeit (a zB Si 125 MPa) und Temperaturwechselbeständigkeit (bis 535 K) wesentlich verbessertes Flachglas. Die thermische Behandlung besteht in der Erhitzung einer Flachglasscheibe bis zur eben beginnenden Erweichung mit einer darauffolgenden gleichmäßigen Abschreckung durch strömende Luft, wodurch im Glas eine starke gleichmäßig verteilte Verspannung erzielt wird, welche nach beendeter Abkühlung in den äußeren Schichten das Auftreten von Druckspannungen, in der inneren Schicht die Ausbildung von Zugspannungen zur Folge hat (-> thermische Glasverfestigung). Auf diese Weise hergestelltes Sicherheitsglas wird daher auch als „vorverspanntes Sicherheitsglas" bezeichnet. Der Grad der -» Vorverspannung ist abhängig von der Höhe der Vorerhitzung und der Intensität der Abschreckung. Die Verbesserung der Festigkeit, etwa 5fach höher im Vergleich zum normal gekühlten Glas, erklärt sich durch die im vorverspannten Glas vergleichsweise höheren Druckspannungen in der Oberflächenschicht, so daß z. B. bei einer Biegebeanspruchung die Druckfestigkeit des Glases (etwa lOfach höher als die Zugfestigkeit) voll ausgenutzt werden kann. Beim Bruch vorgespannten Glases entstehen nur kleine, bröckelartige Splitter ohne scharfe Schneidkanten (-> Krümelbruch). Mechanische Festigkeit und Lichtdurchlässigkeit sind höher als bei -s- Mehrschichtsicherheitsglas. Einscheibensicherheitsglas, emailliertes emailliertes Glas, das durch thermische Behandlung vorverspannt (-> Einscheibensicherheitsglas, —> Vorverspannung, thermische Glasverfestigung) und auf der dem Befestigungshintergrund zugewandten Seite emailliert ist.

Einschmelzgläser Für e. E. bestehen die Forderungen: Biegefestigkeit mind. 50 MPa; TWB mind. 100 K ; bei Eintreten des Bruches sollen mit 90%iger Sicherheit keine Bruchstücke über 50 mm 2 Flächeninhalt auftreten. E. E. wird hauptsächlich zur Verglasung von Fassaden (Fassadenglas) eingesetzt. Dabei ist die Aufheizung der Scheiben (Ausdehnung im Rahmen) zu berücksichtigen, die von der Farbe, d. h. vom Reflexionsgrad abhängig ist. Dieser beträgt grob: 0,6 (60% Reflexion) für: Weiß, Silber, Creme, Gelb, Orange, Hellrot; 0,4 (40% Reflexion) für: Dunkelrot, Hellgrün, Hellblau; 0,2(20% Reflexion) für: Braun, Dunkelgrün, Lichtblau, Dunkelblau ; 0 (0% Reflexion) für: Schwarz.

Zur Hinterlüftung sollen die Fassadenglaselemente von dem dahinterliegenden Dämmstoff einen Abstand von 20---30 mm haben. Einschicht-Direktemaillierung -> Direktemaillierung Einschlüsse (in Schmucksteinen) — vom Edelbzw. Schmuckstein umschlossene anders geartete Körper. Im Edelsteinhandel werden im allgemeinen drei Gruppen von E. unterschieden: Mineraleinschlüsse, Hohlräume, „Fahnen und Federn" (Flächen und Risse). Die größte Bedeutung haben hierbei die Mineraleinschlüsse, da sie stets eine genetische Beziehung zu dem umgebenden Edelstein haben. Es lassen sich Aussagen über die Entstehungsgeschichte des Hauptminerals treffen, und oft besteht sogar die Möglichkeit, den ursprünglichen Fundort des Rohmaterials zu bestimmen. Entscheidend können Mineraleinschlüsse bei der Beurteilung der Echtheit von Edelsteinen sein (z. B. im Vergleich zu synthetischen Steinen). Andererseits werden E. jeder Art vom Besitzer des Edelsteines nicht gern gesehen, da sie stets als wertmindernd gelten; besonders gilt dies für die sogenannten Fahnen und Federn. Bei den Mineraleinschlüssen sind grundsätzlich drei Bildungsmöglichkeiten gegeben: 1. Die eingeschlossenen Minerale sind älter als das Wirtmaterial, dieser Fall ist bei Edelsteinen jedoch nur selten zu beobachten. 2. Die Einschlußminerale sind während des Wachstums des Edelsteines aus der Schmelze oder der Lösung mit ihm zusammen auskristallisiert und wurden von der schneller wachsenden Hauptmasse umschlossen. 3. Die Mineraleinschlüsse sind später entstanden; die Substanz ist in gelöstem Zustand von außen her durch Spalten und Hohlräume eingedrungen und dann erst auskristallisiert. Die Form der eingeschlossenen Minerale reicht von scharfkantigen Kristallen bis zu völlig unregelmäßigen Körnern. An Mineraleinschlüssen in Edel- und Schmucksteinen sind zu nennen: Rutil (-»- Rubine, -» Bergkristall) Zirkon (—> Rubine, Saphire) Biotit (Uralsmaragde) Diamantoktaeder (-»• Diamant) faserige Hornblende (-> Demantoid, Bergkristall).

191

Weiterhin treten als Einschlüsse auf: Muskovit, Quarz, Korund, Pyrit, Granat, Magnetit, Haematit, Augite, (Diopsid), Calcit, Ilmenit, Spinelle. An jüngeren Einschlußbildungen (Substanz auf Rissen und Sprüngen eingewandert) sind an erster Stelle die wasserhaltigen Oxide von Eisen u n d Mangan zu erwähnen. Sie finden sich besonders häufig in Türkisen (Türkismatrix). Eine besondere Art von E. stellen die verschiedentlich auftretenden Glaströpfchen dar, die in Peridot, Granat und Feldspat vorhanden sein können. Es handelt sich um Gesteinsschmelze, die nfolge rascher Abkühlung glasig erstarrt ist. Die Hohlräume, die charakteristisch und für die Edelsteinbestimmung wichtig sind, werden zwar allgemein als nicht erwünschter Fehler angesehen, doch können sie bei kanal- oder schlauchförmiger Ausbildung, entsprechender Feinheit und Häufigkeit sowie paralleler Anordnung zu interessanten Lichterscheinungen führen. Zu nennen sind hierbei der feine Lichtschimmer (die sog. „Seide") u n d die Erscheinung des Katzenauges. Dickere röhrenförmige Hohlkanäle führen z. B. beim Aquamarin zu einer Erscheinung, die von den Schleifern als „Regen" oder „Nägel" bezeichnet wird. Die Hohlräume, die sowohl völlig unregelmäßig als auch scharf kristallografisch (negative Kristalle) begrenzt sein können, sind meist mit einer oder mehreren Flüssigkeiten (wäßrige Lösungeil, flüssige Kohlensäure) oder mit Gas (C0 2 , CO) bzw. mit beiden gefüllt. Besonders hervorzuheben sind in diesem Zusammenhang die charakteristischen Dreiphaseneinschlüsse der Smaragde: Neben Gas und Flüssigkeit findet sich noch ein kleines Kriställchen, das in der Flüssigkeit schwimmt. Zu den Hohlräumen sind auch die Luftblasen zu rechnen, die sich in glasig erstarrten Ergußgesteinen (Obsidian), in synthetischen Edelsteinen und Glasimitationen befinden. Kennzeichnend sind für diese Blasen Totalreflexionserscheinungen, die sie im Mikroskop als schwarze Körper erscheinen lassen. Als „Fahnen" und Federn" werden allgemein flächenförmige Einlagerungen bezeichnet. Hierzu zählen Sprünge und Spaltrisse im Stein, sowie Flächen, auf denen sich nach der Kristallbildung Substanz abgeschieden hat. Die erstgenannten Fehler sind mechanisch entstanden, die anderen durch nachträgliche Ausscheidungen. Mikroskopisch sind echte Sprünge und Risse durch Totalreflexionserscheinungen zu erkennen, die durch eingedrungene Lufthäute hervorgerufen werden. Besonders gefährlich für manche Schmucksteine (z. B. Feldspäte) sind Spaltrisse, da sie zur Vergrößerung neigen. Ganz anderer Natur sind die von Flüssigkeitströpfchen besetzten Ebenen. Es handelt sich um Wachstumserscheinungen, die besonders beim Rubin, Saphir und Smaragd entwickelt sein können. Sie gelten als untrügliches Zeichen für die Echtheit der Steine. Zwar zeigen synthetische Steine ähnliche Bildungen, doch sind diese anders gestaltet. Einschmelzgläser — handelsübliche, in ihren Eigenschaften (vor allem dem Ausdehnungsverhai ten nach) standardisierte Gläser, die bei der va

192

Einsinkfarben

Beispiele lür „angepaßte" Einschmelzgläser Einzuschmelzendes Metall bzw. Legierung

Einschmelzglas

Nr.

Bezeichnung

Ak« in 10 -' K"1

I^u-aln. K

K

TVnneal,

T,0,t. K

1

Cu

423

617

339

738

Glassorten und Herstellerfirmen in der DDR 035 a

VEB Spezialglaswerk „Einheit" "Weißwasser

2

Fe

393-- •403

eos- •688

639- ••728

763- •891

4210

VEB Schott & Gen., Jena

3

F-Draht

353- •365

ess- •723

703- •868

863- •948

123a

wie 1

4

FeNi, FeCr

354-- •373

653" •773

703- •813

863-' -978

16

5

FeNiCo I

316- •322

708- ••783

848- •838

963- •1073

1447

m

756 b + f

wie 2 wie 2 wie 1

6

Mo

316- •325

708- •923

748- •983

963- •1183

637h

wie 1

7

W

306- •315

733- •973

768- •1023

973- •1233

36201 712/

wie 1

k u u m d i c h t e n V e r b i n d u n g v o n Glas m i t Metallen, z. B. in der H o c h f r e q u e n z - , Radio- u n d F e r n s e h t e c h n i k (Sende- u n d E m p f ä n g e r r ö h r e n b a u ) , verw e n d e t werden. F ü r die wichtigsten in d e r V a k u u m u n d E l e k t r o t e c h n i k v e r w e n d e t e n Metalle u n d Metallegierungen, wie Cu, Fe, Z i n k d r a h t , F e — N i , Fe—Cr, F e —Ni—Co, Mo, W, existieren eine Vielzahl von „ a n g e p a ß t e n " E . m i t auf den jeweiligen M e t a l l p a r t n e r n a b g e s t i m m t e n Ausdehnungskoeffizienten. U n t e r zusätzlicher V e r w e n d u n g v o n -> Zwischengläsern lassen sich beliebige K o m b i n a t i o n e n zwischen E . u n d a n d e r e n technischen Gläsern herstellen. N a c h technologischen Gesichtsp u n k t e n sind die E . ähnlich wie die Zwischengläser im wesentlichen d e n Geräte- u n d G l ü h l a m p e n gläsern zuzuordnen. (Eine A u s n a h m e bildet d a s f ü r die Drahtglasherstellung v e r w e n d e t e Tafelglas, d a s a u c h als Eiseneinschmelzglas b e t r a c h t e t werd e n könnte.) Bei „ a n g e p a ß t e n " E . sollte dieses, sofern es sich u m D r a h t d u r c h f ü h r u n g e n m i t geringer Stromb e l a s t u n g (d. h. geringfügiger Querschnittsvergröß e r u n g des D r a h t e s d u r c h E r w ä r m u n g ) h a n d e l t , eine e t w a s kleinere W ä r m e d e h n u n g als das einzuschmelzende Metall besitzen, bei s t a r k strombelas t e t e n D r a h t d u r c h f ü h r u n g e n m i t s t ä r k e r e r Quers c h n i t t s v e r g r ö ß e r u n g sollte die W ä r m e d e h n u n g des E . e t w a s größer als die des D r a h t e s sein; d a r a u s resultiert bei der Auswahl der Z u s a m m e n s e t z u n g „ a n g e p a ß t e r " E . u. a. a u c h eine A b h ä n g i g k e i t v o n der D r a h t s t ä r k e des E i n s c h m e l z p a r t n e r s . Einsinkfarben, I n g l a s u r f a r b e n — auf die Glasur a u f g e t r a g e n e , beim B r a n d m i t der erweichenden (Porzellan)glasur verschmelzende H o c h t e m p e r a t u r b r a n d f a r b e n . Die Dicke der I n g l a s u r f a r b s c h i c h t b e t r ä g t e t w a 50 |j.m. E . setzen sich a u s -»• F a r b körper u n d F l u ß m i t t e l z u s a m m e n . D a s V e r h ä l t n i s F K : F M liegt bei 30-• -60:70-• -30 u n d h a t m a ß geblichen Anteil a n d e r E n t w i c k l u n g der F a r b töne. Zur Auswahl stehen in erster Linie F a r b k ö r p e r auf Zirkonbasis, z. B. Zirkongelb, Zirkonpraseodymg e l b ; auf Zinnbasis, z. B. Z i n n a n t i m o n g r a u , Zinnv a n a d i n g e l b . B e g r e n z t einsetzbar sind K o b a l t f a r b k ö r p e r u n d M a n g a n p i n k auf G r u n d des schlech-

t e n E i n s i n k v e r m ö g e n s . N i c h t geeignet sind Chromfarbkörper. Die E i n b r e n n t e m p e r a t u r d e r E . ist v o n der -»• G l a s u r h ä r t e a b h ä n g i g ; sie liegt üblicherweise bei 1475- -1525 K . Die B r e n n d a u e r b e t r ä g t e t w a 5 h. E . sind f a r b k r ä f t i g , glänzend u n d l a u g e n u n e m p findlich. Die Auswahl v o n E . ist größer als die v o n S c h a r f f e u e r d e k o r e n (-> U n t e r g l a s u r f a r b e n ) . Einsinkpunkt — ein -»• V i s k o s i t ä t s f i x p u n k t des Glases im Verarbeitungsbereich, d e m eine Viskosit ä t v o n 103 P a • s zugeordnet wird. Seine E r m i t t lung ermöglicht u n t e r V e r w e n d u n g weiterer V i s k o s i t ä t s f i x p u n k t e u n d der FULCHER-TAMMANN-Oleichung eine S c h n e l l b e s t i m m u n g des V i s k o s i t ä t s - T e m p e r a t u r v e r l a u f e s v o n Gläsern, deren Genauigkeit d e n h ü t t e n t e c h n i s c h e n Anforderungen entspricht. Der E . ist definiert als die T e m p e r a t u r , bei der ein P t - R h - S t ä b c h e n ( 8 0 % P t + 2 0 % R h ) v o n 0,5 m m D m r . u n d 0,746 g Masse (Länge 20 cm) f ü r eine Einsinktiefe v o n 2,00 cm die Zeit v o n 72,8 s benötigt. Aus d e n Meßwerten e r h ä l t m a n d e n Viskositätswert n a c h folgender Beziehung

t = Einsinkzeit, L = Einsinktiefe, C = Stäbchenkonstante

(Die K o n s t a n t e C wird m i t Hilfe von absolutviskosimetrischen Messungen a n S t a n d a r d g l ä s e r n g e m ä ß obiger Gleichung erhalten.) Die p r a k t i s c h e B e s t i m m u n g wird zweckmäßig bei zwei verschied e n e n T e m p e r a t u r e n d u r c h g e f ü h r t , die oberhalb u n d u n t e r h a l b des definitionsgemäßen E . liegen; l e t z t e r e r wird d a n n d u r c h I n t e r p o l a t i o n erhalten. Lit.: DIETZEL/BRÜCKNER: Glastechn. Ber. 39 (1957), 73.

Einstoffdüsenzerstäubung

Zerstäubungstrockner

Einstoffsysteme — —> Systeme, die sich aus einer ->• K o m p o n e n t e a u f b a u e n (daher a u c h : E i n k o m p o n e n t e n s y s t e m e ) . D a in einem E . n e b e n einer gasförmigen u n d einer flüssigen noch eine oder m e h r e r e kristalline —> P h a s e n a u f t r e t e n k ö n n e n , ergeben sich f ü r die heterogenen Gleichgewichte (--> Phasengleichgewichte) auf G r u n d der Phasen

Eisblumenglas regel (P + F = K + 2; K = 1; P + F = 3) folgende Möglichkeiten: 1. Monovariante Gleichgewichte (2 + .F = 3; F — 1): a) kristallin-flüssig, b) flüssig-gasförmig, c) kristallin-gasförmig, d) kristallin a-kristallin ß. 2. Invariante Gleichgewichte (3 + .F = 3; F = 0): a) kristallin-flüssig-gasförmig, b) kristall i n « - kristallin/? - gasförmig, c) kristallina. - kristallin/? - flüssig, d) kristallin a - kristallin/'? - kristallin y. Besonderes Interesse verdienen d i e i n v a r i a n t e n G l e i c h g e w i c h t e . Da die Anwesenheit von drei Phasen f ü r das A u f t r e t e n eines invarianten Zustandes in einem E. erforderlich ist, werden diese Gleichgewichte als -> Tripelpunkte bezeichnet. I n Silicatsystemen wird gewöhnlich der Druck als k o n s t a n t angesehen (-> kondensierte Systeme). Aus den monovarianten werden dabei invariante Gleichgewichte, u n d die Zahl derselben verringert sich um alle diejenigen, an denen die Gasphase teilnimmt. I m kondensierten E. sind also nur noch zwei heterogene Gleichgewichte möglich, nämlich zwischen der kristallinen und der flüssigen Phase sowie bei Auftreten von polymorphen Modifikationen Polymorphie) zwischen den kristallinen Phasen. Da als Variable nur noch die Temperatur a u f t r i t t , bezeichnet m a n die Gleichgewichtstemp e r a t u r e n des ersten Falles als Schmelz- und die des zweiten Falles als Umwandlungs-Temperaturen oder - P u n k t e . Die g r a p h i s c h e D a r s t e l l u n g eines vollständigen E. erfolgt in einem rechtwinkligen Koordinatensystem, in dem als Abszisse die Temperatur u n d als Ordinate der Druck aufgetragen werden (p, T-Diagramm). Hierin stellt eine Fläche (Kr, Fl, G) ein Einphasengebiet (homogenes, divariantes Gleichgewicht) dar, eine K u r v e (a, b, c) bezeichnet ein monovariantes und der Schnittp u n k t dreier K u r v e n (s. Tripelpunkt) ein invariantes Gleichgewicht. Die K u r v e n a und 6 (Gleichgewichte flüssig-gasförmig u n d kristallingasförmig) werden als Dampfdruckkurven (Siedebzw. Sublimationskurven) bezeichnet und mitunter f ü r sich allein in einem p, T-Diagramm dargestellt. Die Siedekurve endet im kritischen P u n k t , in dem die Dichte der Flüssigkeit u n d der Gasphase identisch werden. Der kritische P u n k t ist durch eine kritische Temperatur u n d den dazugehörigen kritischen Druck gekennzeichnet. Die K u r v e des monovarianten kristallinen Gleich-

p, T-Diagramm eines Einstoffsystems mit einer kristallinen Modifikation 13

Hin/.

193

gewichts (c, Schmelzkurve) ist in den meisten Fällen nach rechts geneigt, da bei wachsendem Druck die Schmelztemperatur gewöhnlich ansteigt. (Meist besitzt die Flüssigkeit eine geringere Dichte bzw. ein größeres spezifisches Volumen als der Festkörper; nach dem L E C H A T E L I E R - V A U ' T HoFFschen Prinzip der Flucht vor dem Zwang und

der

CLArrsrus-CLAPEYRONschen

Gleichung

weicht das System bei Druckanstieg diesem äußeren Zwang aus, indem sich das Gleichgewicht nach der Seite des geringeren spezifischen Volumens verschiebt: es bildet sich mehr an kristalliner Phase). Umgekehrt liegt der Fall bei dem System H 2 0 ; bei den Silicaten ist eine solche Ausnahme beim Kaliumtetrasilicat, K 2 0 • 4 S i 0 2 , festgestellt worden (GORANSON/KRACEK). I n einem kondensierten E. erübrigt sich eine graphische Darstellung da hier die Angabe der Temperatur der invarianten P u n k t e ausreicht. Einstreumenge — Gipsmenge in Gramm, die in 100 ml Wasser u n t e r bestimmten Bedingungen (s. Standard) durchfeuchtet wird (s. a. —>• Piaster, ->• Wasser-Gips-Wert). Einweg (sieht) glas — Glas, durch das m a n nur in einer Richtung hindurchsehen k a n n . Hierzu zählen (bombiertes) gewölbtes Glas und -> Einwegspiegel. Einwegspiegel — mit einer durchsichtigen, dünnen Metallschicht verspiegeltes -> Einweg(sicht)glas, das nur die Durchsicht von einem dunkleren in einen helleren R a u m gestattet, während in entgegengesetzter Richtung eine Spiegelung wahrgenommen wird. Die Metallschicht wird hergestellt durch Belegeverfahren, Aufspritzen, Aufdampfen im Vakuum unter Verwendung von Silber-, Gold- oder Kupferverbindungen oder durch Oberflächenreduktion eines A g 2 0 enthaltenden Glases. Die Silberbeläge werden zum Schutz mit einem durchsichtigen Lack versehen bzw. mit einer unbehandelten Glasscheibe abgedeckt, wobei die Ränder fest miteinander verbunden werden. Anwendung in Juwelier- und Selbstbedienungsläden, f ü r spezielle Autoverglasungen u. a. m. Eirich-Mischer — ein von L. und J . E I R I C H entwikkelter -> Gegenstrommischer mit rotierendem Mischteller und gegenläufig rotierenden Mischwerkzeugen. Eisblumenglas > Glas, welches durch Abheben ganz dünner, muschelbruchartiger Glassplitterchen aus der Oberfläche ein eisblumenähnliches Muster erhalten h a t . Bei der Herstellung wird auf die sandstrahlmattierte Seite e i n e s t Flachglases durch Aufgießen, Pinseln oder Spritzen ein Knochenleim bzw. synthetischer Leim aufgetragen. Die Trocknung erfolgt vorerst in waagerechter, danach in senkrechter Lage. Nach erfolgter Trocknung heben sich Leimschollen ab und reißen Flächenteilchen aus der Glasoberfläche mit. Durch Variation der Dicke der Leimschicht, der Trocknungstemperatur und Feuchtigkeit, kann Einfluß auf die Ausbildung des Eisblumenmusters genommen werden.

194

Eisenbestimmung

Eisenbestimmung — Arbeitsgang der qualitativen und quantitativen chemischen Analyse zur Bestimmung des Fe ä O a - bzw. FcO-Gehaltes, s. auch Silicatanalyse. In den meisten Silicatmaterialen tritt Eisen in Form seiner Oxide als Verunreinigung, aber auch in größeren Konzentrationen auf. Seine stark färbenden Eigenschaften veranlassen die Silicatindustrie, den Eisengehalt regelmäßig und genauestens zu kontrollieren und bestimmte zulässige Eisenkonzentrationen einzuhalten. Deshalb spielt die E. bei der Rohstoff- und Erzeugnisanalyse eine große Rolle. Auf Grund des unterschiedlichen Färbevermögens von Eisen(II)- und Eisen(III)oxid wird vom Analytiker neben der Fe 2 0 3 -Bestimmung oftmals die Bestimmung des FeO-Gehaltes gefordert. 1. Analysenverfahren zur Bestimmung des Ges a m t e i s e n g e h a l t e s (Fe 2 0 3 ): Chemisch wird Fe 2 0 3 in mittleren Konzentrationen vor allem maßanalytisch und in kleineren Konzentrationen kolorimetrisch bestimmt. Zu beachten ist, daß der Aufschluß der Proben mit Flußsäure/Schwefelsäure oftmals nicht ausreicht, um vorhandene Schwermetallteilchen zu zersetzen, weshalb bei der Sandanalyse noch eine Pyrosulfatschmelze des Rückstandes der ersten Aufschlußstufe notwendig sein kann. Für mittlere Fe 2 0 3 -Gehalte erzielt man mit der Titration nach R E I N H A R D T - Z I M M E R M A N N gute Ergebnisse. Analysengang: Einwaage 0,5 oder 1 g, Aufschluß in der Platinschale mit 30 Tropfen konz. Schwefelsäure unter dreimaligem Abrauchen mit je 20 ml Flußsäure. Die Probelösung wird in einem Erlenmeyerkolben überspült, mit 5 ml Salzsäure (37%ig) angesäuert und aufgekocht. Durch tropfenweises Zugeben von Zinn(II)chloridlösung bis zur Entfärbung wird das Eisen in das zweiwertige Ion überführt und das überschüssige Zinn(II)anschließend mit Quecksilber(II)chlorid beseitigt. Man setzt 20 ml R E I N H A R D T - Z I M M E R M A N N Lsg. zu und titriert mit 0,02 mol/1 (0,1 N) Kaliumpermanganat. Bei der Kolorimetrie oder Spektralphotometrie nutzt man die gefärbten Komplexe aus, die das Eisen z. B. mit Rhodanid, Sulfosalicylsäure, tx, Emailauftrag, bei dem das Email dem Werkstück mittels eines elektrischen Feldes zugef ü h r t wird. Zwischen dem Werkstück und den Zerstäuberpistolen wird ein hochgespannter Gleichstrom (etwa 100000 V) angelegt. Die aufgeladenen Emailteilchen wandern dann entlang den Feldlinien direkt auf das Werkstück. Die besonderen Vorteile des Verfahrens liegen darin, daß extrem dünne und gleichmäßige Schichtdicken erzeugt werden können, im Gegensatz zum -> Spritzauftrag mit einem sehr geringen Spritzabfall gearbeitet wird und ein geringer Arbeitszeitaufwand erforderlich ist. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß es nicht f ü r alle konstruktiven Formen angewendet werden k a n n ; außerdem werden an die Kornverteilung des Emailschiickers bestimmte Anforderungen gestellt. Emailfritte

Fritte

Emailfarbe -> Emailglas Emailglas — mit Emailfarben (->• Glasfarben, -» Schmelzfarben) bemaltes -> Hohlglas. Die Emailf a r b e (mit Metalloxiden gefärbtes pulverisiertes Glas) wird mit einem Bindemittel auf die Gefäßwandung aufgetragen und bei 9 7 5 - - 1 0 7 5 K im Muffelofen eingebrannt. Dabei schmilzt der i. allg. s t a r k bleihaltige Glassatz mit glänzender Oberfläche in sich zusammen u n d verbindet sich unlöslich mit dem Glasgrund. Die Emailfarben können durchsichtig (transluzent) oder deckend (opak) sein. Die Technik der Emailmalerei auf Glas ist schon in der römischen Kaiserzeit in Ägypten, später in Syrien und im Rheinland angewandt worden. Den künstlerischen H ö h e p u n k t bilden die islamischen Emailgläser aus Mesopotamien u n d Syrien mit den Zentren R a q q a , Damaskus und Aleppo im 13. und 14. J h . I m 15. J h . bildete Venedig einen eigenen Emailstil aus, der die Anregung zur E n t s t e h u n g der weit verbreiteten und volkstümlichen deutschen Emailmalerei gab. Der H ö h e p u n k t liegt hier im 17. J h . I m Anfang herrscht e die Wappenmalerei vor; vom Ende des 16. J h . an ist die Thematik vielfältig, jedoch gibt es immer wieder verwendete Standardthemen wie den Reichsadler-Humpen (->• Humpen), das Kurfürsten- und Apostelglas, das Jagd- u n d Familienglas. Daneben gibt es landschaftliche Besonderheiten, wie die

Humpen des Magdeburger Domkapitels, Sachsen 1594

Ochsenkopfgläser des Fichtelgebirges, die Hallorengläser der Salzsieder zu Halle u n d die Hofkellereigläser der sächsischen Schlösser. Die wichtigsten Zentren der deutschen Emailglasmalerei lagen im Bayrischen Wald, in Böhmen, Schlesien, Franken, Thüringen, Hessen, Sachsen u n d Brandenburg. Die Lokalisierung ist, wenn nicht Hinweise in der Darstellung vorliegen, oft sehr schwierig, weil sich bestimmte Eigenheiten in der Ornamentik schnell einheitlich verbreiteten. Gewisse Anhaltspunkte geben die Borten unter dem Mundrand. So verwendeten die fränkischen Maler vielfach einen Fries aus sich kreuzenden Flachbögen u n d eine eng gezogene Zackenspitzenkante; auf den böhmischen Gläsern herrschen farbige E m a i l p u n k t b o r t e n vor und in Hessen die Goldborte m i t weißen P u n k t e n bzw. nach 1670 reine Goldborten. Zu den hessischen Eigentümlichkeiten gehören die gelbe Krone u n d die LandgrafenInitialen, zu den böhmischen die tiefgrüne und blaue Glasmasse u n d eine kräftige Farbigkeit des Emails, während sich die fränkischen Gläser durch eine lichte, ein gelbliches Grün bevorzugende Farbskala auszeichnen. Einen gewissen Auslauf n i m m t die K u n s t der Emailmalerei im 19. Jh., nachdem sie m i t durchsichtigen Emailfarben (-> Samuel MOHN) noch einmal einen Akzent erfährt. Emailglasur -> Fayenceglasur Emaillierbleche — Stahlbleche, die f ü r das Emaillieren verwendet werden und die dazu notwendigen Eigenschaften besitzen. Eine Einteilung dieser Bleche k a n n nach den anzuwendenden Emaillierverfahren vorgenommen werden: 1. E m a i l l i e r b l e c h e f ü r d i e k o n v e n t i o nelle Mehrschicht-Emaillierung und D ü n n s c h i c h t - E m a i l l i e r u n g sind in der Regel handelsübliche kaltgewalzte u n d unberuhigte Zieh-, Tief zieh- u n d Sondertiefziehbleche. F ü r das Emaillieren müssen die Bleche in Abhängigkeit von der anzuwenden Produktionstechnologie eine Reihe zusätzlicher Forderungen erfüllen, die hauptsächlich

Emailsehlicker folgende Eigenschaften betreffen: -»• Wasserstoffdurchlässigkeit, Beizverhalten, Schweißverhalten und Verzugsanfälligkeit. Außerdem ist ein homogenes, rein ferritisch-perlitisches Gefüge des Bleches wünschenswert, das frei von groben Inhomogenitäten (Schlackenzeile, Gaslunker, Doppelung usw.) sein muß. Für die chemische Zusammensetzung eines handelsüblichen Emaillierbleches gelten nach DIETZEL und STEGMAIER folgende Höchstwerte: C Mn P S Si

= = = = =

0,1% 0,5% 0,08% 0,04% 0,08%

Cu Ni Cr Mo

= = = =

0,5% 0,2%, 0,2% 0,1%

Diese Werte gelten als Richtwerte, da man erfahrungsgemäß auch schlechtere Bleche mit einer dem schlechten Blech angepaßten Emailliertechnologie (z. B. Tauchvernicklung) erfolgreich emaillieren kann. 2. S p e z i a l b l e c h e f ü r die EinschichtD i r e k t - E m a i l l i e r u n g (-> Direkt-Emaillierung) kann man durch Legieren mit Titan, Chrom, Nickel, Tantal, Zirkon oder Vanadium herstellen, wovon der titanlegierte Stahl eine gewisse technische Bedeutung erlangt hat. Durch den Titanzusatz wird der Blechkohlenstoff als Carbid gebunden und dadurch beim Emaillieren reaktionsunfähig gemacht. Eine allgemeine Verbreitung haben die legierten Emaillierbleche aus ökonomischen Gründen nicht gefunden. 3. D i e k o h l e n s t o f f a r m e n E m a i l l i e r b l e che dagegen werden in einem ständig steigenden Maße für die Einschicht-Direkt-Emaillierung angewendet. Ihre Herstellung erfolgt durch Entkohlen kaltgewalzter Bleche nach dem Open-Coil-Glühverfahren (Offen-Bund-Glühen). Die nach diesem Verfahren entkohlten Bleche zeigen dann noch Werte für den Kohlenstoffgehalt von 0,025 bis' 0,002% (vom Kern zur Oberfläche) und werden unter den Warenzeichen „Inamel", „Univit", „Siegemail", „Diron", „Solfer", „Vitrostaal", „ K T S - M " u. a. gehandelt. Neben dem niedrigen Kohlenstoffgehalt ist es erforderlich, daß diese Bleche ein gleichmäßiges Beizverhalten zeigen, da für die Anwendung der Einschicht-Direkt-Emaillierung ein optimaler Eisenabtrag erzielt werden muß. Mitunter werden speziell für die EinschichtDirekt-Emaillierung entkohlte Bleche bereits im Herstellerwerk vernickelt („Diron C/N", „Nitec").

eine gute Adhäsion des Emailschlickers zu erzielen. Während für den Naßauftrag von Grundemails die Färbung des Tons von untergeordneter Bedeutung ist, sind für Deckemails, insbes. für Weißemails, weißbrennende Tone gefordert. Weiterhin sind das Quellvermögen und die Plastizität von Tonen für ihre Verwendung als E. von Bedeutung. Als besonders geeignet haben sich mittelfette Tone mit geringer Brennschwindung erwiesen. Der E.-Zusatz kann 5---15 % (Ma.), bei Verwendung von -> Bentonit 1 • • -2 Ma. in % betragen. Bei einigen bewährten E. liegt die Zusammensetzung in den folgenden Grenzen (Ma. in % ) : SiOj 45,9—59,2; A1S03 29,5 — 37,6; Fe„O s 1—2,6; CaO 0—0,6; MgO 0—0,1; Alkalioxide 0- -3,2; Glühverlust 6,9—14,3.

Emaillierung -> Email Emails, säurebeständige -> Stahlblechdeckemails Emailschlicker — durch Naßmahlen der granulierten Emailfritte mit den erforderlichen --> Mühlenzusätzen hergestellter Emailbrei. Der Mühlenversatz für die Herstellung eines solchen Schlickers baut sich etwa wie folgt auf (in Massenteilen): Emailfritte

100,0

Wasser Quarzmehl Feldspatmehl Glasmehl Ton Stellmittel Rostschutzmittel

30—60 0—60 0—30 0—30 2—15

0—2 0—1 Quarzmehl, Feldspatmehl oder Glasmehl werden in der Regel nur Grundemails zur Vergrößerung des Brennintervalls hinzugegeben. Mit Hilfe eines Zusatzes von Emaillierton wird eine auftragsfähige Konsistenz des Schlickers erreicht und eine Haftung des Schlickers auf der Blechunterlage erzielt. Außerdem hat man die Möglichkeit, durch eine Zugabe an ->• Stellmittel (z. B. Soda oder Borax) die Auftragseigenschaften des Schlickers nach Abschluß des Mahlprozesses zu korrigieren. Als Rostschutzmittel dient in der Hauptsache Natriumnitrit, das den Grundemails zugegeben wird, um einen Rostbefall des mit Schlicker überzogenen Bleches zu verhindern. Für spezielle Zwecke kommen außerdem weitere ->• Mühlenzusätze in Betracht, wie z. B. Mattierungsmittel, Farbkörper, Trübungsmittel, — Haftmittel. Das Fließ verhalten von E. ist durch ->• Strukturviskosität mit einem Anlaßwert gekennzeichnet.

Emaillierfehler — beim Emaillierprozeß auftretende Fehler. Sie können sehr mannigfaltig sein und auf verschiedenen Ursachen beruhen. Folgende Bezeichnungen haben sich für die am häufigsten auftretenden E. eingebürgert: Aufkochen, -> Abplatzungen, -> Abrutschen, Abzehrung, -» Apfelsinenschaligkeit (Orangenschaligkeit), -> Aufschäumen, - > Blasenbildung, -> Fischschuppen, - » Haarlinien, Kupferköpfe, Sulfatdellen, Strandlinien, Würmchenbildung. Emaillierton > Ton, der als —Mühlenzusatz zu den erschmolzenen Grund- bzw. Deckemailkörpern (-> Frittegrundemail, —> Deckemail) gegeben wird, um eine auftragsfähige Konsistenz und

201

20

SO N/m2 50

Scherspannung Fließkurve eines Emailschlickers (Rotationsviskosimeter)

202

Emissions-Elektronenmikroskopie

Da die Strukturviskosität aber gering ist, stellen die Fließkurven von E. näherungsweise Geraden dar (s. Abb.). Die für den Emailauftrag wichtigsten Theologischen Eigenschaften des Schlickers sind seine -»- Thixotropie, sein -> Anlaßwert und seine Beweglichkeit, wobei beim Tauchauftrag im wesentlichen der Anlaßwert die Schichtdicke bestimmt und die Thixotropie und Beweglichkeit für das Ablaufen und Verlaufen des Schlikkers verantwortlich sind. Für das Gelingen der Emaillierung sind außerdem noch der Feinkornaufbau, der pH-Wert, die Dichte und das Alter des Schlickers von großer Wichtigkeit. Eine laufende Kontrolle der Eigenschaften der E. ist für den betrieblichen Emaillierprozeß unerläßlich. Die hierfür in Frage kommenden Kontrollmethoden sind sehr zahlreich. Insbesondere sind zu nennen -s- Rotationsviskosimeter, ->• Auslaufviskosimeter, der -> Pick-up-T st, der SlumpTest, und die ->• Schlickerlehre. Emissions-Elektronenmikroskopie ( E E M ) — Methode zur Untersuchung von Festkörperoberflächen bei der die Abbildungselektronen von der Probe selbst erzeugt werden. Dazu sind verschiedene Prozesse möglich: 1. Die Probe kann erhitzt werden, bis genügend Leitungselektronen austreten. Die thermisch ausgelösten Elektronen liefern kontrastreiche Bilder mit guter Auflösung. Der Temperatursteigerung sind allerdings Grenzen gesetzt. 2. Beim Beschuß mit Ionen können ebenfalls Elektronen die Oberfläche verlassen. Von Nachteil ist der Zerstäubungseffekt der Ionen. 3. Die Anregung mit Primärelektronen ist objektschonend, erfordert aber ein gutes Vakuum. 4. Auch Fotoelektronen können durch Bestrahlen mit kurzwelligem Licht (UV) emittiert werden. Die Elektronen, die die Oberfläche des Objektes verlassen können, werden mit dem Objektiv (elektrostatische Kathodenlinse) nachbeschleunigt und so beeinflußt, daß die einem Objektpunkt zugeordneten Elektronen wieder in einem Bildpunkt zusammentreffen. Das Projektiv dient ähnlich der Funktion im Transmissions-Elektronenmikroskop zur Nachvergrößerung. Der Kontrast einer emissionselektronenmikroskopischen Abbildung setzt sich aus Materialkontrast, Orientierungskontrast, topografischem Kontrast und dem Kontrast durch Potentialdifferenzen auf der Objektoberfläche zusammen. Es können auch nur einzelne Kontrastarten zur Bildentstehung beitragen. Die experimentelle Auflösungsgrenze liegt bei 10 nm. Das Anwendungsgebiet ist etwa analog dem der Auflichtmikroskopie, nur daß bei dieser Methode eine höhere Auflösung möglich ist. Emissionsspektren (von Schmucksteinen) — spektrale Untersuchung des Lumineszenzlichtes von —s- Edel- bzw. Schmucksteinen, die, neben der Untersuchung des normalen -> Absorptionsspektrums, für deren Charakterisierung von Bedeutung sein kann. Das Lumineszenzlicht wird mit Hilfe einer Quarzlampe angeregt (langwellige UV-Strahlung mit 366 nm bzw. kurzwellige UV-Strahlung mit 245 nm Wellenlänge). Die Quarzlampe wird mit einem Spektroskop auf einer optischen Bank montiert.

Einige Beispiele für derartige E. (in nm): Rubin: 694,2, 692,8, 668,0, 659,2 Spinell (rot): 716,0, 705,0, 697,0, 686,0, 665,0, 656,0, 650,0, 642,0, 632,0 Spinell (rot, synthetisch): 085,5, 675,0 Diamant (gelb): 465,0, 452,0, 439,0, 428,5 Diamant (braun): 537,0, 512,0, 504,0

Enantlotropie — Eigenschaft mancher Stoffe (Elemente oder Verbindungen), in zwei oder mehreren stabilen Formen (Modifikationen) aufzutreten. Enantiotrope Modifikationen vermögen sich reversibel ineinander umzuwandeln. Es ist ein besonderer Fall der Polymorphie (Allotropie). An Hand eines p, T-Diagramms läßt sich die Erscheinung der E. näher erläutern, wie es in der Abb. für ein -> Einstoffsystem gezeigt ist. In diesem System charakterisieren die Kurvenabschnitte /, g und h die Umwandlungsbedingungen zwischen den drei enantiotropen Modifikationen Kra, Krß und Kry (Umwandlungskurven). Die Kurvenzüge 6, c und d stellen die Dampfdruckkurven dieser drei Modifikationen und Kurve a diejenige der Flüssigkeit dar, während die Kurven e und i die Abhängigkeit der Schmelztemperatur der Modifikationen Kra

p, T-Diagramm eines Einstoffsystems mit drei enantiotropen Modifikationen

und Kry vom Druck wiedergeben (Schmelzkurven). Dabei treten fünf -» Tripelpunkte auf (S1 bis S 5 ). S1 ist der Schmelzpunkt der Modifikation Kra im Gleichgewicht mit der Gasphase (Gleichgewichte Kra-Flüssigkeit-Gas). In den Tripelpunkten S2 und S3 stehen die Modifikationen Kra, Krß und Gasphase bzw. die Modifikationen Krß und Krr und Gasphase miteinander im Gleichgewicht, während die Tripelpunkte S t und S. Beispiele für Gleichgewichte zwischen zwei kristallinen und einer flüssigen bzw. zwischen drei kristallinen Phasen darstellen. Bei einem Druck höher als bei S5 ist die Modifikation Krß nicht mehr existenzfähig bei einem Druck höher als bei fi4 trifft das gleiche für die Modifikation Kr, zu. Die Kurven e, f und g können auch steiler ansteigen oder nach links geneigt sein; im letzteren Falle kämen die Tripelpunkte iS4 und iS5-in Fortfall.

Enslin-Gerät I n -»• Zwei- oder Mehrstoffsystemen können bei E. zwei Fälle eintreten: 1. Die kristallinen Modifikationen scheiden sich in reiner Form ab; dabei werden die Umwandlungstemperaturen nicht verändert. 2. Die kristallinen Modifikationen bilden Mischkristalle mit anderen Verbindungen; in diesem Falle werden die Umwandlungstemperaturen entweder herauf- oder herabgesetzt (-> K O N O VALOVsche R e g e l ) .

Endhelligkeit (v. Emails) — in der Emailliertechnik die maximal erreichbare Helligkeit einer aufgebrannten Emailschicht, die durch eine weitere Erhöhung der Emailschichtdicke nicht mehr vergrößert werden kann. Die Helligkeit einer Emailschicht ist eine Funktion zahlreicher Parameter, wie z. B. Emailzusammensetzung, Art, Gehalt und Korngröße des Trübungsmittels, Schichtdicke, Brennbedingungen, Farbe usw. Von besonderer Bedeutung ist dabei die Mindestschichtdicke einer Emailschicht, bei der die Endhelligkeit gerade erreicht wird. In der Praxis ist man stets bemüht, diese Mindestschichtdicke einzuhalten, um Einerseits eine maximale Schlagfestigkeit der Emaillierung und andererseits einen minimalen Emailverbrauch zu erhalten. Nach B Ü N Z E N ergeben sich für die Helligkeit nnd die Mindestschichtdicke verschiedener Emailtypen folgende Werte: Email

Helligkeit Mindestschichtdicke in % in mm

Transparentfritte + 8% SnOa Antimontrübung Zirkonausscheidungstrübung Titanauflscheidungstrübung

75 82 82 88

0,7 0,5 0,33 0,14

IM.: BÜNZEN: Sprechsaal 100 (1967), 9 3 - 6 4 .

Energiebändermodell der Halbleiter — den Mechanismus der Elektronenleitung veranschaulichendes Modell, bei dem die Elektronenbeweglichkeit durch verschiedene Energiestufen (Energiebänder) gekennzeichnet ist. In einem Isolator unterscheidet man das Valenzband, das mit gebundenen Gitterelektronen besetzt ist, und Leitungsbänder. Zwischen beiden sind verbotene Gebiete (a). Im Isolator sind normalerweise keine Elektronen im Leitungsband vorhanden, so daß kein elektrischer Strom fließen kann. Werden jedoch im verbotenen Gebiet Aktivatoren (Donatoren und Akzeptoren) eingebaut, so lagern sich die Donatoren in die Nähe des Leitungsbandes ein. Durch thermische Energiezufuhr wird die nur kleine Energieschwelle zwischen Donator und Leitungsband überwunden, so daß Elektronen von den Donatoren ins Leitungsband übergehen und der Isolator ein Halbleiter (n-Leiter) wird (-> Überschußelektronenhalbleiter). Beispiel: Fe 2 0 3 mit Ti0 2 oder Sn0 2 als Donatoren (6). Bei den Isolatoren mit eingebauten Akzeptoren werden durch die zugeführte Wärme Elektronen aus dem Valenzband gerissen und von den Akzeptoren aufgenommen. Die Löcher im Valenzband, welche sich wie Elektronen mit positiver Ladung verhalten, besorgen nun die Stromleitung (pLeiter) (-> Defektelektronen- oder Mangelhalbleiter) Beispiel: NiO mit Li 2 0 als Akzeptor (c).

203

leeres Leitfähigkeitsband o)

'/////////TT?,

i besetztes Valenzband mit gebundenen Sitterelektronen

X • • I • •

»o• • o•u

ol

Donator

y//////////z.i

r) ;

Akzeptor m / M / / ,

y//////////zy

L

L W f i M / / , Löcherleitunqsband

Energiebändermodell a) Isolator, b) » Leiter, c) p-Leiter

Engobe — Masseüberzug, der auf eine Grundmasse aufgetragen wird. Engobe und Grundmasse müssen in der -> Schwindung übereinstimmen. E. sollen einen unreinen Scherben verdecken und eine helle Oberfläche erzeugen, z. B. Engobieren von Ofenkacheln (-» Meißner Kacheln). Beim Engobieren von Brennhilfsmitteln soll das Zersetzen des SiC und das Ankleben der glasierten Ware während des Brandes verhindert werden. Auch bestimmte -> Dekorationen werden über E. ausgeführt (-»• Sgraffito-Technik). Die E. hat einen tonigen Charakter, im Gegensatz zur Glasur, die glasartig ist. Als Rohstoffe kommen je nach Verwendungszweck Ton, Kaolin, Tonerde, Kreide, Feldspat, Quarz und Farboxide in Frage. Enhydros, Wasserstein, Hydrolith (Schmuckstein) — flachovale, dünnwandige Knollen aus nahezu farblosem, stark durchscheinendem -> Chalcedon. E. zeichnet sich eher durch seine eigentliche Gestalt als durch seine Schönheit aus. Die Gebilde sind teilweise mit Wasser gefüllt, und beim Schütteln wird ein entsprechendes Geräusch der an die Wand schlagenden Flüssigkeit hörbar. Die Enhydroskugeln sind Bildungen vulkanischer Gesteine, sie finden sich hier als Hohlraumausfüllungen (Mandeln) und sind offensichtlich aus heißen wäßrigen, relativ kieselsäurearmen Lösungen entstanden. Bei der Verwitterung des Gesteins bleiben sie in den Verwitterungsrückständen erhalten. Ein bekannter Fundort befindet sich am Monte Tondo in den Colli Berici bei Vicenza, Oberitalien. Das beste Material kommt aus Catalan (Uruguay), hier finden sich bis faustgroße Stücke, die in Einzelfällen bis 1 m Durchmesser erreichen. Die Wasserfüllung kann durch Verdunstung durch die poröse Chalcedonhülle verlorengehen. Dieser als ausgesprochene Kuriosität geltende E. wird zu Ringen, Nadeln usw. verarbeitet, wobei die Oberfläche jedoch nur schwach anpoliert wird. Enslin-Gerät — Gerät zur Messung der von einer Substanz bis zur Sättigung aufgenommenen Menge an Wasser. Der Endpunkt der Wasseraufnahme wird durch den -> ENSLIN-Wert gekennzeichnet. Auch die Geschwindigkeit der Wasseraufnahme kann verfolgt werden.

Enslin-Wert

204

M7 1: ENSLIN-Gerät, schematip sehe Darstellung

fapillori Uislm Burchmesstr

2: Vereinfachte Apparatur für die Bestimmung der Wasseraufnahme

Die von

entwickelte und von Apparatur ist in 1. dargestellt. Ein vereinfachtes SCHMIDT-EirsLiNGerät zeigt 2. Ein Glasfiltertiegel A ist direkt oder über ein Rohr B und den Dreiwegehahn C mit einer horizontalen Meßpipette D, die eine Einteilung von 0,01 cm 3 und ein Volumen von 3 cm 3 aufweist, verbunden. Der unterhalb der Filterplatte F liegende Teil der Apparatur und die Meßpipette werden vom Glasfiltertiegel her direkt oder vom Behälter E aus über den Dreiwegehahn C luftblasenfrei mit Wasser gefüllt. In versuchsbereitem Zustand erstreckt sich in der Apparatur eine zusammenhängende Wassermenge von der Filterplatte F bis zur Meßpipettenspitze. Die Fritte des Glastiegels und die Meßpipette müssen horizontal genau in der gleichen Ebene liegen, was mit Hilfe einer an der Meßpipette angebrachten Wasserwaage nachgeprüft werden kann. Die Temperatur während der Messung soll konstant sein. Die Fritten im Filtertiegel können in unterschiedlicher Porosität geliefert werden. H.

ENSLIN

O. SCHMIDT 1 9 3 2 1 9 3 3 verbesserte

in der Meßpipette kann verfolgt und so die Geschwindigkeit der Wasseraufnahme ermittelt werden. Untersuchungen mit dem ENSLiN-Gerät werden in verschiedenen Zweigen der Silicatindustrie zur Charakterisierung von Rohstoffen durchgeführt, u. a. in der keramischen Industrie an tonmineralhaltigen Rohstoffen, für Bodenuntersuchungen, an Gießereisanden. Der E. und der zeitliche Verlauf der Wasseraufnahme werden wesentlich durch Art und Menge der Tonminerale und der Menge des Kornanteils < 2 ¡im beeinflußt. J e mehr quellfähige Tonminerale in der Probe vorhanden sind und je größer der feine Kornanteil ist, um so höher ist auch der E. Die quellfähigen Tonminerale beeinflussen darüber hinaus den zeitlichen Ablauf der Wasseraufnahme in der Weise, daß die maximale Wasseraufnahme erst nach längerer Versuchsdauer erreicht wird. Da Beziehungen zwischen dem E. und anderen, die -> Bildsamkeit und -> Plastizität charakterisierenden Meßgrößen (z. B. ATTERBERGsche Konsistenzen, Fließgrenze, Plastizitätszahl) bestehen, können aus dem E . auch Rückschlüsse auf die Verarbeitbarkeit der Rohstoffe gezogen werden. ENSLIN-Werte von Kaolinen und Tonen (nach SCHÄTZER) in % Kaolin von Börtewitz, geschlämmt Caminauer Kaolin Hohburger Kaolin Seilitzer Kaolin Ton von Wildstein, Sorte B Ton v o n Schletta Bentonit von Wyoming

Enstatit 1. Mg 2 [Si 2 0 6 ]; Anfangsglied der Enstatitreihe, zu der außerdem die Minerale -> Bronzit und -> Hypersthen gehören. Diese drei Minerale gehören zu den rhombisch kristallisierenden Orthopyroxenen und sind isomorph. E. enthält < 5% FeO, Bronzit 5 - 1 3 % , Hypersthen > 13%. I n ihren Eigenschaften sind diese untereinander nicht genau abgegrenzten Minerale eng verwandt, teilweise kontinuierliche Änderung mit steigendem Eisengehalt. 2. Rhombisch-dipyramidal; D\\ —Pbca; a0 = 1,822 b0 = 0 , 8 8 1 c 0 = 0 , 5 2 1 ;a0:b0:c0

LÜ.: ENSLIN: Chem. Fabrik 6 (1933), 1 4 7 - 1 4 8 .

Enslin-Wert — ein Maß f ü r das Vermögen poröser oder quellbarer Substanzen, Wasser bis zu einem der Sättigung entsprechenden Wert aufzusaugen. Es wird mit dem EsrsLiu-Gerät bestimmt und errechnet sich nach der Formel: E

=

V

3.

• 100

E — ENSLix-Wert in %, V cm 3 , a — Einwaage in g.

angesaugte Wassermenge in

Die Messung erfolgt in der Weise, daß die Probe auf die Glasfilterplatte des - » ENSI,IN-Gerätes aufgebracht wird und danach der Tiegel mit dem eingeschliffenen Deckel verschlossen wird. Der Druckausgleich erfolgt durch den im Deckel angebrachten H a h n bzw. durch die Kapillare. Die Probe beginnt sofort nach Aufbringen auf die Glasfilterplatte mehr oder weniger schnell Wasser aufzusaugen. Die zeitliche Änderung der Wassersäule

89,2 99,0 73,0 118,0 94,0 121,0 806,0

4. 5.

6. 7.

=

2,068:1:0,590;

Z = 8; die [SiÖ 4 ]-Tetraeder sind über zwei Ecken zu unendlichen Ketten verknüpft; die Tetraederketten haben die Baueinheit [Si 2 0 6 ] 4 und verlaufen in Richtung der c-Achse; die Pyroxene sind damit typische -> Inosilicate. Meist derb, gute Kristalle selten; Kristalle von Bamle in Norwegen führen (110), (100), (010), (102), (203); Habitus prismatisch. HM = 5 - 6 ; D = 3,175; # nach (110) gut (Spaltwinkel 92°), nach (100) vorhanden; F = grau, grünlich; G = Glasglanz. nx = 1,651 yiy = 1,653 nz = 1,660; A = 0,009 ( + ); mit steigendem • Fe-Gehalt wachsen Brechungsindex und Doppelbrechung a n ; X||6, Y\\a, Z\\c, s. Abb.; A.-E. ||(100); Z = spitze Bisektrix; 2VZ > 54°; gerade Auslöschung. Bei Erhitzen über 1373 K Umwandlung in monoklinen Klinoenstatit. Von kalter H F nur langsam zersetzbar; Umwandlung in Serpentin und Talk; Pseudomor-

Entfärbung

205

Zusätzen) oder in heißer Alkalilauge evtl. unter Druck. Die E. m i t Alkalien ist das ökonomisch günstigste Verfahren f ü r dünnwandige Teile.

phose von Serpentin nach Bronzit wird Schillerspat oder Bastit genannt. 8. I n basischen Eruptivgesteinen (Peridodite, Norite, Gabbros), ferner in Meteoriten; ausgebildete Kristalle in den Apatitgängen vom Bamle (Norwegen); bildet sich als Entglasung in Gläsern; synthetischer E . wird in der Keramik (Steatitkeramik) als Talkumersatz hergestellt. 9. X P D F 22-714 : 0,318 10 , 0,288 6 , 0,254 3 , 0,149.,, 0,250 2 , 0,248 2 , 0,147 2 , 0,295 2 ; synth. E . : X P D F 19-768: 0,287 10 , 0,317 8 , 0,315 5 , 0,147 3 , 0,441 2 , 0.148 2 . 0,253 2 , 0,152!. Entemaillierung (Entemaillieren) — E n t f e r n u n g des auf eine metallische Anlage aufgebrachten -> Emails. I n einem Emaillierwerk läßt sich ein gewisser Ausschuß durch die immer wieder auftretenden -»• Emaillierfehler nie ganz vermeiden. Durch eine E. dieser fehlerhaften Teile erfolgt eine Rückgewinnung des Grundmetalls, das d a n n erneut emailliert werden kann. Eine Rückgewinnung des Emails wird aus ökonomischen Gründen nicht durchgef ü h r t . Außerdem h a t das Email beim Einbrennen die -> Mühlenzusätze und Eisenoxide aufgenommen u n d d a m i t seine ursprüngliche Zusammensetzung geändert. Die f ü r das Entemaillieren infrage kommenden Verfahren sind nachfolgend aufgeführt: 1. M e c h a n i s c h e V e r f a h r e n : Abklopfen oder Abkratzen: Das Email wird mit Hilfe einfacher Werkzeuge entfernt. Abschrecken: Das starkerhitzte Blech wird mit Wasser abgeschreckt, wodurch das Email ganz oder teilweise abspringt. Das Verfahren ist ebenso wie das oben angeführte Abklopfen oder Abkratzen n u r begrenzt anwendbar, da es leicht zu Verformungen der Blechunterlage kommen kann. Abstrahlen: Das Email wird m i t Sand, K o r u n d , Stahlkies oder ->• Emailfritte abgestrahlt. Das Verfahren wird mit gutem Erfolg an dickwandigen Gegenständen, insbesondere Gußteilen, eingesetzt. Entemaillierung mit Ultraschall. 2. C h e m i s c h e V e r f a h r e n Behandlung mit Säuren: Das Email wird durch starke Mineralsäuren, insbesondere durch H E in Verbindung mit H 2 S0 4 , entfernt. Das Verfahren wird nur in speziellen Fällen angewendet, da die umfangreichen Arbeitsschutzmaßnahmen und Anlagen zur Beseitigung der Abfallsäure das Verf a h r e n sehr verteuern. Behandlung mit Alkalien: Das Email wird u n t e r Bildung von leicht löslichen Alkalisilicaten entfernt. Der Aufschluß erfolgt entweder in geschmolzenen Alkalihydroxiden (evtl. m i t bestimmten

Entfärbung (des Glases) — Zusammenfassung aller der Maßnahmen, welche eine mehr oder weniger vollständige Farblosigkeit des geschmolzenen Glases herbeiführen sollen. I n erster Linie handelt es sich um die Beseitigung des in den meisten handelsüblichen Gläsern auftretenden, vorwiegend durch Eisenverunreinigung der H a u p t r o h s t o f f e wie Quarzsand hervorgerufenen -»• Farbstiches, welcher entsprechend dem Mengenverhältnis des zweiwertigen, tiefblau färbenden FeO zum dreiwertigen hellgelb färbenden F e 2 0 3 zwischen grünlichblau u n d grünlichgelb wechseln k a n n (wobei die Farbintensität des FeO die des F e 2 0 3 um das löfache übertrifft). Daneben besitzt n u r noch Chromoxid eine gewisse Bedeutung als Rohstoffverunreinigung in bezug auf die Beeinflussung des Farbstiches. Die praktische Durchführung der E. erfolgt durch entsprechende Zusätze zum Gemenge. J e nach dem Wirkungsmechanismus dieser Zusätze unterscheidet m a n dabei zwischen chemischer und physikalischer E. Bei der c h e m i s c h e n E . wird die den Farbstich bewirkende Substanz durch ohemische Reaktion zu einer möglichst farblosen bzw. weniger stark färbenden Verbindung umgesetzt. Dies geschieht im Falle der Eisenoxide vorzugsweise durch Oxidationsmittel, die das stark färbende Fe 2 + -Ion in das wesentlich schwächer gefärbte F e 2 0 3 überführen und d a m i t die I n t e n s i t ä t des Farbstiches wesentlich verringern; dabei erfolgt jedoch noch keine eigentliche „ E n t f ä r b u n g " , sondern eher eine mehr oder weniger starke „Aufhellung". Zu den wichtigsten, f ü r die chemische E. verwendeten Zusätzen gehören Arsentrioxid in Verbindung mit Salpeter, Cerdioxid sowie in geringerem Maße auch Mangandioxid. Auch der Zusatz von (üblicherweise als Läutermittel eingesetzten) Alkalifluoriden fördert die Aufhellung des Eisenfarbstiches, wobei eine Bildung farbloser Komplexverbindungen zwischen Fluor u n d Eisen angenommen wird. I m Unterschied zur chemischen E. bewirken die Zusätze bei der p h y s i k a l i s c h e n E . das E n t s t e h e n einer Komplementärfarbe zum ursprünglichen Farbstich unter der Voraussetzung, daß keine farbverändernden chemischen Reaktionen ablaufen können. Da durch diese Zusätze eine verstärkte Absorption im Transmissionsbereich der den Farbstich bildenden Verbindungen erfolgt, ist die physikalische E. i. allg. m i t einer Verringerung der Lichtdurchlässigkeit verbunden. Die Kompensation erfolgt durch F a r b t ö n e zwischen bläulichrosa und bräunlichrot, diese werden durch Zusätze von Selen-, Mangan-, Neodym-, Cobalt- u n d Nickelverbindungen hervorgerufen, welche z. T. auch gleichzeitig verwendet werden, z. B. Nickel und Cobalt in Kombination mit Selen. Grundglaszusammenstzung u n d Ofenatmosphäre beeinflussen den Ablauf der physikalischen E . erheblich. In der H ü t t e n p r a x i s ist die Verwendung yon Selen (als Alkaliselenit eingeführt) vorherrschend.

206

Entglasung

Entglasung — Bildung von Kristallen in einer Glasschmelze im unterkühlten Zustand. Der Umfang der E. ist abhängig von: dem Kristallisationsvermögen des Glases, seinem Unterkühlungsgrad (in bezug auf die Liquidus- bzw. Solidustemperatur) und der zeitliehen Dauer der Wärmeexposition. Alle diese Größen sind ihrerseits abhängig von der Zusammensetzung des Glases. Die E. ist eine i. allg. unerwünschte Erscheinung in der Glastechnologie (Ausnahmen: getrübte Gläser, Glaskeramik, weißdeckende Emails, Kristallglasuren). Welche Kristallarten bei der E. entstehen, richtet sich nach der Zusammensetzung des Glases, d. h. nach der Lage der Zusammensetzung im betreffenden Phasengleichgewichtsdiagramm. Dabei können sich sowohl stabile als auch metastabile Gleichgewichte einstellen. Zur Bestimmung der Entglasungsneigung technischer Gläser wird meist nur die lineare ->• Kristallwachstumsgeschwindigkeit herangezogen. Die Entglasungskristalle können verschiedenes Aussehen haben; sie treten auf aks Sphärolithe (meist im Inneren), als dichter Pelz (an der Oberfläche) oder als derbe Einzelkristalle. Die Erscheinungsform ist abhängig vom Verhältnis des spontanen Kristallisationsvermögens zur Kristallwachstumsgeschwindigkeit. Für die Entglasungsneigung technischer Gläser in Abhängigkeit von der Zusammensetzung lassen sich folgende Verallgemeinerungen treffen: Ersatz des Si0 2 durch A1203 bis zu 3% vermindert in Kalknatronsilicatgläsern mit 14---16% N a 2 0 die Entglasungsneigung; Ersatz von CaO durch MgO bis 5% drückt die Kristallisationsgeschwindigkeit herab; Ersatz von Na 2 0 durch MgO bis 4% erniedrigt ebenfalls die Kristallisationsgeschwindigkeit. Lit.: E i t e l / P i r a n i / S c h e e i : Glastechnische Tabellen, Berlin 1932.

durch zwei Variablen wie in Gl. (1) nicht mehr aus, und es müssen weitere Zustandsvariablen berücksichtigt werden, durch welche die während des Umsatzes veränderliche Zusammensetzung des Systems aus verschiedenen Bestandteilen gekennzeichnet wird: H = f(p, T,nvni...) Bei einer differentiellen Änderung der standsgrößen p und T sowie der Molzahlen nv ändert sich die E. (wobei h = n • H ist) um Beträge: \al]p.n1.ni-

(4) Zun2... die

\8p/T,n1,ni-

+ ( » ) . ä n 1 + m XcnJp.T.ri!\on^v,T,nxX dn.2 + ••• (5) Für den stofflichen Umsatz charakteristisch ist hierbei die Größe • vh welche die ÄnXdn-Jp.r derung der E. des reagierenden Systems angibt, wenn sich von jedem Stoff i so viele Mole umsetzen, wie die betreffende stöchiometris.che Umsatzzahl Vi angibt (Molumsatz). Die Größe bezeichnet man als Reaktionsenthalpie (ARH). Es gilt: 19h \ [itojp

Vi==

ArH

T'

—

(Qp)system (öp)Kalorimeter»

Ist ArH positiv, so muß dem System Wärme zugeführt werden, um T konstant zu halten (endotherme Reaktion). lst'ARH negativ, so muß aus demselben Grunde Wärme abgeführt werden (exotherme Reaktion). ARH läßt sich experimentell leicht mit einem Kalorimeter (öp)Kalor. bestimmen. Die Dimension ist Joule.

Entlüften — in der Keramik: Maßnahmen zur völligen oder teilweisen Entfernung von Lufteinschlüssen aus Massen meist während des Pressens. Während der -»• Aufbereitung gelangt zwangsläufig Luft durch Adhäsion an den FeststoffoberH =-- l(p, T). (1) flächen oder auf Grund der zwischen den unregelmäßig geformten Körnern auftretenden Poren in Die E. ist gleichbedeutend mit dem Wärmedie Masse. Diese Luft kann zu Fehlern beim inhalt bei konstantem Druck. Eine EnthalpieFormen (->- keramische Formgebung), Trockänderung tritt ein, wenn einem reinen homogenen nen und Brennen führen, wenn sie nicht entKörper bei konstantem Druck eine Wärmemenge fernt wird. zu- oder abgeführt wird, wodurch er vtom Zustand E. wird sowohl beim Stempelpressen und Strang1 in den Zustand 2 übergeht. Bei Wärmezufuhr pressen als auch in begrenztem Umfang beim setzt sich die Enthalpiezunahme zusammen aus ->- Gießen angewandt. dem auf die Vermehrung der inneren Energie U E. b e i m S t e m p e l p r e s s e n : Der Preßstempel entfallenden Betrag und der Volumenarbeit preßt den Formling mehrmals, meist zweimal. p-AV: Zwischen dem Vorpressen mit niedrigem Druck AH = AU + p- AV (2) und dem Hauptpressen mit hohem Druck wird H = U + p • V. (3) der Preßstempel angehoben, so daß die beim VorGegenüber der inneren Energie hat die E. größere pressen im Formling oder zwischen Formling und Form komprimierte Luft wenigstens teilweise entpraktische Bedeutung, da viele chemische Reakweichen kann. tionen, insbes. Festkörperreaktionen, sowie PhaE . b e i m e i n f a c h e n S t r a n g p r e s s e n : Durch senumwandlungen bei konstantem Druck (Atmoden nach dem Mundstück zu wachsenden Druck sphärendruck) ablaufen. Da es sich bei chemischen entweicht die Luft zu einem Teil in Richtung des Reaktionen und Phasenumwandlungen nicht mehr geringeren Gegendrucks, also gegen die Preßrichum reine homogene Stoffe, sondern um zusammentung. gesetzte Systeme handelt, reicht die Beschreibung Enthalpie — (griech.: ev&cuXjietv — sich erwärmen) thermodynamische Zustandsfunktion, die für reine homogene Körper eindeutig durch zwei Zustandsvarianten in der kalorischen Zustandsgieichung beschrieben wird:

Entmischung, spinodale

Zeil —Preßdruckverlauf beim Stempelpressen (schematisch)

E . b e i m V a k u u m p r e s s e n : I n einer E n t l ü f t u n g s k a m m e r wird die Masse, aufgeteilt in Schnitzel oder kleine Zylinder, einem h o h e n U n t e r d r u c k ( 8 0 - - 9 5 % i g e s V a k u u m ) ausgesetzt, der d e n überwiegenden Teil d e r L u f t h e r a u s z i e h t . E . b e i m G i e ß e n : W ä h r e n d des Eingießen des —> Schlickers l ä ß t m a n die Gipsform rotieren. Entmischung, flüssige — Zerfall einer homogenen Flüssigkeit in zwei (oder mehr) unterschiedlich z u s a m m e n g e s e t z t e flüssige —> P h a s e n . E i n e der fl. E . ähnlichen E r s c h e i n u n g ist die -> E n t m i s c h u n g v o n Mischkristallen. W ä h r e n d eine p r a k t i s c h u n e n d l i c h große A n z a h l v o n kristallinen P h a s e n n e b e n e i n a n d e r existieren k ö n n e n , ist die Zahl d e r in einem System nebeneinander existenzfähigen flüssigen P h a s e n begrenzt. I n rein silicatischen S y s t e m e n k o n n t e n z. B. bisher noch niemals m e h r als zwei flüssige P h a s e n im Gleichgewicht n e b e n e i n a n d e r g e f u n d e n w e r d e n . Die U r s a c h e f ü r die b e g r e n z t e A n z a h l a n koexistierenden flüssigen P h a s e n ist in der S t r u k t u r einer Flüssigkeit zu suchen, die gegenüber der eines Kristalls s t a r k aufgelockert ist u n d eine Beweglichkeit der Bestandteile z u l ä ß t . Fl. E . ist in Silicatsystemen eine n i c h t selten zu b e o b a c h t e n d e Erscheinung. So zeigen die meisten Erdalkali- u n d Schwermetalloxid-Si0 2 -Systeme eine Mischungslücke im flüssigen Z u s t a n d (s. Abb.). Bereits K r a o e k [1] b e o b a c h t e t e eine Abhängigkeit der Ausd e h n u n g der Mischungslücke v o n der Basizität des Metalls. S p ä t e r w u r d e des ö f t e r e n v e r s u c h t ,

207

q u a n t i t a t i v e Aussagen ü b e r d a s A u f t r e t e n v o n E n t m i s c h u n g e n u n d d e r A u s d e h n u n g der E n t m i schungsbezirke zu m a c h e n . Hierzu d i e n t e n A n s ä t z e , die kristallchemische G e s i c h t s p u n k t e berücksicht i g t e n . Insbesondere ist d a s unterschiedliche Koord i n a t i o n s b e s t r e b e n der N e t z w e r k w a n d l e r k a t i o n e n f ü r d a s A u f t r e t e n u n d die A u s d e h n u n g der E n t m i s c h u n g v e r a n t w o r t l i c h zu m a c h e n . So gelang es LteviN u. Mitarb. [2, 3], die Grenzzusammensetzungen der metalloxidreichsten Flüssigkeiten n a c h verschiedenen M e t h o d e n f ü r eine größere A n z a h l v o n Silicat- u n d B o r a t s y s t e m e n zu berechnen, die n u r wenig v o n den experimentellen W e r t e n abwichen. D e r /S-förmige Verlauf der L i q u i d u s k u r v e (->• L i q u i d u s t e m p e r a t u r ) m a n c h e r S y s t e m e k a n n so g e d e u t e t werden, d a ß die E . l a t e n t v o r h a n d e n ist bzw. m e t a s t a b i l a u f t r i t t (z. B. im -»- S y s t e m B a O — Si0 2 , s. gestrichelte K u r v e in d e r Abb.). M e t a stabile E . k o n n t e wiederholt in Gläsern elektronenmikroskopisch nachgewiesen werden (z. B. [4]) (s. a. E n t m i s c h u n g , spinodale). Lit.: [1] K r a c e k : J. Amer. ehem. Soc. 52 (1930), 1 4 3 6 - 1 4 4 2 ; Levix/Biock: Soc. 4 0 ( 1 9 5 7 ) , 9 5 - 1 0 6 , lEviir/RoBBiNS/Waking: J. Amer. Ceram.

— [2] J . Amer. ceram. 113—118; [3] Soc. 4 4 ( 1 9 6 1 ) , 8 7 - 9 1 . [4] Silikattechn. 9 (1958), 5 1 - 6 2 .

Skatuiia/Vogel/Wessel:

Entmischung, spinodale — im instabilen, d u r c h die - > Spinodale b e g r e n z t e n E n t m i s c h u n g s b e r e i c h i n n e r h a l b der E n t m i s c h u n g s k u p p e l eines Systems (-> P h a s e n d i a g r a m m ) s p o n t a n ohne Keimbild u n g s m e c h a n i s m u s v o r sich gehende P h a s e n t r e n n u n g (-> E n t m i s c h u n g , a u c h -> Subliquidusentmischung) einer einzigen P h a s e in zwei sich gegenseitig d u r c h d r i n g e n d e Mikrophasen.

lb:

Diagramm „freie Energie — Zusammensetzung'" für die Temperatur 7', aus 1 a.

¡ JfEnimishjngsküne \fhOienlremrq durch i'tfeimbiWnguntf 1 íilizL-ÍTiH^CVrH/mi

24-00 K

l a : Schematisches Phasendiagramm m i t Phasengrenze und Spinodale eines ZweiflüssigkeitenEntmischungsbereiches

a)

2200 2000 1600 Tridymit (BoOV

60

1600 J ÍL_L 70 80 90 100 Storfmengenantef/ in %

Ausdehnung der flüssigen Entmischung in einigen binären Silicatsystemen. (Hypothetische metastabile Entmischungskurve für das System BaO —SiCV)

Theoretisch l ä ß t sich der Vorgang der sp. E . a u s B e t r a c h t u n g e n der Ä n d e r u n g der freien E n e r gie bei F l u k t u a t i o n e n in der Z u s a m m e n s e t z u n g ableiten, i b . g i b t die freie Energie in A b h ä n g i g k e i t v o n der Z u s a m m e n s e t z u n g f ü r die T e m p e r a t u r T1 a u s 2 a. wieder. Die a n die Minima der K u r v e der freien Energie gelegte T a n g e n t e g r e n z t d u r c h die B e r ü h r u n g s p u n k t e (in 2 b. P u n k t e B u n d E) d e n E n t m i s c h u n g s b e r e i c h (Mischungslücke) a b ; gleichzeitig stellen diese P u n k t e auf der Phasengrenze die Z u s a m m e n s e t z u n g der koexistierenden P h a s e n f ü r die b e t r e f f e n d e T e m p e r a t u r d a r . Zwei weitere charakteristische P u n k t e bilden die W e n d e p u n k t e der K u r v e der freien Energie (in 2 b . P u n k t C u n d D). I n n e r h a l b des Bereiches zwischen B u n d C sowie zwischen D u n d E f ü h r e n kleine F l u k t u a t i o n e n in der Z u s a m m e n s e t z u n g zu einer

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E n t m i s c h u n g v o n Mischkristallen

Zunahme der freien Energie, d. h.

F = molare freie Energie, 0 = Molenbruch der Konzentration

Es resultieren nur für den Fall getrennte Phasen, wenn die Größe der durch die Fluktuation in der Zusammensetzung zustandegekommenen Entmischungsphasen — ähnlich wie bei der Bildung kristalliner Partikeln mit einem kritischen Radius r c — einen bestimmten kritischen Wert überschreitet. Die Phasentrennung ist in diesem Bereich an einen Keimbildungs- und Wachstumsmechanismus der Mikrophasen (metastabiler Entmischungsbereich) gebunden. Innerhalb des Bereiches zwischen C und D (spinodaler Entmischungsbereich) führen Fluktuationen der Zusammensetzung zu einer Abnahme der freien Energie, d. h.

Beispiele für experimentelle Untersuchungen von Entmischungsprozessen mit spinodalem Charakter bilden die Systeme Na 2 0 —Si0 2 , Na 2 0 —CaO — Si0 2 und Li 2 0— Si0 2 . Abschätzungen der spinodalen Entmischungsbereiche sind weiterhin u. a. in den Systemen Li 2 0 — BeO—SiO„, B 2 0 3 — SiO» und B , 0 , vorgenommen worden. Die sp. E. ist neben der Herstellung von VycorGlas auch für die Herstellung von -> Glaskeramik (Vitrokeram) von praktischer Bedeutung. Lü.: CAHN/CHARLES: Phys.Chem. Glasses6(1965),181-191.

Entmischung von Mischkristallen — Zerfall homogener - > Mischkristalle in zwei unterschiedlich zusammengesetzte Kristallarten. Meist sind die Zerfallprodukte ebenfalls Mischkristalle, sie können jedoch auch die (fast) reinen - » Komponenten darstellen, aus denen sich die ursprünglichen Mischkristalle zusammensetzen.

8*F < 0 SC3 In diesem Bereich ist die ursprünglich vorliegende einzige Phase instabil; unendlich kleine Fluktuationen der Zusammensetzung rufen eine spontane Phasentrennung — d. h. eine spinodale Entmischung — hervor. Die Grenze zwischen den zwei Bereichen unterschiedlichen Reaktionsmechanismus, d. h., wo d*F 8G2

= 0

ist, wird als -> Spinodale bezeichnet.

2b: Diagramm „freie Energie — Zusammensetzung" für die Temperatur Tx aus 2a.

2 a: Schematisches Phasendiagramm mit Subliquidus-Entmischungsgebiet

Zusammensetzung

Die sp. E. eines glasigen Materials durch Wärmebehandlung führt — zumindest im Anfangsstadium der Entmischung — zu einer gegenseitigen Durchdringung der sich bildenden Phasen (interconnected phases) — ein bekanntes Beispiel bildet das -> Vycor-Glas-, während eine Keimbildung durch Wachstums- und Keimbildungsmechanismus zumeist zur Ausbildung von Mikrotröpfchen der einen Phase führt, die in der anderen eingebettet vorliegt. Als kritische Entmischungstemperatur Te wird diejenige Temperatur bezeichnet, oberhalb derer keine Entmischung mehr möglich ist. —> Entmischungskurve und Spinodale sind in diesem Punkt identisch.

Zweistoffsystem mit Entmischung einer lückenlosen Mischkristallreihe

Im folgenden sei die E. in -> Zweistoffsystemen näher erläutert. Im einfachsten Fall zeigt das Zustandsdiagramm die abgebildete Form. Der obere Teil des Diagramms entspricht völlig dem eines „Zweistoffsystems mit lückenloser Mischkristallbildung", auch der Erstarrungsverlauf von Schmelzen ist bis zum Erreichen der Entmischungskurve der gleiche. Im Gebiet zwischen der Soliduskurve (—>• Solidustemperatur) Tj,—s2—s1 — Tb und der Entmischungskurve F—Tk — 0 sind Mischkristalle beliebiger Zusammensetzung existent. Unterhalb der Entmischungskurve liegen zwei (A- und .B-reiche) Mischkristallarten vor, deren Zusammensetzung durch die Schnittpunkte der Entmischungskurve mit den Isothermen (Konoden) wiedergegeben w e r d e n , z . B . f1—gl,

f2—g2

usw.

Die Entmischungskurve ist durch das Auftreten eines kritischen Entmischungspunktes Tc gekennzeichnet, der die Zusammensetzung derjenigen homogenen Mischkristalle angibt, die die höchste Entmischungstemperatur aufweisen. Dieser Punkt trägt jedoch nicht den Charakter eines invarianten Punktes (s. a. ->• Entmischung, flüssige). Meist sind die Zustandsdiagramme silicatischer Zweistoffsysteme bei Vorliegen von E. kompli-

Ephesit zierter a u f g e b a u t als in diesem Beispiel. Gewöhnlich schneidet der obere Teil der Entmischungsk u r v e die Soliduskurve. S t a t t eines kritischen E n t mischungspunktes t r i t t d a n n ein eutektischer oder ein Ü b e r g a n g s p u n k t auf ('-> „Zweistoffsysteme m i t l ü c k e n h a f t e r Mischkristallbildung u n d E u t e k t i k u m bzw. Ü b e r g a n g s p u n k t " ) . Komplizierter wird das D i a g r a m m weiterhin, wenn gleichzeitig -> P o l y m o r p h i e einer oder beider K o m p o n e n t e n vorliegt (-> „Zweistoffsysteme m i t Polymorphie der K o m p o n e n t e n u n d Mischkristallbildung"), wobei - > eutektoide bzw. —>• peritektoide P u n k t e a u f t r e t e n können. Entspannungsbereich — Temperaturbereich zwischen oberer u n d u n t e r e r -»Entspannungstemperatur (obere u n d u n t e r e K ü h l t e m p e r a t u r ) , in d e m sich Glas in einer v e r n ü n f t i g e n Zeit ents p a n n e n l ä ß t u n d u n t e r h a l b dessen eine rasche T e m p e r a t u r ä n d e r u n g keine p e r m a n e n t e n Spann u n g e n im Glas verursacht. Entspannungsofen, K ü h l o f e n — zur E n t s p a n n u n g des Glases dienender Ofen. E n t s p r e c h e n d der Charakteristik des S p a n n u n g s a b b a u e s in Gläsern ( E n t s p a n n u n g s k u r v e ) l ä u f t der E n t s p a n n u n g s vorgang in drei Stufen a b : E n t s p a n n u n g d u r c h E r w ä r m e n , langsames Abkühlen bis zur u n t e r e n E n t s p a n n u n g s t e m p e r a t u r , schnelles A b k ü h l e n bis R a u m t e m p e r a t u r . Man unterscheidet nach der Beheizung: Gas-, öl- u n d elektrisch beheizte E . ; nach der K o n s t r u k t i o n : Kammer-, Wagen- u n d -¡- Bandentspannung söfen, von denen n u r noch letzteren größere Bedeutung zukommt. Entspannungstemperaturen — gehören zu den bei der Glasherstellung u n d -Verarbeitung a m häufigsten gebrauchten charakteristischen Viskosit ä t s f i x p u n k t e n des Glases. Man unterscheidet den strain point, T s t r ., im deutschen Sprachgebrauch a u c h als „15-h-Ents p a n n u n g s t e m p e r a t u r " bezeichnet, mit einem zugehörigen Viskositätswert v o n 1 0 1 3 - 5 P a - s , u n d den annealing point, T m . , im deutschen Sprachgebrauch als „ 1 5 - m i n - E n t s p a n n u n g s t e m p e r a t u r " bezeichnet, m i t einem zugehörigen Viskositätswert von 1 0 1 2 0 P a - s . Diese P u n k t e stellen die oberen bzw. u n t e r e n Grenzwerte (obere u n d u n t e r e E.) des Temperaturbereiches dar, in dem ein m i t S p a n n u n g e n b e h a f t e t e r Glasgegenstand in der m a x i m a l e n Zeit von 15 h ( = strain point) bzw. der minimalen Zeit von 15 min ( = annealing point) praktisch spannungsfrei gekühlt werden k a n n (-»Entspannungsbereich). An H a n d dieser P u n k t e werden die Z e i t - T e m p e r a t u r - K ü h l p r o g r a m m e f ü r die P r a x i s e r m i t t e l t . Beispiele f ü r die Lage der E n t s p a n n u n g s t e m p e r a t u r e n technischer Gläser: Glassorte

2 W in K

r a n . in K.

Normalglas Thermometerglas „Supremax"

768 821 938

810 863 988

Z u r experimentellen E r m i t t l u n g von 7' s t r . u n d Tan. werden zweckmäßig spannungsoptische Verf a h r e n herangezogen, indem m a n bei verschiedenen T e m p e r a t u r e n die Zeit ermittelt, in der die Spann u n g e n in der u n t e r s u c h t e n Glasprobe auf den 14

Hinz

209

zulässigen R e s t b e t r a g abgefallen sind. Die Meß p u n k t e Te ( E n t s p a n n u n g s t e m p e r a t u r ) u n d te (Entspannungszeit) ergeben in halblogarithmischer Darstellung eine Gerade, an der sich d u r c h E x t r a p o l a t i o n die P u n k t e J^tr. u n d Tan. (sowie jede beliebige a n d e r e E n t s p a n n u n g s t e m p e r a t u r ) e r m i t t e l n lassen. Entspiegelung — Verminderung des Reflexionsvermögens v o n Glas. Die Reflexion des Glases b e t r ä g t i. allg. bei senkrecht auffallendem L i c h t 4 - - 5 % ; sie k a n n d u r c h die E. bis auf Bruchteile eines Prozents v e r m i n d e r t werden. Beispiele f ü r E. s i n d : Linsen, Bildabdeckungen aus Glas, a b e r a u c h Schaufenster, Instrumentenabdeckungen, Wärmereflexionsfilter u. a. m . F ü r die E. v o n Gläsern werden a n g e w a n d t : 1. E r z e u g u n g d ü n n e r Schichten m i t einem grösseren Brechungsindex als d e m des Glases a) d u r c h Tauchbeschichtung u n d E i n b r e n n e n eines aus Metalloxid bestehenden Oberflächenfilms, b) d u r c h V a k u u m b e d a m p f u n g m i t Metallen, u n d zwar entweder d u r c h K a t h o d e n z e r s t ä u b u n g im Druckbereich von einigen P a oder durch A u f d a m p fen v o n Schichten im H o c h v a k u u m im Druckbereich von 10- 2 - 1 0 " 3 P a . 2. Vorsichtiges A n ä t z e n der Oberfläche, so d a ß diese eine f ü r das Auge k a u m w a h r n e h m b a r e r a u h e Oberfläche erhält. Auf diese Weise entspiegelte Gläser finden als Schaufenster, Bildverglasungen u. ä. Verwendung. 3. Verwendung von gewölbten Scheiben bei Schaufenstern, wobei die K r ü m m u n g der Scheibe so gewählt wird, d a ß in die Augen des B e t r a c h t e r s d u r c h Reflexion n u r solche Strahlen gelangen können, die von entsprechend schwarzen Flächen herk o m m e n . (PoLLARD-Verglasung). Entstellungsmittel — in der Emailliertechnik im Gegensatz zu -> Stellmitteln Stoffe, die einem - » Emailschlicker zugegeben werden, u m dessen —> A n l a ß w e r t u n d / o d e r dessen -> S t r u k t u r v i s k o s i t ä t zu erniedrigen. D e r entsprechende Arbeitsgang bei der Bereitung des Emailschiickers h e i ß t Entstellen. D a s Entstellen wird im Gegensatz zum Stellen in der Emailliertechnik relativ selten produktionsmäßig a n g e w a n d t . D u r c h das E n t s t e l l e n h a t m a n die Möglichkeit, den Wassergehalt eines Emailschlickers niedriger als normal zu halten, weshalb E . bei sehr brennempfindlichen Grundemails eingesetzt werden, da d a d u r c h deren Neigung zu Abzehrerscheinungen v e r m i n d e r t wird. Der Zusatz von E . b e t r ä g t in der Regel n u r Bruchteile von P r o z e n t e n . I n jedem Falle m u ß die Zugabe m i t großer Sorgfalt vorgenommen werden, da es leicht zu einer zu großen Verflüssigung des Schlickers k o m m e n k a n n . Die Zahl der in der Emailliertechnik verwendeten E . ist begrenzt. Wie bei den Stellmitteln werden hierbei bevorzugt Stoffe angewendet, die sich entweder w ä h r e n d des Einbrennvorganges verflüchtigen (z. B. Oxalsäure) oder aber sich leicht im Email auflösen (z. B. Alkalipolyphosphate, Phosphorsäure). Ephesit 1. NaLiAl 2 [(OH) 2 /Al 2 Si 2 O 1 0 ].

210

Epidot

2. Monoklin; C%k-C2/c oder C*Cc; a0 = 0,512 b0 = 0,885 c0 = 1,930; a0:60: c0 = 0,578:1:2,181; ß = 95°05'; Z = 4; E. ist ein N a t r o n - ^ M a r garit (Sprödglimmer). 3. Blättrige Lamellen, äußerlich Disthen ähnlich; oft als Zwillinge. 4. HM = 5•••7; D = 3,15---3,20; # g u t n . (001); F — weiß, blauweiß; G = perlmutterglänzend auf den Spaltflächen. 5. nx = 1,595 n = 1,625 nz = 1,627; A = 0,032 (—); I A e klein; 2 7 ^ = 43°; die Abb. gibt die Änderung der optischen Konstanten beim Übergang von Margarit zum E. wieder (Zunahme des Na-Gehaltes). 2V 50° W 30°

t a

0,030 0,020

?

20°

0,040 0,030

n

0,020

1,66

Piemontit, — O r thit; Kristallgitter und Morphologie des - s Zoisit sind aus Baumgitterverzwillingung des E. nach a (100) ableitbar; dadurch wird verg l e i c h b a r (2a • s i n ß): b: c d e s E . m i t a-.b-.c d e s Zoisit (nach STRUNZ); das reine Tonerdesilicat

ist rhombisch (-»- Zoisit) und wird bei der wesentlichen Vertretung von AI durch Fe monoklin wie beim E. 3. Säulige, nadlige Kristalle, gestreckt nach [010], sehr flächenreich, deshalb oft quergestreift; strahlig zu Büscheln gruppierte Nadeln; derb in strahligen bis dichten Aggregaten; in Pseudomorphosen nach —s- Skapolith, -> Granat, -> Augit, Hornblende.

Epidotgruppe Schnitt 1.(010) 2: Diagramm der Abhängigkeit der optischen Orientierung von der Zusammensetzung in der Epidotgruppe (nach TRÖGER)

4. HM = 6,5; D = 3,3- -3,5; # vollkommen nach (001), gut nach (100); F = meist dunkel- bis gelbgrün, schwärzlichgrün, aber auch hellgrün und selten rot; G = Glasglanz, durchscheinend; Sir. = weiß bis grau. 5. nx = 1,711- -1,729 nv = 1,715---1,761 nz = 1,719---1,778 je nach Fe-Gehalten; A = 0,008 bis 0,049 ( + )•••( — ); Änderung der optischen Daten mit dem Ersatz von AI durch Fe ist 1. zu entnehmen; A.-E. (010); X A c: 0---5 0 stark pleochroitisch, Änderungen s. 2.; 2VX = 65°, stark dispergiert. 7. Nur eisenreiche Mischungsglieder unter Abscheidung gallertartiger Kieselsäure mit HCl zersetzbar; schmilzt unter Aufblähung zu einer magnetischen Schlacke.

Epistolit 8. Weitverbreitet, als selbständiges Gestein (Epidotfels), tiefhydrothermal auf Klüften von Chlorit-, Hornblende- und Epidotschiefern, Diorit, Syenit, Granit; mit Bergkristall, Adular, Albit, Axinit, Diopsid, Apatit in kontaktmetamorphen Kalken und auf Magnetitlagerstätten mit Granat, Vesuvian, Hornblende; in Klüften und Mandeln von Melaphyr mit gediegenem Kupfer; in Klüften und Drusen aufgewachsene Kristalle von Striegau, Zillertal, Untersulzbachtal, Knappenwand (besonders schöne, große Kristalle), Zermatt, Arendal usw. ; neben der Kupfererzen am Lake Superior und in Arizona. 9. X P D F 17-514; 0,290 10 , 0,268 10 , 0,269 7 , 0,402 5 , 0,260 5 , 0,246 5 , 0,340 4 , 0,282 4 . La.:

STRÜNZ: Z . K r i s t . 9 2 ( 1 9 3 5 ) , 4 0 2 .

-

GOSSNER/MUSS"

GNUC : Z. Krist. 78 (1931), 386. - BELOV/RÜMANOVA : Doklady Akad. Nauk USSR 89 (1953), 853. - ITO/MORIMOTO/SADANAGA: Acta Cryst. 7 (1954), 53.

Epidot (Schmuckstein) — -> Epidot mit klaren, ausreichend großen Kristallen; diese finden sich nur selten, obwohl das Mineral in magmatischen und metamorphen Gesteinen weit verbreitet ist. Die bereits recht hohe Lichtbrechung bewirkt bei geschliffenen Steinen einen schönen Glasglanz. Für Schmuckzwecke werden E. verwendet, die bei auffallendem Licht ein dunkles Grün mit einem Stich ins Gelbe oder Braune zeigen (pistaziengrün). Es kommen auch farblose, hellgelbe, braune und rote Kristalle vor. E. zeigt einen starken Pleochroismus, der sich besonders bei größeren Stücken bemerkbar macht. 1. farblos bis gelb und gelbbraun, 2. gelbbraun bis grün und braungrün, 3. dunkelgrün bis hellbraun. Der bekannteste Fundort f ü r schleifbare E. ist die Knappenwand im Intersulbachtal (Pinzgau, Österreich). Weitere Vorkommen liegen bei R a b u n Gab (Georgia); Roseville Sussex Co. (New Jersey) ; Haddem (Connecticut); Arendal und Nedenäs (Norwegen); Achmatowsk (Ural, UdSSR) sowie in Südkalifornien und auf Alaska (Prince of Wales Island). Der Durch Manganoxid z. T. prachtvoll kirschrot gefärbte Manganepidot (Piemontit) findet sich hauptsächlich in der Manganerzlagerstätte von San Marcello, Piémont (Italien). Mit dem E. nahe verwandt ist der zur Zoisitgruppe gehörende rosenrote Thulit von Kleppau, Kirchspiel Souland in Telemarken (Norwegen), Okawagan Co., (Washington), Ducktown (Tennessee) und von Traversella (Piémont). Im Vergleich zu den landläufigen Schmucksteinen wird Epidot nur wenig verarbeitet. Epistilbit 1. Ca[Al 2 Si 6 0 16 ] • 5 H 2 0 . 2. Monoklin-prismatisch; a0 = 0,892 b0 = 1,773 Cq = 1,021; a„:6 0 :c 0 = 0,503:1:0,576; ß = 124°20'; Z = 3; pseudoorthorhombische Zelle: a'0 = 1,484 b0 = 1,773 c„ = 1,021; d' 0 :6 0 :c 0 = 0,837:1:0,576; ß = 90°40'; Z = 6; zählt zur Gruppe der -> Zeolithe; besteht aus einem Gerüst von [Si0 4 ]- und [A10 4 ]-Tetraedern, in deren Hohlräumen sich die Kationen und Wassermolekeln befinden. 3. Kristalle ähnlich wie -> Heulandit, stets prismatisch, aber immer rhombisch erscheinend 14*

211

Zwillingsbildung bei Epistilbit

wegen Bildung von Durchkreuzungszwillingen nach (100); s. 1. 4. HM = 4; D = 2,25; F = farblos, weiß; G — Glasglanz; vollkommen nach (010). 5. nx = 1,502 — 1,505 ny = 1,510-1,515 nz = 1,512-1,519; A = 0 , 0 1 0 - 0 , 0 1 4 ( - ) ; F||6, A.-E. H(OIO), s. 2.; 2VX = 44°. 8. Zusammen mit Desmin hydrothermal in Basaltmandeln. c VVI

kK N:
Lehmglasuren. Als M ü h l e n v e r s a t z dienen Kaoline, cornish stone, Feldspat, Pegmatit, Quarz u n d Erdalkalicarbonate, bzw. Lehme, Löß, Mergel, Töpferu n d Ziegeltone und andere „erdige", wasserunlösliche Rohstoffe. Die Z u s a m m e n s e t z u n g der E. f ü r Brenntemperaturen von 1530- • • 1630 K (SK 7• • • 12) schwankt etwa zwischen 3,5-"5 Si0 2 • 0,3•••0,6 A1 2 0 3 • R O u n d f ü r 1630---1700 K (SK 12 — 15) zwischen 5 — 12 Si0 2 • 0 , 5 - 1 , 2 A1 2 0 3 • RO. Überwiegt unter den Flußmitteln Calciumcarbonat, so spricht m a n auch von -»• Kalkglasuren. Erdringofen -> Ringofen Ergußgestein - » Magmagestein Erhärten (von Bindebaustoffen) — die sich an das Erstarren anschließende Phase der Verfestigung eines Bindebaustoffes, - » Mörtels oder Betons. Sie ist gekennzeichnet durch einen verhältnismäßig festen, nicht verformbaren Zustand. Der Grad der E r h ä r t u n g n i m m t mit der weiter fortschreitenden -»• H y d r a t a t i o n zu, ä u ß e r t sich in erster Linie im weiteren Anwachsen der Festigkeit und k a n n u. a. auch dadurch beurteilt werden. Erstarren u n d E r h ä r t e n sind im wesentlichen gleichartige Vorgänge, die kontinuierlich ineinander übergehen. Die Zusammenhänge zwischen H y d r a t a t i o n u n d Erstarren bzw. E r h ä r t e n sind Gegenstand verschiedener -> Erhärtungstheorien. Erhärtungstheorien (von Bindebaustoffen) — den Erhärtungsmechanismus von Bindebaustoffen betreffende Theorien. Die bestehende hydraulische Erhärtungstheorie beruht auf weitgehender Annäherung und modernem wissenschaftlichem Ausbau von zwei einstmals scheinbar in starkem Widerspruch stehenden Auffassungen, d e r „Kristalltheorie" und der „Kolloidtheorie". Die Aufklärung der Strukturen und die Identifizierung der Hydratationsprodukte der Bindebaustoffe sowie die Kenntnis der physikalischen u n d physikalischchemischen Vorgänge beim -> Erstarren und E r h ä r t e n wurde durch die Anwendung moderner Untersuchungsmethoden wesentlich erweitert. Die hydraulische E r h ä r t u n g vollzieht sich z. T. über das Inlösunggehen des Ausgangsmaterials u n d die Kristallisation der Hydratationsprodukte, zum anderen Teil bilden sich infolge unmittelbarer Wasseranlagerung an die feste Phase des Ausgangsmaterials, also durch topochemische Reaktionen, Gelhüllen um die einzelnen Körner. Durch Strukturvergrößerung nehmen die anfangs kolloiden Gebilde mehr und mehr mikrokristalline Strukt u r e n an. Gleichzeitig ist eine kontinuierliche Festigkeitssteigerung der Zementmasse zu beobachten; die vollständige Umwandlung des instabilen Systems wird jedoch bei den hydraulischen Bindebaustoffen nie erreicht. Die Festigkeit des erhärtet e n Zementsteins beruht auf dem Zusammenschluß der Feinbauteilchen durch Oberflächen-

k r ä f t e und durch pseudofeste Wasserfilme von molekularen Dimensionen als Bindeglieder. Trotz stark abweichendem Reaktionsverlauf k a n n silicatischen u n d aluminatischen Bindebaustoffen annähernd der gleiche Erhärtungsvorgang zugeschrieben werden. Historische Entwicklung: Die Erforschung der Gipserhärtung durch L A V O I S I E R und M A R I G N A C (18. u n d 19. Jh.) u n d die E r k e n n t n i s zahlreicher Forscher, daß die hydraulische Erhärt u n g des -*• Portlandzementes auf die Reaktion der ->- Calciumsilicate mit dem -> Anmachwasser zurückzuführen ist (19. Jh.), bereitete den Boden f ü r die Aufstellung der „Kristalltheorie" 1887 durch LE CHATELIER. D a n a c h bildet sich beim Anmachen der Zementpaste eine übersättigte Lösung an H y d r a t e n , die schwerer löslich sind als die nicht hydratisierten Verbindungen. Die Lösung v e r a r m t durch Ausfallen der H y d r a t e , so d a ß wieder unhydratisiertes Material in Lösung gehen k a n n . Träger der hydraulischen E r h ä r t u n g sind die sich verflechtenden kristallinen H y d r a t e . -»- M I C H A E L I S erarbeitete im Zeitraum von 1892 bis 1909 die ,,Kolloidtheorie", f ü r die die Bildung einer kolloiden Grundmasse von Hydratationsprodukten das Wesensmerkmal der hydraulischen E r h ä r t u n g ist. Die Verfestigung geschieht gemäß dieser Theorie durch topochemische Reaktionen unter Absaugen des Wassers von der Oberfläche zum I n n e r n der Teilchen und Umwandlung der gelförmigen Hydratneubildungen in ein steinhartes Gebilde. Die weitere Entwicklung zeigt die Tendenz zur Annäherung beider Theorien, begünstigt durch die Verbesserung der Untersuchungsmethoden. So wurde der Gegensatz oben ausgeführter Theorien besonders durch die Erkenntnis gemildert, d a ß die disperse Phase eines kolloiden Systems auch kristallin sein kann. Auf dieser Grundlage e n t s t a n d die Gel-Kristall-Theorie von B A I K O V (1931), die drei typische Reaktionsperioden unterscheidet: die vorbereitende Periode der Auflösung wasserfreien Materials zu einer gesättigten Lösung, die Bildung von H y d r a t a t i o n s p r o d u k t e n in kolloiden Abmessungen, die Umkristallisation bei der Ausscheidung kleiner gelöster kolloider Teilchen. Seine Schüttelversuche, die bei einem hohen WasserZement-Verhältnis durchgeführt wurden, k o n n t e n allerdings nicht den hohen Grad an Übersättigung zeigen, die in realen Pasten existiert. - > R E B I N D E R , - > M Ö E D L O V - P E T R O S J A N U. a . e n t -

wickelten diese Theorie weiter durch die Annahme der Bildung von koagulierten thixotropen Strukturen m i t nachfolgender Entwicklung einer Kristallisationsstruktur. Zum Ausbau der E. trugen wesentlich die Arbeit e n v o n - > K Ü H L , K E I L , B O G U E , —> T A Y L O R , BERJTAL, P O W E R S — letzterer namentlich durch

das Einführen physikalischer Gesichtspunkte — bei. Von großer Bedeutung f ü r die Entwicklung der E. sind die zahlreichen Untersuchungen des Einflusses von Wasser auf die einzelnen Klinkermineralien und ihre Kombinationen. Lit.: KÜHL: Zement-Kalk-Gips IL (1958), 5 2 5 - 5 2 9 . KEIL; Zement-Kalk-Gips 20 (1967), 2 0 1 - 2 1 3 . - POWERS; Zement-Kalk-Gips 14 (1961), 8 1 - 8 7 ,

Erstarren Erhitzungsmikroskop — Hochtemperaturmikroskop Erionit — zur Chabasitgruppe (-> Chabasit) zählender natürlicher oder synthetischer -> Zeolith mit rel. hohem Si/Al-Verhältnis ( = 3). Chemische Zusammensetzung: (Ca, Mg, Na 2 , K 2 ) 0 • A1203 • 6 Si0 2 - 6 H 2 0 Idealisierte Zusammensetzung der Elementarzelle: (Ca, Mg, Na 2 , K2)4>5 [(A102)9(Si02)27] • 27 H 2 0 D i e S t r u k t u r d e s E . i s t hexagonal und besteht aus parallel gelagerten (AI, Si) 6 O la -Ringen. Das Gerüst kann man sich aus kankrinitischen e-Zellen zusammengesetzt vorstellen, die durch doppelt 6gliedrige Ringe der c-Achse miteinander verbunden sind. M o r p h o l o g i s c h bildetE.faserförmigeKristalle. Diese sind hydrothermal sehr stabil. Durch Dauerbehandlung mit Wasserdampf bei 648 K werden die Absorptionseigenschaften nicht verändert. Die V e r w e n d u n g des E. ergibt sich aus den Eigenschaften als -»- Molekularsieb. E. absorbiert Kohlenwasserstoffe mit dem minimalen kinetischen Drm. von 0,43 nm. Erionitgruppe — Gruppe von natürlichen und synthetischen -»• Zeolithen. Zur E. zählen: -> Erionit, -» Offretit, Zeolith T., -» Levyn, Zeolith Omega (Q), Zeolith HS, -> Losod. Die S t r u k t u r der zur E. gehörenden Minerale leitet sich von —s- Erionit mit der idealisierten Zusammensetzung der E l e m e n t a r z e l l e (Ca, Mg, Na 2 , K 2 ) 4j5 [(A10 2 ) 9 (Si0 2 ) 27 ] • 27 H 2 0 ab. Die Grenzen der Veränderung der Zusammensetzung sind: Si/Al = 3--3,5, Alkaliionen sind variabler als Erdalkaliionen, das Vorkommen von Fe3+ in den Tetraedern ist möglich. Das Aluminosilicatgerüst der E. besteht aus hexagonalen Ringen (AI, Si) 6 0 12 . Durch die Anordnung und die Verknüpfung dieser hexagonalen Ringe lassen sich die anderen Spezies der Gruppe ableiten. Die Kanäle der Struktur besitzen beim Erionit die Größe von 0,43 nm und erreichen bei anderen Vertretern der Gruppe je nach Anordnung der hexagonalen Ringe größere oder kleinere Werte. Das größte adsorbierbare Molekül ist beim Erionit n-Paraffin, beim Offretit (Kanaldurchmesser = 0,6 nm) Cyclohexan, beim Zeolith Omega (Kanaldurchmesser = 1,0 nm) (C4F9)3N, während beim Levyn mit dem Kanaldurchmesser von 0,36 nm die größten adsorbierbaren Moleküle N2 und 0 2 sind. Von Losod mit dem Kanaldurchmesser von 0,22 nm wird nur H 2 0 adsorbiert. Die Minerale der E. werden als Molekularsiebe verwendet. Wegen des relativ hohen Si/AlVerhältnisses besitzen sie eine begrenzte Säurebeständigkeit. Ernsberger-Methode — Methode zur Aufweitung von Mikrorissen in mikroskopisch sichtbare Dimensionen in alkalihaltigen Silicatglasoberflächen mittels Alkaliionenaustausch in einer Lithiumsalzschmelze gemäß •NaGias

LiSchmelze ^ Liou« + Na£hme]2(!

213

Auf Grund des kleineren Ionenradius des Li+ (Radienverhältnis ru + / ? 'Na + = 0,63) wird in der Oberflächenschicht des Glases eine zweidimensionale Zugspannung aufgebaut, die nach Überschreiten des kritischen Spannungswertes die Aufweitung eines kleinen Bruchteils der ursprünglich in dieser Schicht vorhandenen „Microcracks" in mikroskopisch sichtbare Risse bewirkt (s. Abb.). Die Anzahl der je Flächeneinheit erzeugten sichtbaren Risse (Rißdichte) dient als Maßzahl zur Bewertung des Oberflächenzustandes des Glases. Ein direkter Vergleich der gemessenen Rißdichten ist bei gleichartiger Salzbadbehandlung nur für Gläser annähernd gleicher chemischer Zusammensetzung zulässig. Für Silicatgläser, die durch einen Kalium/ Natrium-Ionenaustauschprozeß chemisch verfestigt (-s- Glasverfestigung, chemische) wurden, ist die E. zur Charakterisierung des Oberflächenzustandes nicht anwendbar. Sie gestattet jedoch, Defekte in der verfestigten Oberflächenschicht (z. B. Risse, nicht bzw. nur unzureichend verfestigte Bereiche usw.) zu dekorieren und nachzuweisen. IM.: EKNSBERGEK: Proc. R o y . Soc. A 257, 213 (I960).

Erosion ->• Verschleiß Erstarren (von Bindebaustoffen) — erste Phase der Verfestigung eines Bindebaustoffes, Mörtels oder -> Betons. Tritt, abhängig von der Bindebaustoffart, verschiedenzeitig nach dem Beginn der Hydratation ein. Die chemischen Reaktionen zwischen Bindebaustoff und Anmachwasser, die nach einer gewissen Zeit eine Koagulationsstrukturbildung hervorrufen, führen zum Ansteifen des Gemisches. Der Grad des Versteifens ist von den Erstarrungsbedingungen, seine Beurteilung von der angewendeten Meßmethode abhängig. Zur Beurteilung des Erstarrens können verschiedene Methoden angewendet werden (mechanische, elektrische). In der Regel verwendet man dabei Geräte, die das Eindringen von Tauchstäben oder -nadeln (z. B. Vicat-Nadel, Plastometer nach R E B I N D E R ) in einem Mörtelbrei messen. „Erstarrungsbeginn" und „Erstarrungsende" sind willkürlich festgelegte Grade der Versteifung. Die Phase des Erstarrens ist durch einen plastischen, verformbaren Zustand gekennzeichnet und deswegen ist ihr zeitliches Zusammenfallen mit der Betonbearbeitungszeit wichtig.

214

Erstarrungs- und Erhärtungsbeschleuniger

Lit.: FROMMHOLD: Begriffe u n d Begriffsbestimmungen a u s d e m Bauwesen, Berlin, K ö l n , F r a n k f u r t 1963.

Erstarrungs- und Erhärtungsbeschleuniger — Zusatzmittel, die die Erstarrungszeit eines Mörtels oder -> Betons verkürzen oder deren Frühfestigkeit erhöhen oder auch beides zugleich bewirken sollen. Eine strenge Unterscheidung zwischen Erstarrungs- u n d Erhärtungsbeschleunigern ist nicht angeraten, da -»- Erstarren und -> E r h ä r t e n kontinuierlich ineinander übergehen. E s ist die Verwendung von einfachen anorganischen Salzen u n d deren Kombination bis zu komplizierten organischen Verbindungen möglich. Die in der Betonpraxis angewendeten Zusatzmittel sind gewöhnlich fabrikmäßig hergestellte Mischungen. Unabhängig davon, daß zahlreiche Salze eine spezifische Wirkung auf bestimmte Bindemittelarten oder -bestandteile ausüben und f ü r andere Bindemittel wirkungslos oder von gegenteiliger Wirkung sein können, zählen zu den H a u p t b e standteilen von Beschleunigern zahlreiche lösliche Chloride, Carbonate, Silicate, Fluorsilicate, Hydroxide, einige Nitrate u n d Sulfate. Nach dem chemischen A u f b a u der Zusatzmittel richtet sich der Anwendungsbereich. Der Einsatz ist in den Mörtelgruppen I, I I und I I I möglich. Unzulässig ist die Verwendung von chloridhaltigen Zusatzmitteln selbst mit Rosthemmstoff bei vorgespanntem Beton. Chloridhaltige Zusatzmittel ohne Rosthemmstoff sind lediglich f ü r unbewehrten Beton zugelassen. Auch dürfen chloridhaltige Zusatzmittel wegen der Gefahr von Erhärtungsstörungen Mörteln und Betonen, die -»Sulfathüttenzement oder -> Tonerdezement enthalten, nicht zugegeben werden. Abweichungen vom Z e m e n t s t a n d a r d : das Erstarrungsende des Zementbreis soll spätestens nach 8 h eintreten; der Mittelwert der Druckfestigkeit von Probekörpern mit Zusätzen darf nach 28tägiger Wasserlagerung höchstens 20% kleiner sein als bei Mörtel und Beton ohne Zusatzmittel, außerdem müssen sich nach einem Tag ein um mindestens 5 0 % und nach drei Tagen ein um mindestens 3 3 % höherer Mittelwert der Druckfestigkeit ergeben; das Schwindmaß darf nach 56 Tagen bei Zusatzbeimengung höchstens 3 0 % größer sein als bei gleichaltrigen Prüfkörpern ohne Zusatz. Wesentliche V o r t e i l e der Beschleunigung sind die Möglichkeit, früher zu entschalen, kürzere Nachbehandlungsdauer, raschere Verwendung einer Konstruktion, keine oder geringe Verzögerung der Festigkeitsentwicklung bei niederen Temperaturen. Die V e r w e n d u n g von beschleunigenden Zusätzen empfiehlt sich u. a. zum Abdichten gegen Wassereinbrüche, zur raschen Herstellung von B e t o n f u n d a m e n t e n von frühzeitig benutzbarem, mechanisch u n d chemisch widerstandsfähigen Zement-Estrichen, f ü r Torkretierungen, f ü r kurzfristige Ausbesserungsarbeiten auch bei tiefen Temperaturen, als Frostschutzhilfsmaßnahmen im allgemeinen. Die Beschleunigungswirkung wird im wesentlichen zurückgeführt auf Löslichkeitsbeeinflussung der Klinkermineralien, auf Bildung schwerlöslicher oder Komplexsalzverbindungen, wobei ent-

weder Reaktionen mit der silicatischen oder/und der aluminatischen Phase eine Rolle spielen, oder auf katalytische Beeinflussung der Hydratationsvorgänge (-»- Hydratation.) Mehrere dieser Reaktionen können gleichzeitig a u f t r e t e n . Darüber hinaus befähigen die Ionen der gelösten Salze die Klinkermineralien, die Wasseradsorption mehr oder weniger zu vergrößern. Es k o m m t zur Bildung pseudofester Wasserfilme, die die Zementteilchen umhüllen u n d fest aneinanderbinden. E.R.-Stein -» Korund-Baddeleyit-Erzeugnisse Erweichungsbereich — 1. bei kristallinen Stoffgemischen: die Temperaturspanne zwischen Beginn der Erweichung u n d E i n t r i t t der völligen Schmelze beim Erhitzen; diese ist identisch mit der Temperaturdifferenz zwischen Solidus- u n d Liquiduslinie in thermischen Zustandsdiagrammen (-> Zweistoffsysteme, -> Dreistoffsysteme). Besonders in der Keramik bei der Herstellung von -> Sinterware ist ein großer E . (¡2; 100 K) erforderlich, u m Brennfehler wie Schwachbrand u n d Schmolz zu vermeiden. J e enger der E. ist, um so geringer dürfen die Temperaturschwankungen des Brennofens sein. 2. I m Gegensatz dazu läßt sieh der E. glasiger Stoffe auf Grund ihrer allmählichen Viskositätsveränderung in Abhängigkeit von der Temperatur nicht durch wohldefinierte Solidus- bzw. Liquidustemperaturen wie bei kristallinen Stoffen beschreiben. Man k a n n den E. glasiger Stoffe daher lediglich als einen durch bestimmte Viskositätsf i x p u n k t e gekennzeichneten Bereich ihrer Viskositäts-Temperaturkurve auffassen, wobei die jeweiligen Grenzwerte mehr oder weniger willkürlich bzw. unter den praktischen Gesichtspunkten der Heißverarbeitung des Glases gewählt werden (s. a. -ä- Erweichungspunkt). Erweichungspunkt — 1. in der Keramik wenig definierte Temperatur, bei der keramische Materialien zu erweichen beginnen bzw. in sich zusammensinken. 2. Beim Glas (auch als LITTLETOX-Punkt oder „ s o f t e n i n g " - P u n k t bekannt) ein nach praktischen Gesichtspunkten festgesetzter -s- Viskositätsfixp u n k t , definiert durch die Temperatur, bei der das Glas eine Viskosität von 10 7 ' 6 d P a - s bzw. 106-6 Pa • s besitzt. Diese Viskosität entspricht der sichtbaren Deformation des Glases u n t e r Eigenmasse bzw. auf praktische Verhältnisse übertragen, lassen sich z. B. beim E. Glasrohre leicht biegen. Als Definition des E . wurde von L I T T L E T O N die Verlängerung eines Glasstabes unter Eigenmasse (-»- Fadenverlängerungsmethode) vorgeschlagen. Die Bestimmung des E. nach der L I T T L E T O W Methode gehört zu den gängigen Glascharakterisierungsmethoden. L I T . ; LITTLETON: J . A m e r . C e r a m . S o c . 10 ( 1 9 2 7 ) , 2 5 9 - 2 6 3 . — LITTLETON: J. SOC. G l a s s T e c h n . 2 4 ( 1 9 4 0 ) , 1 7 6 .

Erweichungspunkt, dilatometrischer — durch das Maximum in der Wärmedehnungskurve eines Probestabes festgelegter ->• T e m p e r a t u r f i x p u n k t der Gläser, bei dem log t] = 10,3 P a • s beträgt. Bei dieser Temperatur beginnt sich die Probe zu deformieren (dilatometrische Erweichung).

Erzeugnisse, säurebeständige keramische Erz — M i n e r a l o g i e : ein metallhaltiges Mineral, das meist bereits durch metallisches Aussehen oder hohe Dichte ausgezeichnet ist. B e r g b a u : metallhaltige Mineralien und Mineralgemenge, aus denen Metalle oder Metallverbindungen von volkswirtschaftlichem Nutzen hergestellt werden können. Vom nichterzhaltigen (tauben) Gestein, der Gangart, wird das E. durch - » Aufbereitung get r e n n t . Erze finden sich in abbauwürdiger F o r m in Erzlagerstätten, die nach S C H N E I D E R H Ö H N je nach ihrer E n t s t e h u n g in folgende Gruppen eingeteilt werden: 1. Lagerstätten der magmatischen Abfolge: Zu ihnen gehören alle, die unmittelbar aus Magma entstanden sind, entweder im Inneren der E r d e (intrusiv-magmatisch) oder an der Erdoberfläche (extrusiv-magmatisch). Intrusiv-magmatisch sind a) die liquid-magmatischen Lagerstätten, die in einem Temperaturbereich von etwa 1475--975 K entstehen, und auf denen sich Titanerze, Chromit, Platin, Nickelmagnetkies, Kupferkies finden; b) die bei 9 7 5 - 8 2 5 K entstandenen weitverbreiteten pegmatitischen Lagerstätten, auf denen sich Zinnu n d Uran-Thorium-Erze finden; c) die bei 825 bis 725 K entstandenen pneumatolytischen Lagers t ä t t e n , die aus Zinnerz-, Wolfram-, Molybdän-, turmalinführenden Kupfer-Gold-Blei-Silbergängen bestehen; d) die hydrothermalen Lagerstätten, zu denen die H a u p t m a s s e der Erzgänge gehört, u n d auf denen sich Gold, Silber, Kupfer, Blei, Zink, Uran, z. T. Antimon, Arsen, Bismut, Eisen finden. Man unterteilt die hydrothermalen Lagerstätten weiter nach dem Temperaturbereich, in dem sie entstehen, in k a t a t h e r m a l e (625---525 K), mesothermale (525--475 K), epithermale (475 --375 K) und telethermale (unter 375 K). Extrusiv-magmatisch sind die Exhalationslagerstätten, die sich aus den Gasen und D ä m p f e n des bis auf die Erdoberfläche gedrungenen Magmas niederschlagen (solfatarische Schwefel-, Bor- sowie Eisenerzlagerstätten aus untermeerischen Exhalationen, z. B. die Keratophyr-Erze vom T y p Lahn-Dill). Nach der E n t f e r n u n g vom Stamm-Magma werden die Erzlagerstätten der magmatischen Abfolge auch noch eingeteilt in intramagmatische (innerhalb des Magmas entstanden), apomagmatische (ohne direkten Zusammenhang m i t dem Magma, doch liegen Magmagesteine in der Nähe), kryptomagmatische (Magmagesteine liegen in weiterer Entfernung), telemagmatische (Stamm-Magma ist nicht bekannt, Lösungen sind weit gewandert). Die Magmaschmelze oder die Restschmelzen und -lösungen wirken häufig auf das Nebengestein ein, dieses bildet sich um, u n d es entstehen Kontaktlagerstätten. 2. Lager t ä t t e n der sedimentären Abfolge: Dazu gehören: a) durch chemische Verwitterung aus älteren Lagerstätten hervorgegangene E. (Eiserner H u t , Oxidationszone), b) Trümmerlagerstätten, durch mechanische Aufbereitung älterer Lagers t ä t t e n unter Mitwirkung von fließendem Wasser oder K ü s t e n b r a n d u n g entstanden, z. B. Eisenerzlager von Salzgitter und Peine-Ilsede; weiter gehören hierher die Seifen, c) Festländische Verwitterungslagerstätten (z. B. Kaoline, Tone usw.), d) Ausscheidungslagerstätten in Binnen-

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gewässern, porösen Gesteinen, im Meer, z. B. Raseneisenerze, See-Erze, die Manganerze von Tschiaturi in der SU, die Schwerspat-EisenkiesLagerstätten von Meggen und Rammeisberg, der Kupferschiefer, die wichtigsten Uranlagerstätten. e) deszendente Lagerstätten, durch Erzbildung aus Oberflächenlösungen im Bereich des Grundwassers entstanden (Lateralsekretion, Zementationszone) . 3. Lagerstätten der metamorphen Abfolge: Dazu gehören die Lagerstätten, die durch Umbildung bereits vorhandener Mineralien durch höhere Drücke u n d Temperaturen in der Tiefe der Erdkruste entstanden sind (Metamorphose). Durch die chemische Wirkung von Metallösungen auf reaktionsfähige Gesteine können durch Verdrängung metasomatische oder Verdrängungslagerstätten entstehen, z. B. der Erzberg in der Steiermark, der Stahlberg bei Schmalkalden. Die Lösungen können hydrothermal sein oder der Verwitterung entstammen. Wird Calcium in Kalk (CaC0 3 ) durch Eisen verdrängt, entsteht Spateisenstein (FeC0 3 ), ein wichtiges metasomatisches Eisenerz. Nach ihrem zeitlichen Verhältnis zum Nebengestein teilt m a n die Erzlagerstätten auch noch ein in syngenetische (gleichzeitig mit dem Nebengestein entstandene) u n d epigenetische (nach der Bildung des Nebengesteins in dieses eingewanderte). Nach ihrer Form unterscheidet man Flöze, Lager, Linsen, P u t z e n , Nester, Stöcke, Gänge. Erzeugnisse, feuerfeste -»• Feuerfesterzeugnisse Erzeugnisse, säurebeständige keramische — keramische, insbes. silicatische Erzeugnisse, die sich durch hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Angriff von Säuren auszeichnen. An s. k. E. werden je nach Einsatzgebiet u n d herrschenden Betriebsbedingungen sehr unterschiedliche Anforderungen gestellt, die durch keramische Erzeugnisse mit unterschiedlichen Eigenschaften abgedeckt werden. Hierzu gehören u. a. säurebeständige Steine (Säuresteine), (säurebeständiges) Steinzeug, -> Säurekitte, Klinkerplatten (—> Klinker), chemisch-technisches —s- Porzellan. Überwiegend werden alumosilicatische Erzeugnisse verwendet. F ü r die Herstellung von s. k. E . werden als wesentliche Rohstoffe benutzt, u. a. Quarzsand, Kaolin, Feldspatsand, Säureton, Porzellanbruch, Steinzeugton. Voraussetzung f ü r die Verwendbarkeit eines Rohstoffes ist, d a ß die unplastischen Rohstoffe ausreichende Säurebeständigkeit besitzen und daß die plastischen Rohstoffe während des Brandes sehr g u t dichtbrennen u n d das Magerungsmittel gut einbinden. Ein ideales s. k. E. mit hoher chemischer Beständigkeit sollte sehr dicht sein und sich durch eine glatte, porenfreie bzw. porenarme Oberfläche auszeichnen. E s sollte neben den kristallinen Phasen Quarz und/oder Cristobalit eine Glasphase enthalten, die sehr Si0 2 -reich ist und in der nur geringe Mengen an A1 2 0 3 , F e 2 0 3 , N a 2 0 und CaO vorliegen. Mullit sollte möglichst fehlen. D a s. k. E. vielfach auch bei höheren Temperaturen eingesetzt werden, ist von diesen P r o d u k t e n wegen der d a m i t verbundenen wechselnden Temperaturen eine gute T W B zu fordern. Sofern sie

216

Erzzement

nicht nur als dünnwandige Verkleidung Verwendung finden, sondern als tragende Anlagenteile eingesetzt werden, ist ausreichende Druckfestigkeit bei Raumtemperatur (-> Kaltdruckfestigkeit) und/oder bei höheren Temperaturen notwendig (-> Druckfeuerbeständigkeit). Die P r ü f u n g der Säurebeständigkeit wird f ü r die verschiedenen s. k. E. sehr unterschiedlich vorgenommen, wobei die einzelnen Prüfverfahren ofo keine vergleichbaren Ergebnisse bringen. S. k. E. werden insbes. in der chemischen Industrie — z. B. in Sulfatsättigern, Chloriertürmen, Schwefelsäureabsorptionstürmen, Zellstoffkochern — und in der Metallurgie in Beizbädern verwendet. Erzzement — -»• Ferrozement mit sehr geringem Tonerdegehalt (-> Tonerdemodul < 0,3). Die Entwicklung des E . und anderer Arten von Ferrozementen erfolgte von 1901 (-> MICHAELIS) bis 1938 mit dem Ziel, die Sulfatbeständigkeit des Zements zu erhöhen. Entscheidend f ü r das Erreichen dieses Zieles ist die Verminderung des Tricalciumaluminat-Gehaltes im Zementklinker (-> Aluminat- und Ferritphasen). Aus diesem Grund enthält die -»• Zementrohmischung f ü r die Herstellung von E. — neben der Hauptkomponente Kalkstein — verschiedene Eisenerze bzw. eisenoxidhaltige industrielle Abfallstoffe und eine entsprechende Si0 2 -Komponente. Eskolait 1. Cr 2 0 3 . 2. Ditrigonal-skalenoedrisch; D%d—RZc; a^h = 0,534 a! = 55°09'; hexagonale Zelle: a 0 = 0,496 c0 = 1,360; c0[a0 = 2,743; Z = 6; c/a = 1,372. 3. Meist tafelig ausgebildet, Zwillingsbildung nach (0001). 4. D = 5,215; # deutlich nach Rhomboeder; F = in dünnsten Schichten typisch grün, sonst opal bis nahezu schwarz. 5. Mittleres n 2,5; 2V — 0°, optisch positiv; in polarisiertem Auflicht und Ölimmersion deutlich bireflektierend; Reflexionsfarben in weißem Licht: Luft — Rw hellgrau, Rc wenig heller; ö l — grau mit Stich nach rosabraun, R, grau, etwas heller. 6. Fp = 2538 ± 25 K . 7. Gegen alle gebräuchlichen Ätzmittel beständig; wird von Forsterit, Monticellit gelöst, neigt sehr stark zur Bildung von Spinellen. 8. Fast ausschließlich in synthetischen Produkten; als Entmischung in gebrannten oder oxidierten Chromiten feuerfester Erzeugnisse, als Täfelchen in Aventuringlas (schillernder Effekt); als Poliermittel. 9. X P D F 11-354: 0,167IO, 0,267 10 , 0,363 10 , 0,248 9 , 0,1826, 0,217 5 , 0,1435, 0,147 3 . Estrich — fugenloser, auf fester Unterlage breiig aufzutragender, erhärtender Fußbodenbelag. Man unterscheidet: Gips-, Lehm-, Zement-, Asphalt-, Anhydrit-, Steinholz-E. u. a. Estrichgips — gebrannter Gips, der durch Brennen bei 1075--1475 K aus Calciumdihydrat C a S 0 4 - 2 H ? 0 hergestellt wird (-> Piaster). Durch die relativ hohe Brenntemperatur bildet sich nach der Entwässerung des Dihydrates neben

dem unlöslichen Anhydrid I I (totgebrannter Gips) auch Calciumoxid. Dieses CaO wirkt nach dem Anmachen mit Wasser als Anreger und ermöglicht das Abbinden des E. Wesentliche Unterschiede zu den anderen Baugipsen (Stuckgips, Putzgips) liegen in dem späteren Beginn und späteren Ende der Versteifung sowie in der höheren Festigkeit des E . Etagenofen -> Muffelofen Etagenofen, Dietzscher — ein nach seinem Konstruktionsprinzip zur Gruppe der Schachtöfen gehörender Ofentyp. Er ist durch eine horizontale Brücke, die die Vorwärmzone von der Sinterzone trennt, gekennzeichnet.

ü

i

DiETZSCMcher Etagenofen (schematisch) 1 — Materialaufgabe, 2 — Vorwärmzone, 3 — Brücke, 4 — Schüttlöcher für Brennmaterial, 5 — Sinterzone, 6 — Kühlzone, 7 — Arbeitsbühnen

Der D. E. wurde in den Anfängen der Zementindustrie zum Brennen von Portlandzementklinker verwendet, nachdem der von der Kalkindustrie übernommene einfache Schachtofen erhebliche Schwierigkeiten bereitete, da das Brenngut im Ofen erweichte und unter dem Druck des nachrutschenden Materials an der Ofenausmauerung anbackte.

Euklas Beim D. E. vermindert die Brücke den Preßdruck des über der Sinterzone stehenden Brenngutes und verringert damit die Gefahr des Anbackens am Ofenfutter. Der Aufwand an manueller Arbeit vergrößert sich im Vergleich zum gewöhnlichen Schachtofen, da das Gut von Hand über die Brücke gezogen werden muß, was außerdem die Arbeit gefährlicher werden ließ. Diese Nachteile führten um die Jahrhundertwende zur Einführung des Schneiderofens (Schachtofen, bei dem das Hängenbleiben des Brenngutes durch „Randsteine" aus Rohmaterial verhindert wird). Ethylsilicat — organisches Silicat der theoretischen Zusammensetzung Si(OC2H6)4, das als -»-, Bindemittel für verschiedene keramische Erzeugnisse verwendet wird. In technischen Produkten liegt A. niemals in reiner Form mit theoretisch 28% Si0 2 vor; i. allg. sind es Gemische aus dem Monosilicat und Polysilicaten, die dann meist 40—43% Si0 2 enthalten. Die Dichte dieser Produkte beträgt 1,05—1,08 kg/dm 3 . Die wasserklare Flüssigkeit ist zumeist durch geringe Mengen Ethylalkohol (max. 2%) und Salzsäure (max. 0,01%) verunreinigt. Reines E. hat keine Bindefähigkeit; erst nach Zusatz von Wasser erfolgt Hydrolyse und Gelbildung. Das Gel (-> Kieselgel) bildet das Bindemittel, jedoch ist das Vorliegen eines Katalysators notwendig. Das können Säuren, wie Salzsäure oder Phosphorsäure, organische Basen, wie aliphatische oder heterocyclische Amine, aber auch aktives MgO oder NH 4 OH sein. Durch Wahl der Lösungsmittel, des Katalysators und weiterer Zusätze sowie Veränderung der Wassermenge kann die Gelbildung und damit die Abbindefähigkeit und -geschwindigkeit variiert werden. Temperaturerhöhung fördert die Hydrolyse und Gelbildung des E. Häufig werden als Lösungsmittel für E. wasserlösliche organische Lösungsmittel wie Ethylalkohol oder Aceton verwendet. E. wird vorzugsweise als Bindemittel für Gießformen in Gießereien und für -> Feuerfesterzeugnisse verwendet. Da E. bei hohen Temperaturen zerfällt und sehr fein verteiltes Si0 2 als Rückstand verbleibt, wirkt E. auch als keramischer Binder. Zusätzliche Flußmittel werden nicht in das Rohstoffgemisch bzw. das Fertigerzeugnis eingebracht. E. wird deshalb insbes. für hochreine, dichte Feuerfesterzeugnisse wie Mullit-Erzeugnisse, -> Korund-Erzeugnisse oder zirkonhaltige Feuerfesterzeugnisse verwendet. Lit.; BLEM:

S H A W / E M B L E M : Interceram ( 1 9 7 2 ) , 1 0 5 - 1 0 8 . Trans. Brit. Ceram. Soc. 7 4 ( 1 9 7 5 ) , 2 2 3 - 2 2 8 .

—

2. Ditrigonal-skalenoedrisch;

3. 4. 5.

7. 8. 9.

D\d—RZm;

217 a0

= 1,434, c„ = 3,021; c0/a0 = 2,107; Z = 12; gehört zur Gruppe der ->- Cyclosilicate (Dreierringe). Kristalle ziemlich groß, tafelig oder rhomboedrisch, auch derb und körnig. HM = 5 — 6; D = 2,8—3,1; # nach (0001) undeutlich; Br. = uneben; F = blaß rosa, karmin, rot, braun; O = Glasglanz. Der E. ist einachsig positiv, der Eukolit einachsig negativ; ein in der Mitte liegender Typ ist isotrop; auch zweiachsige Kristalle kommen vor. Eudialyt: ne = 1,597 — 1,611 n0 = 1,593 bis 1,610, A = 0,004—0,001 ( + ); ne = 1,607 n0 = 1,607, A = 0,000; Eukolit: ne = 1,618 bis 1,634 n0 = 1,620- -1,643, A = 0,002-0,009 (—); Pleo = a gelb bis farblos, c karmin bis hellgelb. Wird von HCl zersetzt. In Nephelinsyeniten und Graniten: Kangerdluarsuk, Grönland; Magnet Cove, Arkansas. X P D F 8-355: 0,71910, 0,5748, 0,2878, 0,434,, 0,299„ 0,6486, 0,3576, 0,3206.

Lit.:

GOSSNER/MÜSSGNUO:

Centbl. Min. (1930) 81. —

RIASEN: Centbl. Min. (1930) 315, -

Min. (1931) A, 363. 278.

LACKOIX:

ZACHA-

KOSTYLEVA: N. Jahrb.

Bull. Soc. Fr. Min. 38 (1915),

Euklas 1. Alt«lBeW[0H/Si0 4 ]. 2. Monoklin-prismatisch; Cih—P21/c; a0 = 0,463 b0 = 1,427 c„ = 0,476; o„: b0: c0 = 0,324:1:0,337; ß = 100° 16'; Z = 4; zählt zu den -> Nesosubsilicaten. 3. Nur in Kristallen, nach der Vertikalachse gestreckt, meist flächenreich durch zahlreiche Vertikalprismen, die eine starke Streifung erzeugen. 4. HM = 7,5; D = 3,0—3,1; # vollkommen nach (010), schlechter nach (100); F = farblos bis hellgrün; O = lebhafter Glasglanz. 5. nx = 1,652 ny = 1,655 n. = 1,671; A = 0,019 ( + ); A.-E. H(OIO); Z-.c = 41,2°; 2V = 50°.

EM-

Ettringit 1. Ca 6 Al 2 (S0 4 ) 3 (0H) 12 • 24H 2 0. 2. Dihexagonal-dipyramidal, D\h—P 63/mmc. 9. Mineral, das sich im Anfangsstadium der Erhärtung von Portlandzement bilden kann und sich dann günstig auf dessen Eigenschaften auswirkt, während eine spätere Bildung als sog. Zementbacillus zum —> Sulfattreiben führt. Eudialyt 1. (Na, Ca, Fe)eZr[(OH, Cl)/(Si309)2]. Die Varietät Eukolit ist ein Nb-haltiger Eudialyt.

Optische Orientierung

8. Pneumatolytisch-hydrothermales Drusenmineral (z. B. Westalpen), auch in Pegmatiten (Ouro Preto, Ostafrika usw.) und in Edelsteinseifen (Sanarka im Ural); findet Verwendung als Edelstein. Lit.:

BISCOE/WARREN: Z.

Krist. 86

(1933), 292.

Euklas (Schmuckstein) — kräftiger blaugrün gegefärbte Steine von Euklas; sie sind nur f ü r

218

Eukryptit

Liebhaber von Interesse. Farbgebende Elemente sind Chrom und Vanadium. Eine Gefahr bei der Bearbeitung des E. stellt seine ausgezeichnete Spaltbarkeit dar (daher der Name ,,eu Idas", der „Gutspaltende"). Die ältesten und bekanntesten Fundpunkte liegen in Brasilien bei Capao do Lane und Boa Vista, nahe Ouro Preto, Minas Geraes, Brasilien. E. kommt hier in den mit Itacolumit verbundenen Tonschiefern nesterweise vor. Als erschöpft gelten heute die Fundstellen in den Goldwäschereien des Kamenkaflusses bei Orenburg im Ural. Unbedeutend sind die Vorkommen des Großglocknergebietes und der Granitpegmatite von Epprechtstein im Fichtelgebirge. Eukryptit s. a. -> System Li 2 0 —A1 2 0 3 —Si0 2 . Eu. ist dimorph. Die Tieftemperaturmodifikation (a) besitzt — P h e n a k i t - bzw. Willemitstruktur, wobei ein Li + und ein Al 3+ anstelle der jeweils von 4 Sauerstoff umgebenen zwei Be2+ bzw. zwei Zn 2 + (—> Nesosilicat) eintreten. Die oberhalb 1121 K beständige Hochtemperaturform (ß) besitzt -»- Tektosilicatstruktur; genauer: sie weist die Hochquarzstruktur auf, wobei l/2Si + 1/2AI die Si-Positionen belegen; Li tritt in die Spiralkanäle der Struktur ein. Die Umwandlung ist bei Atmosphärendruck monotrop (Tief—s» Hochform), unter hydrothermalen Bedingungen allerdings enantiotrop. Der Transformationspunkt liegt bei 1245 ± 10 K, die Umwandlungsgeschwindigkeit ist sehr gering. Für den Umbau der Strukturen ist es notwendig, daß lediglich die Bindungen zwischen den unmittelbar benachbarten Liund O-Ionen aufgehoben werden; die Si0 4 - und A10 4 -Koordinationstetraeder bleiben also auch während des Ablaufs der Umwandlung intakt. Es tritt eine — allerdings erhebliche — Verdrehung und Verkippung dieser Koordinationstetraeder ein, wobei die gewinkelte Si—O—AI-Bindung in der Hochmodifikation weniger stark gewinkelt ist als in der Tiefform. Daß trotzdem für die Umwandlung eine lange Temperzeit nötig ist, dürfte darauf zurückzuführen sein, daß selbst die Deplazierung der Tetraeder erhebliche Widerstände zu überwinden hat. Aus der Schmelze erhaltene Kristalle besitzen die Hochtemperaturstruktur, zwischen 573 und 1073 K hydrothermal gezüchtete Kristalle die Tieftemperaturstruktur. 1. Bändermodells weitgehend erklärbar. Im Gegensatz zu Lumineszenzquanten, die i. allg. aus dem gesamten angeregten Probenkörper emittiert werden, ist die E E E eine typische Oberflächenerscheinung. Die Energie der Exoelektronen beträgt 0,1 bis

m

e~

»fd

&X = spektraler • * Reintransmissionsgrad, E„x = natürliche Extinktion, m n x = natürlicher Extinktionsmodul, d = Schichtdicke.

Daraus ergibt sich der Zusammenhang mit dem Reintransmissionsgrad E„x = In -f Für die Auswertung von Messungen ist es zweckmäßiger, anstelle des natürlichen den dekadischen Logarithmus zu verwenden. Dementsprechend gilt: = 1 0 " =

10~m-»"

Ex E i = dekadische Extinktion, mx = dekadischer Extinktionsmodul.

Für die Umrechnung ergibt sich demzufolge Enl

= 2,303 • Ex bzw. mnX = 2,303 • m,.

Der Extinktionsmodul optisch klarer Stoffe (Kristalle, Gläser, homogene Flüssigkeiten und Gase) ist eine wellenlängeabhängige Stoffkonstante mit der Dimension einer reziproken Länge (mm - 1 oder cm - 1 ). Exzenterpresse — Formgebungsmaschine (-> Pressen, Glaspressen) für die Preßglasherstellung, bei der der für den Preßvorgang erforderliche

220

Fabulit

Gegendruck auf den Abschlußring der Glasform durch einen Exzenter erzeugt wird. Die E. ist eine Einstationenmaschine. Man unterscheidet Handhebel- und Luftdruckexzenterpressen. In ihrem Aufbau ähnelt die E. den -> Federkorbpressen, wobei die Funktion des Federkorbes von dem, in einer feststehenden Traverse 1 gelagerten Exzenter ausgeübt wird. Dieser wird beim Pressen durch ein Gewicht 2 über ein Hebelgestänge 3 betätigt. Beim Aufwärtsgehen des Stempels wird das Gewicht durch eine an der beweglichen Obertraverse 4 befestigte Kette angehoben und der Formenabschlußring entlastet. Die Erzeugung der Preßkraft bei der Handpresse erfolgt manuell durch einen Handhebel 5 (auch Schwengel genannt), der über einen Kurbeltrieb mit der Obertraverse 4 gekoppelt ist. Die obere und mittlere Traverse 6, die zwischen den Führungssäulen laufen, sind durch die Preßspindel 7 miteinander verbunden. Die Preßspindel besitzt eine Vorrichtung 8 zum Spannen des Stempels. Zum Ausgleich der zu bewegenden Massen ist an der im Maschinengestell gelagerten Kurbel ein Gegengewicht 9 angebracht. Bei der Luftdruckexzenterpresse ist die Kolbenstange des zwischen den Führungssäulen befestigten Druckluftzylinders mit der mittleren Traverse verbunden.

Fabulit (Schmuckstein) — ein Strontiumtitanat SrTiO a , das erstmals 1954 synthetisiert wurde und wegen seiner Diamantähnlichkeit als Schmuckstein eine gewisse Bedeutung besitzt. F. wird nach dem VERNEUIL-Verfahren hergestellt, ist vollkommen farblos, n = 2,425, Dispersion 0,102, D = 5,13 kg/dm 3 , HM: 6 --6,5. Der bei Brillantschliff einem -> Diamanten sehr ähnlich sehende Fabulit zeigt infolge seiner wesentlich höheren Dispersion (fast das Dreifache von Diamant) auffallend mehr Farbreflexe; dadurch ist er schon mit dem bloßen Auge vom Diamant unterscheidbar. Fäden — scharf begrenzte, sich fadenförmig hinziehende Erhebungen auf der Oberfläche von Glasgegenständen. Sie stören im allgemeinen die einwandfreie Durchsicht des Glases. F. werden z. B. durch -> Fadenschlieren, die dicht unter der Glasoberfläche liegen, hervorgerufen. Solche Fadenschlieren ziehen sich meist von hochtonerdehaltigem und dadurch sehr zähem Glas im Lösungshof der feuerfesten Materialien ab. Als besonders günstige Entstehungsorte f ü r diese Fadenschlieren sind die Spülkante der Wannensteine, sich stark auflösende Brücken, Stiefel usw. anzusehen. Eine andere Art von F. liegt auf der Glasoberfläche und ist nur mehr oder weniger stark mit derselben verschmolzen. Hierzu zählen F., die sich aus Flugfäden vom abtriefenden Gewölbe gebildet haben oder aus „kaltem Glas" d. h. aus -» thermischen Schlieren entstanden sind. Wird z. B. bei ungeschicktem Ablösen eines Glaspostens aus der Schmelze ein Schwanz nachgezogen, so erkaltet dieser wesentlich schneller als der eigentliche Glasposten. Dieser kältere und dadurch zähere Schwanz

Fadenartige Bildung aus „kaltem Glas" an einer Flasche

preßt sich zwar bei der Verformung an die Hauptmasse des Glases an, verschmilzt aber nicht mehr vollkommen mit ihr; er bleibt als sichtbare Störung — als Faden — auf der Glasoberfläche erhalten. Zur Unterscheidung der thermischen Schlieren von den echten Schlieren müssen die gekühlten Glasgegenstände in eine Immersionsflüssigkeit m i t der Brechzahl des zu untersuchenden Glases eingebettet werden. Die thermischen Schlieren, die sich beim Ausarbeiten gebildet haben, sind dann nicht mehr zu erkennen, nur die Fadenschlieren und die F. vom abtriefenden Gewölbe bleiben sichtbar. Die Anordnung bzw. der Verlauf der F. auf den Glasgegenständen wird entscheidend bestimmt durch den Formgebungsprozeß der Erzeugnisse. Ein Auftreten von F. kann bei Einsatz von geeigneten feuerfesten Materialien und durch sorgfältiges Arbeiten der Glasmacher weitgehend vermieden werden. Fadenglas — durch aufgeschmolzene Glasfäden verzierte Glasgegenstände. 1. Die Technik des Auflegens von Glasfäden auf Gläser aller Art ist seit der römischen Kaiserzeit bekannt und wird bis zum heutigen Tage angewendet. Der Glasfaden wird aus einem erweichten Glasstab gezogen und anschließend auf das zu verzierende vorgewärmte Glasgefäß gelegt. Auch ganze Teile von Gegenständen können auf diese Art gefertigt werden; aus der Antike sind kunstvoll aus Glasfäden gewundene Henkel bekannt, weiterhin waren die Standflächen der sog. Römer aus d e m 15. und 16. J h . vollständig aus eng gewickelten Glasfäden gebildet.

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Fabulit

Gegendruck auf den Abschlußring der Glasform durch einen Exzenter erzeugt wird. Die E. ist eine Einstationenmaschine. Man unterscheidet Handhebel- und Luftdruckexzenterpressen. In ihrem Aufbau ähnelt die E. den -> Federkorbpressen, wobei die Funktion des Federkorbes von dem, in einer feststehenden Traverse 1 gelagerten Exzenter ausgeübt wird. Dieser wird beim Pressen durch ein Gewicht 2 über ein Hebelgestänge 3 betätigt. Beim Aufwärtsgehen des Stempels wird das Gewicht durch eine an der beweglichen Obertraverse 4 befestigte Kette angehoben und der Formenabschlußring entlastet. Die Erzeugung der Preßkraft bei der Handpresse erfolgt manuell durch einen Handhebel 5 (auch Schwengel genannt), der über einen Kurbeltrieb mit der Obertraverse 4 gekoppelt ist. Die obere und mittlere Traverse 6, die zwischen den Führungssäulen laufen, sind durch die Preßspindel 7 miteinander verbunden. Die Preßspindel besitzt eine Vorrichtung 8 zum Spannen des Stempels. Zum Ausgleich der zu bewegenden Massen ist an der im Maschinengestell gelagerten Kurbel ein Gegengewicht 9 angebracht. Bei der Luftdruckexzenterpresse ist die Kolbenstange des zwischen den Führungssäulen befestigten Druckluftzylinders mit der mittleren Traverse verbunden.

Fabulit (Schmuckstein) — ein Strontiumtitanat SrTiO a , das erstmals 1954 synthetisiert wurde und wegen seiner Diamantähnlichkeit als Schmuckstein eine gewisse Bedeutung besitzt. F. wird nach dem VERNEUIL-Verfahren hergestellt, ist vollkommen farblos, n = 2,425, Dispersion 0,102, D = 5,13 kg/dm 3 , HM: 6 --6,5. Der bei Brillantschliff einem -> Diamanten sehr ähnlich sehende Fabulit zeigt infolge seiner wesentlich höheren Dispersion (fast das Dreifache von Diamant) auffallend mehr Farbreflexe; dadurch ist er schon mit dem bloßen Auge vom Diamant unterscheidbar. Fäden — scharf begrenzte, sich fadenförmig hinziehende Erhebungen auf der Oberfläche von Glasgegenständen. Sie stören im allgemeinen die einwandfreie Durchsicht des Glases. F. werden z. B. durch -> Fadenschlieren, die dicht unter der Glasoberfläche liegen, hervorgerufen. Solche Fadenschlieren ziehen sich meist von hochtonerdehaltigem und dadurch sehr zähem Glas im Lösungshof der feuerfesten Materialien ab. Als besonders günstige Entstehungsorte f ü r diese Fadenschlieren sind die Spülkante der Wannensteine, sich stark auflösende Brücken, Stiefel usw. anzusehen. Eine andere Art von F. liegt auf der Glasoberfläche und ist nur mehr oder weniger stark mit derselben verschmolzen. Hierzu zählen F., die sich aus Flugfäden vom abtriefenden Gewölbe gebildet haben oder aus „kaltem Glas" d. h. aus -» thermischen Schlieren entstanden sind. Wird z. B. bei ungeschicktem Ablösen eines Glaspostens aus der Schmelze ein Schwanz nachgezogen, so erkaltet dieser wesentlich schneller als der eigentliche Glasposten. Dieser kältere und dadurch zähere Schwanz

Fadenartige Bildung aus „kaltem Glas" an einer Flasche

preßt sich zwar bei der Verformung an die Hauptmasse des Glases an, verschmilzt aber nicht mehr vollkommen mit ihr; er bleibt als sichtbare Störung — als Faden — auf der Glasoberfläche erhalten. Zur Unterscheidung der thermischen Schlieren von den echten Schlieren müssen die gekühlten Glasgegenstände in eine Immersionsflüssigkeit m i t der Brechzahl des zu untersuchenden Glases eingebettet werden. Die thermischen Schlieren, die sich beim Ausarbeiten gebildet haben, sind dann nicht mehr zu erkennen, nur die Fadenschlieren und die F. vom abtriefenden Gewölbe bleiben sichtbar. Die Anordnung bzw. der Verlauf der F. auf den Glasgegenständen wird entscheidend bestimmt durch den Formgebungsprozeß der Erzeugnisse. Ein Auftreten von F. kann bei Einsatz von geeigneten feuerfesten Materialien und durch sorgfältiges Arbeiten der Glasmacher weitgehend vermieden werden. Fadenglas — durch aufgeschmolzene Glasfäden verzierte Glasgegenstände. 1. Die Technik des Auflegens von Glasfäden auf Gläser aller Art ist seit der römischen Kaiserzeit bekannt und wird bis zum heutigen Tage angewendet. Der Glasfaden wird aus einem erweichten Glasstab gezogen und anschließend auf das zu verzierende vorgewärmte Glasgefäß gelegt. Auch ganze Teile von Gegenständen können auf diese Art gefertigt werden; aus der Antike sind kunstvoll aus Glasfäden gewundene Henkel bekannt, weiterhin waren die Standflächen der sog. Römer aus d e m 15. und 16. J h . vollständig aus eng gewickelten Glasfäden gebildet.

Fadenverlängerungsmethode 2. Eine wesentlich kompliziertere Technik erfordert die Fertigung der sog. Glases a ritorti, welches ebenso wie die Technik der Netzglasherstellung (-> Netzglas) im 16. u n d 17. J h . in Venedig zur höchsten Vollkommenheit gelangte. I n einer zylindrischen Tonform werden nach bestimmter Anordnung längs der aufsteigenden W a n d abwechselnd farblose u n d weiße farblos überfangene Glasstäbchen aufgestellt. Durch Füllen des Innenraumes mit farblosem Glas, anschließendem Herausnehmen des Ganzen aus der Tonform u n d Ausziehen u n t e r ständigem gleichmäßigem Drehen bis zur gewünschten Dicke entsteht so ein gemusterter Glasstab, der bei Durchsicht sich kreuzende weiße F ä d e n zeigt. Der Arbeitsgang wird n u n wiederholt, erneut ordnet der Glasmacher die gemusterten Stäbe im Wechsel mit anderen nach seinen eigenen Vorstellungen an. Durch kräftiges Einblasen eines kleinen Glaskolbens in den Hohlr a u m schmelzen die aufgestellten Glasstäbe fest, nach dem Herausnehmen des Ganzen aus der Ton-

Flakon aus Fadenglas, Venedig um 1600

form können sie durch Rollen auf einer P l a t t e noch tiefer in das Glas gedrückt werden. Der Schnitt einer Schere vereinigt anschließend alle Stäbe in einem P u n k t , und nach Wiedererwärmen u n d Überfangen k a n n dann schließlich die gewünschte Form ausgeblasen und in der üblichen Weise fertig gearbeitet werden. Die ehemaligen Glasstäbe sind durch das wiederholte kräftige Blasen vollständig zu schmalen Bändern gedrückt, das Gefäß wirkt wie aus zarten Spitzen gefertigt. Die Abb. zeigt ein nach dieser Technik gearbeitetes Fläschchen. Fadenschlieren — -> Schlieren, die sich in einer Vorzugsrichtung erstrecken, wobei die maximale Ausdehnung des Querschnitts höchstens 1 m m beträgt. Die F . können einzeln oder auch in Bündeln auftreten, sie rufen meist keine deutlichen Oberflächenunebenheiten hervor.

221

Starke Tonerdefäden in einem Tafelglas

Bei scharf begrenzten F. (s. Abb.) handelt es sich fast immer um Al 2 0 3 -Schlieren, die vom tonerdehaltigen feuerfesten Material herrühren. Sie entstehen dadurch, daß durch die Glasströmung von dem im Lösungshof des feuerfesten Materials gebildeten Al 2 0 3 -haltigen Glas hoher Zähigkeit Fäden abgezogen werden. Besonders häufig bilden sich die F. an der Spülkante von Wannensteinen und an solchen Wannensteinen, die eine ungleichmäßige Auflösung zeigen. F. mit unscharfen Begrenzungen sind meist -> Si0 2 -Schlieren, die beim Gemengeeinschmelzen entstehen bzw. vom Si0 2 -haltigen feuerfesten Material oder von der Oberfläche der Glasschmelze herrühren. Die in optischen Gläsern auftretenden F. besitzen die unterschiedlichsten chemischen Zusammensetzungen; neben Al 2 0 3 -Schlieren beobachtet man z. B. auch Schlieren mit einem gegenüber dem umgebenden Glas erhöhten BaO-Gehalt. Als Ursache f ü r die Bildung von F. in optischen Gläsern kommen einmal schlechtes Hafenmaterial, zum anderen die unterschiedliche Verdampfung der Glasbestandteile aus der Oberfläche der Schmelze u n d schließlich unvollständiges Einschmelzen des Gemenges in Frage. Mitunter werden in den F. Einschlüsse von Kristallen beobachtet, die d a n n einen eindeutigen Hinweis auf die Art und den Chemismus der Schliere geben. Das Auftreten von F. k a n n bei Einsatz von sich möglichst gering und gleichmäßig auflösendem feuerfestem Material und bei Einhaltung einer konstanten Schmelzführung (z. B. Ausschaltung von Schwankungen der Schmelztemperatur u n d des Glasspiegels) vermindert werden. Fadenverlängerungsmethode — Methode zur Ermittlung einiger Viskositätsfixpunkte des Glases. Ein Faden des zu untersuchenden Glases von definierten Abmessungen wird freihängend in einem vertikalen Rohrofen unter Eigenmasse bzw. unter zusätzlicher äußerer Belastung und mit bestimmter Geschwindigkeit erhitzt. Gemessen wird die Geschwindigkeit der Fadenverlängerung. Diese ist proportional der Länge des Fadens und der Belastung, umgekehrt proportional dem Querschnitt und der Viskosität. F ü r die Ermittlung des o b e r e n u n d u n t e r e n K ü h l p u n k t e s wird nach L I L L I E ein Faden von

Faden v erlängerungsmethode

Apparatur zur Viskositätsmessung nach der Fadenverlängerungsmethode

15 cm Länge und einem Durchmesser zwischen 0,5 und 0,7 mm (Abweichung ± 0,01 mm über Gesamtlänge) mit einer Masse von 1 kg belastet. Durch grafische Darstellung der Verlängerungsgeschwindigkeiten gegen die Temperatur erhält man den oberen Kühlpunkt direkt, den unteren Kühlpunkt durch Extrapolation. Der E r w e i c h u n g s p u n k t ist nach L I T T L E T O N definiert durch die Temperatur, bei der ein Faden von 22,9 cm unter Eigengewicht eine Verlängerungsgeschwindigkeit von 1 mm • min - 1 erreicht. Die genaue Temperatur, bei der die Verlängerungsgeschwindigkeit gerade 1 mm • min - 1 beträgt, wird durch Interpolation aus der grafischen Darstellung erhalten. Die F l i e ß t e m p e r a t u r wird nach L I L L I E durch lokale starke Erhitzung eines Glasfadens auf etwa 1723 K ermittelt. Gemessen wird die bis zum Fließen erforderliche Aufheizzeit mit einer elektronischen Meßvorrichtung. Die Meßdaten müssen mit rotationsviskosimetrischen Messungen verglichen werden.

1 : Stützrohrisolator

2a:

Abspannisolator Laschenkappe)

für

Rohrausleger

(mit

Hohr-

und,

2 b: Abspannisolator für Rohrausleger (mit Haken und Rohrkappe)

3 : Abspannisolator für Quertragwerke

Farben, spritzfertige Fahrleitungsisolator — Langstabisolator mit speziell f ü r Fahrleitungsaufhängung versehenen Armierungsteilen. Dieser Isolator wurde auch als Bahnstabisolator oder Vollkern-Bahn-Isolator bezeichnet. E r besteht aus einem Vollkernisolierkörper, auf dem feuerverzinkte Tempergußkappen mit Schwefelzement, Portlandzement oder einer Blei-Antimon-Legierung aufgekittet sind. Die Tempergußkappen sind in ihrer Ausführungsform dem jeweiligen Verwendungszweck u n d der mechanischen Anschlußart a n g e p a ß t : — Stützrohrisolator f ü r Rohrausleger und Fahrleitungsschalter (1.) — Abspannisolator f ü r Rohrausleger (2 a. und b.) — Isolator f ü r Quertragwerke (3.) Die Isolatoren sind als Vollkerntypen nicht durchschlagbar. Die Schirme können gleichen oder unterschiedlichen Durchmesser aufweisen. Der Isolierkörper wird wie bei Langstabisolatoren auf Zug beansprucht. Fahrleitungsisolatoren werden f ü r alle üblichen F a h r d r a h t s p a n n u n g e n hergestellt. Falkenauge — zur Quarzgruppe zählender Schmuckstein (-> Si0 2 -Varietäten) mit eingelagert e n blaugrünen stengeligen Hornblendefasern (Krokydolith), die ein dunkles Blaugrau in dem undurchsichtigen Material erzeugen. Falzkremper -> Preßdachziegel Farbbeize — chemisch anorganische Verbindung m i t Kupfer- bzw. Silberionen (-> Kupferbeize, Silberbeize), die gewöhnlich mit einem Trägermaterial (Ton, Eisenocker, Sillimanit u. a.) als Pulver bzw. feucht als Paste zur F ä r b u n g (-> Dekoration) von Gläsern oder glasierten Keramiken Verwendung findet. Die Technik des Farbbeizens ist seit langem bek a n n t und wurde bereits an alten persischen und maurischen Töpfereierzeugnissen nachgewiesen.

Die Verbreitung in E u r o p a erfolgte, vom spanischen Mauretanien ausgehend, über Spanien, I t a lien u n d Frankreich. Die ältesten Anwendungsbeispiele auf dem Glasgebiet sind einige Kirchenfenster des 15. J h . I n dieser Weise gefärbtes Fensterglas soll erstmals von J . G R I E S I N G E R (Ulm, 1460) hergestellt worden sein. Lit.:

HEINRICH: Sprechsaal 64 (1931), 868, 890, 915, 932 u .

951. - GILARD/DUBRUL : J . Soc. Glass Techn. (Trans) 20 (1936), 225-244.

-

SPRINGER: G l a s t e c h n . B e r . 9 ( 1 9 3 1 ) , 3 3 4 - 3 4 0 .

Färbemittel (für Glas) — anorganische Substanzen, die dem Gemenge oder der Glasschmelze zugesetzt werden, u m ein Farbglas zu erhalten. Sie sind z. T. m i t den F . f ü r Glasuren (-> Farbglasur) u n d - » F a r b k ö r p e r n identisch. E s ist zu bemerken, daß die Gemengebestandteile beim Entstehen der F a r b e eine gewisse Rolle spielen, beispielsweise können die gleichen F., in Kali- und Natriumgläsern eingebracht, eine verschiedene Farbe hervorrufen. Farben, spritzfertige — -s- Schmelzfarben, die im feinstgemahlenem Zustand in Terpentinöl suspendiert vorliegen. Sie ersparen dem Verbraucher das Vermählen der F a r b e n mit - » Malmitteln. U m die erforderliche Geschmeidigkeit und Grifffestigkeit der F a r b e zu erreichen, wird ihr vor d e r Verarbeitung noch - » Spritzlack (15 •••20%) zugesetzt. Die Menge des Spritzlackzusatzes richtet sich nach den vorliegenden Arbeitsbedingungen u n d der jeweiligen Farbe. Die F a r b e n sind wasserfrei. J e nach Dichte, die abhängig vom Bleigehalt u n d der sonstigen Zusammensetzung der Schmelzfarbe ist, setzt sich die Farbe mehr oder weniger stark ab. Die Geschwindigkeit des Absetzens wird durch die vorhandene Temperatur bei der Lagerung der F a r b e beeinflußt. J e länger sie steht, u m so stärker setzt sie sich ab. Sie sind verschlossen in kühlen R ä u m e n aufzubewahren. Vor der Verarbeitung von s. F. sollen sie mindestens 24 h im Arbeitsraum temperieren.

Glasfärbemittel Färbender Stoff Fe203 (FeS„)F e 2 0 3 m i t FeO FeO

MiijOs

Mn 2 0 3 mit F e 2 0 3 Cr 2 0 3 U02 V2Os T i 0 2 m i t Ce0 2 CuO Cu 2 0 Cu Ag Au

Na,S,» = 2---S

Se FeS CdS CdS, CdSe Sb 2 S 3 Ce0 2 CeO, - - N d 2 0 3 -r P r 2 0 3 N d 2 0 3 -I- P r 2 0 3 Nd.O, Pr203 Pt NiO CoO

Farbe gelbbraun amberbraun flaschengrün blaugrün violett braun grün gelb mit grüner Fluoresz. grün (gelb) leuchtend gelb blau (grünl.) rot(opak) rot gelb, mondscheingelb rot gelbbraunrot rosa graubraun gelb orangerot tiefrot gelb graublau zartblau rötlichzartblau zartgelbgrün taubenblau grau/rötlichblau in Kaligläsern; graubräunlich in Natrongläsern tiefblau

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Färbemittel Phonolith, Basalt, Eisenerz, Eisenoxid (techn.) Gichtstaub der Hochöfen Phonolith, Basalt Magneteisenstein, Hammerschlag Braunstein, Manganschlamm Ferromanganschlacke + Basalt Chromoxid, Chromate und Bichromate von K , Na, Ba, Pb Natriumdiuranat, N a 2 U 2 0 7 Vanadiumpentoxid Titandioxid, Rutil + Ce0 2 Kupferoxid, Kupfercarbonat, Kupfernitrat (reines blau) Kupfer(I)-oxid CuO oder Cu a O m i t Reduktionsmitteln, wie SnO, Weinstein Silbernitrat, Silberchlorid Goldchlorid + SnCl 2 Schwefel, Sulfide, Sulfate 4- Reduktionsmittel (C) Selen, Selenite FeS, K,[Fe(CN),l + F e S 0 4 Schwefelcadmium von gelboranger Farbe CdS + Se oder Selenite, auch mit Zusatz von ZnS und K C N S Sb 2 S 3 oder Sb 2 S 5 bzw. S b 2 0 3 + S + C Cerdioxid + T i 0 2 Cerdidym-Mischoxide Didymoxide oder Oxalate Neodymoxid oder Oxalat Praseodymoxid H 2 PtCl„ Nickeloxid, Nickelhydroxid, bas. Nickelcarbonat Cobaltoxide, Smalte

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Farbenfehler

Farbenlehler — durch störende Einflüsse der Glasur auf die Farbe oder durch mangelnde Haftung der Farbe nach dem Brand hervorgerufene Fehler. Bei der Beurteilung von F., müssen die Maltechnik, die Brennweise und die Glasurzusammensetzung in Betracht gezogen werden. Typische F. besonders in der Unterglasurmalerei sind: A u s f l i e ß e n d e r ->• U n t e r g l a s u r f a r b e n , Ursachen: — Die Glasur selbst ist zu weich. — Die Farben sind zu flußmittelreich und müssen durch Zusatz von Tonerde, Feldspat oder feuerfesten Oxiden eingestellt werden. — Die Glasur ist zu bleireich, so daß chromoxidhaltige Glasuren an den Konturen grünlich-gelb auslaufen. Ein Zusatz von Tonerde, Kaolin, Zinnoxid, Kalkspat oder Porzellanscherben zur Farbe und Glasur kann den Fehler beseitigen. A b b l ä t t e r n d e r U n t e r g l a s u r f a r b e von einem rohen oder geglühten keramischen Gegenstand. U r s a c h e n : bestaubter oder verglühter Scherben, unplastische Unterglasurfarben, zu feine Vermahlung der verwendeten Farben, zu stark aufgetragene Farben. A u f t r e i b e n d e r G l a s u r d u r c h F a r b e n : Dieser F. äußert sich durch eine blasige, zusammengeschrumpfte, löchrige und abgesprungene Glasuroberfläche. U r s a c h e n : Eine übermäßige Zugabe von organischen Klebstoffen, wie Dextrin, Wasserglas u. a., so daß durch die Verbrennungsgase bzw. durch Salze die Glasurschicht abrollt. Die Verwendung von Unterglasurfarben im ungebrannten Zustand oder ein Versatz mit rohem Kaolin, wobei ähnliche Erscheinungen wie vorangehend eintreten können. Zur Vermeidung des Fehlers müssen die Unterglasurfarben stets scharf gebrannt, sorgfältig gewaschen und fein vermählen sein. Nichthaftung der Glasur auf sehr feuerbeständigen Unterglasurfarben, wie -»- Chromgrün, Pink, ->• Kobaltblau, was sich durch leichtes Zusammenrollen der Glasur bemerkbar macht. Ein Zusatz von Flußmitteln (-> Fritte, Glasur) zur Farbe kann Abhilfe schaffen. Die Verwendung von zu feiner und zu plastischer Farbe, so daß sie mit der Glasur zusammenschrumpft. Eine zu schnelle Temperatursteigerung, die zum -> Aufkochen des Dekors führt. (Die Glasur fließt schneller glatt, als die Gase entweichen können). Ein zu dichtes Gefüge oder lösliche Salze bei rohem lufttrockenem Scherben, was ein Abrollen der Glasur bewirken kann. Ein Schrühbrand des Seherbens verhindert die Erscheinung. G e l b Verfärbung d e r U n t e r g l a s u r m a l e r e i entsteht bei ->• Unterglasurfarben oder -> Engoben, die Chromoxid enthalten (schwarze, braune, grüne Farbkörper) und mit einer bleireichen, kieselsäurearmen, durchsichtigen Glasur eine chemische Verbindung eingehen, wobei sich Bleichromat bildet. Der Fehler erscheint in Form von grünlich-gelben nebligen Anflügen um die Malerei herum. Die chemische Reaktion ist zumeist so stark, daß auch in der Umgebung stehende Gegenstände die gelben Dämpfe anziehen.

Es empfiehlt sich, Chromoxid in mäßiger Menge mit Kupferoxid kombiniert zu benutzen. V e r f ä r b t e u n d v e r b r a n n t e F a r b e n : Die Ursache liegt in chemischen Reaktionen. Eine gute Farbentwicklung erfordert: ->• Farbkörper und — G l a s u r müssen harmonisch zusammenpassen. Bei Unterglasurmalerei ist neben dem Flußmittel der Farbe die chemische Zusammensetzung der Glasur von großer Wichtigkeit. Bleireiche Glasuren begünstigen die Entwicklung einiger Farbtöne, alkalireiche Glasuren verfärben Pinkrot, -> Chromgelb usw. Farbtonbeeinflussend sind die Glasurbestandteile ZnO, BaO, CaO, B 2 0 3 und Tonerde. Am günstigsten sind — gefrittete Alkali-Blei-Borax-Glasuren, — eine geeignete Behandlung und Handhabung der Farbe; hierzu gehört die Einstellung eines zur chemischen Zusammensetzung der Farbe passenden Flusses und sorgfältige Sauberhaltung, — die richtige Einbrenntemperatur für die Farbe; Fehler entstehen in der Hauptsache durch Überfeuern, indem die Farbe ausbleicht, — ein den Farben entsprechender Brand, meist oxidierende Atmosphäre. Farbflachglas — -> Flachglas mit einem in der Regel gleichmäßigen Farbton, der über den üblicherweise geringen produktionsbedingten und zulässigen -»• Farbstich hinausgeht (—* Farbglas). I. allg. werden die weißen Gläser (-> Trübflachglas, -»- Opakglas) nicht zu den F. gezählt. Nach der Farberzeugung unterscheidet man: massivgefärbtes, durchsichtiges (transparentes) F.; durchsichtiges (transparentes) F. (-»- Überfangflachglas), Flachglas, beschichtet, Flachglas, emailliert. Nach dem Glasverarbeitungsverfahren lassen sich die F. einteilen in: gefärbtes Tafelglas, mundgeblasen; gefärbtes Tafelglas, maschinell gezogen; gefärbtes Gußglas (Ornamentglas). In der Regel findet man für praktische Zwecke folgende Einteilung: Farbflachglas, massiv gefärbtes, durchsichtiges, Antikglas, -> Überfang(flach)glas, —> farbiges Ornamentglas. Die Färbung der Gläser wird durch — Zusatz von anorganischen Farbkomponenten (Oxide und Salze der Schwermetalle) zum Gemenge und Einbau in die Glasstruktur — durch Bildung von metallischen oder anderen kolloidalen Ausscheidungen (z. B. Rubinglas) oder — durch nachträgliche Diffusion färbender Ionen (z. B. Silberbeize) vorgenommen. Entsprechend dem wirksamen Färbemittel zeigen die F. eine charakteristische spektrale Absorption. Die Lichtdurchlässigkeit ist dementsprechend sehr unterschiedlich. Durch die Farbkörper werden gleichzeitig auch das Absorptionsvermögen für Wärmestrahlen und die Struktureigenschaften des Glases selbst beeinflußt. Farbglas — vorwiegend für licht- und beleuchtungstechnische Zwecke verwendete -> Gläser, die funktionsmäßig zu den selektiv absorbierenden Gläsern gehören. Diese allen F. gemeinsame Eigenschaft besteht in der teilweisen bzw. vollständigen Absorption einzelner Spektralbereiche im sichtbaren

Farbglasuren Bereich des Spektrums. Gläser mit selektiver Absorption bzw. Transmission im nichtsichtbaren Spektralbereich (UV-, I R - oder Röntgenstrahlbereich) sind nach ihrer Erscheinungsform ebenfalls Farbgläser, auf Grund ihrer Verwendung, z. B. für den Röntgen- oder Wärmestrahlungsschutz werden sie jedoch unter speziellen, meist funktionsgemäßen Bezeichnungen geführt. Die selektive Absorption der F. wird durch meist geringe Zusätze färbend wirkender Stoffe bewirkt, die i. allg. bereits zum Gemengesatz vor dem Einschmelzen zugegeben werden. Die E i n t e i l u n g der F. erfolgt zweckmäßig nach dem Dispersitätsgrad der im Glas enthaltenen -s- Färbemittel: Molekulardisperse Färbemittel färben das Glas vom kurzwelligen Teil des sichtbaren Spektrums zum langwelligen hin, d. h., es werden violette, blaue, grüne und z. T. auch gelbliche Farbtöne erzeugt. Es handelt sich dabei hauptsächlich um die Oxide des Cu, Fe, Ni, Co, Cr, Mn, V, N d und Pr, die in gelöster Form, d. h. in ionogener Verteilung im Glase vorliegen und unmittelbar ohne thermische Nachbehandlung färbend wirken. Bei diesen durchweg mehrwertigen Metallen richtet sich die A r t der Färbung u. a. auch nach der vorliegenden Wertigkeit und der Koordinationszahl des Ions. Der Farbton ist darüber hinaus abhängig von der Grundzusammensetzung des Glases, die Farbtiefe wesentlich auch von der Konzentration des Färbemittels. Die Farben im langwelligen Gebiet des Spektrums — rot, orange und reines, nicht grünliches gelb — werden durch Farbstoffe hervorgerufen, die im Glas in kolloiddisperser, bzw. mikrokristalliner Verteilung vorliegen. Diese Gläser sind im Gegensatz zu ionogen gefärbten Gläsern nach dem Erschmelzen meist farblos. Erst bei erneuter Erwärmung des Glases wird die Farbe erreicht. Diese Gläser werden deshalb auch als Anlaufgläser bezeichnet, wobei die Farbintensität von Temperatur und Dauer der thermischen Nachbehandlung abhängt. Zu den technisch bedeutenden Anlaufgläsern gehören die Rubingläser, von denen die Kupfer-, Gold- und Selenrubingläser (genauer Cadmiumsulfoselenidgläser) am bekanntesten sind. Auch die Schwermetallsulfidfärbungen haben den Charakter von Anlauffarben. Die Färbung des Glases durch —> Farbbeizen entspricht in ihrer A r t der Anlauffärbung, obwohl es sich dabei primär um einen auf die Oberfläche des Glases beschränkten Ionenaustauschvorgang handelt. Erst dann erfolgt die eigentliche Farbgebung durch Aggregation der eindiffundierten und im ungeladenen Zustand vorliegenden Farbteilchen. F., deren färbende Bestandteile im mikroskopischer Teilchengröße vorliegen, sind unter der Bezeichnung Aventuringläser bekannt geworden. Sie enthalten das in oxidischer (Chromaventurin) oder metallischer Form (Kupferaventurin) vorliegende Färbemittel in vergleichweise großen, gut ausgebildeten Kristallen. H e r s t e l l u n g und V e r a r b e i t u n g von F. unterscheidet sich, wenn man von einigen Besonderheiten (Ofenatmosphäre) absieht, grundsätzlich nicht von derjenigen des „farblosen" Glases. 15

Hinz

225

Es wird in Hafen- und Wannenöfen geschmolzen, die Verarbeitung erfolgt von Hand oder maschinell durch Blasen, Pressen, Walzen oder Ziehen, häufig auch nach der Überfangtechnik. Die Verwendung ist vielgestaltig und erfolgt sowohl als Massenware (Flaschen usw.) als auch speziell für die Herstellung von Signal-, Filter- und Beleuchtungsglas. Farbglasuren — durch Metalloxide (ggf. Zusatz in Form von Metallverbindungen, Farbfritten oder Farbkörpern) gefärbte farblose Glasuren. Die Entwicklung bestimmter Farben erfordert eine besondere Glasurzusammensetzung. Die optische Wirkung der glattgebrannten Glasuren wird bedingt durch die Färbungskonzentration, die Feinheit und Verteilung der -»• Färbemittel, die Lichtbrechung der transparenten oder opaken Glasuren und deren Schichtdicke, aber auch durch die Färbung des Scherbens. Je nach der gewünschten Farbintensität werden Glasuren z. B. für Blau 2 — 6 % CoO, für Braun 5 — 8 % Fe 2 0 3 mit 0,5 — 1% T i 0 2 oder 4 — 8 % MnO, für Chromgrün 1 — 1,5% Cr 2 0 3 , für Kupfergrün 1—5% CuO, für Grau 1 — 3 % NiO, für R o t 8 — 12% Pinkfarbkörper oder 15—20% Na 2 U 2 0 7 und für Schwarz eine Mischung von 8 bis 12% Fe 2 0 3 , CoO, Mn0 2 und Cr 2 0 3 oder verwandte Metallverbindungen zugefügt. Die schönsten Färbungen ergeben sich durch Mischen der eingefärbten Grundglasuren, wobei die Verträglichkeit der einzelnen Färbemittel empirisch erprobt werden muß. Die Farbpalette ist um so reicher, je niedriger die Glattbrandtemperatur liegt. Je nach den Flußmittelkomponenten und der sauren, neutralen oder basischen Beschaffenheit der F. entwickeln gleiche Oxide oder Farbkörper oft stark voneinander abweichende Farbtöne. So färbt z. B . : CuO Mn0 2 Sb 2 0 3

in Bleiglasuren grün braun gelb

in bleifreien Alkaliglasuren blau violett deckend weiß

Auch für Uran- und Chromrot ist PbO wichtig. Alkalien zerstören das Chrom- und Uranrot, während ZnO dem Chromgrün und Pink schadet. B 2 0 3 wirkt ungünstig auf Kupferblau und Antimongelb. Für andere.F. kann die Flüchtigkeit von Cr 2 0 3 (ab 1270 K ) lästig werden. Für Pinkfarben (-»• Pinkfarbkörper) ist die Zusammensetzung der Glasur besonders wichtig. Sie soll ziemlich neutral gehalten und möglichst alkaliarm, aber CaO-reich sein. Neben der Temperatureinwirkung beeinflussen sowohl die Glasurzusammensetzung als auch die Brennbedingungen den Farbton. Manche Farben z. B. Braunrot, Antimongrau, Chromat- und gewisse Gelbfarbkörper vertragen nur oxidierende Atmosphäre, während Manganbraun, Chromgrün und Kobaltblau auch gegen Reduktion unempfindlich sind. Beispiele für den Einfluß der Brennatmosphäre: Oxidierend Reduzierend CuO grün bis graphitfarben, ochsenblutrot bzw. blau Sb 2 0 3 gelb bzw. weiß deckend grau

Die H e r s t e l l u n g der F. erfolgt bei Fritteglasuren zur Erzielung gleichmäßiger Färbungen in der

226

Farbkörper, keramische

Weise, d a ß zunächst eine konzentrierte F a r b f r i t t e (-> Fritte, keramische) hergestellt wird, die nach dem Vermählen mit der farblosen Glasur vermengt wird. Da besonders die Oxide des Kupfers, Eisens u n d Mangans die Flußmittelwirkung verstärken, m u ß zur Vermeidung des -»• Abiaufens f ü r jedes Gramm Farboxid die gleiche bis anderthalbfache Menge Quarzmehl zusätzlich eingeführt werden. Nur das schwer schmelzbare Cr 2 0 3 erfordert diese Korrektur nicht. F a r b f r i t t e n enthalten die färbenden Verbindungen in gelöster Form, während Farbkörper ihren F a r b t o n nur entwickeln, solange sie der Lösung durch die Glasur widerstehen. F ü r pastellfarbene Sehmelzglasuren ist ein hoher Feinheitsgrad der Färbemittel notwendig. Zur Erzielung kräftiger Färbungen werden die anorganischen Pigmente dagegen erst kurz vor Beendigung der Glasurmahlung zugegeben, d a m i t sie nicht durch zu feine Vermahlung an Intensität verlieren. -»• Blaufarbkörper sind gegen die Glasurzusammensetzung verhältnismäßig unempfindlich u n d auch gegen reduzierende Atmosphäre beständig. Viktoriagrün entwickelt sich a m besten in zinkfreien, aber kalkreichen Glasuren, ist aber i. a. nur bis 1270 K sicher und m u ß oxidierend gebrannt werden. Gelbe Zirkon-Vanadium-Farbkörper sind in blei- u n d borarmen Glasuren bis 1670 K brauchbar u n d auch gegen R e d u k t i o n widerstandsfähig. Die gelbe Zinn-Vanadiumfarbe erfordert dagegen oxidierende Brennatmosphäre. Das bis 1670 K beständige Mangan-Aluminium-Pink verlangt blei-, zink- u n d borfreie Glasuren m i t hohem Al 2 0 3 -Geh a l t ; es v e r t r ä g t auch reduzierenden Brand. Dagegen sind die Chrom-Zinn-Pinks nur bei oxidierender Atmosphäre bis etwa 1540 K stabil. ZinnAntimon-Graufarbkörper sind bis 1670 K beständig. Farbkörper, keramische — aus anorg. Oxiden über einen Glühprozeß hergestellte anorg. Verbindungen, die als färbender Bestandteil (Pigment) in keramischen Glasuren (-> Farbglasuren) als Unter- und ->• Aufglasurfarben sowie ggf. zur Färbung von Masse und -> Engoben Verwendung finden. I m Gegensatz zu sich im Schmelzfluß lösenden -> färbenden Metalloxiden lösen sich k. F. nicht oder nur wenig. Von den zahlreichen färbenden Komponenten sind Verbindungen des Co, Fe, Mn, Cu, Ni und V am gebräuchlichsten. Sie werden z. T. miteinander, z. T. mit farblosen oder farbschwachen (weißen) Oxiden das Ca, Al, Si, Ti, Zr, Sn oder Sb gemischt u n d im festen Zustand zwischen 975 u n d 1675 K zur Reaktion gebracht. Die gegen den auflösenden Einfluß von Glasuren widerstandsfähigsten k. F. entstehen, wenn ein dem Spinell entsprechendes Mischungsverhältnis RO : R 2 0 3 gewählt wird. Beispielsweise bilden sich (mit abnehmender Beständigkeit) Chromite (z. B. MnO • Cr 2 0 3 ), Alumínate (z. B. MnO • A1 2 0 3 ), Ferrite (MnO • Fe 2 0 3 ) usw. Wichtiger Bestandteil vieler k. F. ist Tonerde (verleiht den k. F. eine hohe Standfestigkeit). Die k. F. müssen folgende E i g e n s c h a f t e n aufweisen : 1. Hohe F a r b k r a f t u n d Farbreinheit; abhängig

vom Absorptions- u n d Streukoeffizienten u n d von der Korngröße des k. F. 2. Fähigkeit, in geringen Mengen zu färben. 3. Farbbeständigkeit bei hohen Temperaturen u n d verschiedenen Ofenatmosphären. U m diese Forderung zu erfüllen, n i m m t m a n Verbindungen, deren physikalische und chemische Umwandlungspunkte höher als die Anwendungstemper a t u r liegen, oder deren Gitter durch den Herstellungsprozeß stabilisiert sind. 4. Gute Deckfähigkeit. 5. Beschränkte Löslichkeit in Silicatschmelzen. Der Widerstand gegen den korrosiven Angriff der Glasschmelze ist abhängig vom A u f b a u des k. F., vom A u f b a u der Glasur, von der Höhe der Brenntemperatur, von der Brennzeit (Dauer des Lösungsangriffs) und von der Korngröße des k. F. Bei der Einfärbung von Glasuren durch "k. F . gilt allgemein: 1. Ein k. F. wird von der schmelzenden Glasur u m so weniger angegriffen, je geringer seine Löslichkeit und je langsamer seine Lösedauer in ihr ist. 2. Löslichkeit und Lösegeschwindigkeit nehmen m i t steigender Temperatur zu (abhängig von der Viskosität der Schmelze). 3. Die Löslichkeit eines k. F. ist u m so geringer, je mehr die Glasur an wesentlichen Bestandteilen des k. F. enthält (möglichst in gelöster F o r m ) ; z. B. Zirkonk. F. in -»• Zirkonglasuren. 4. Die meisten k. F . verlieren bei zu feiner Vermahlung an Intensität. E s ist ratsam, den k. F . erst etwa eine Stunde vor Beendigung des Glasurmahlprozesses zuzugeben. 5. Spezifisch schwere k. F. (Schwermetallverbindungen) neigen leicht zum Absetzen, vor allem in leichten bleifreien Glasuren. Eine Zugabe von -»- Stellmitteln zur Glasur verhindert diese Erscheinung. 6. Ferromagnetische k. F. dürfen nicht über Enteisenmagnete laufen. 7. Chromoxidhaltige k. F . (-> Grün- u n d --> Schwarz- F.) haben oberhalb 1325 K einen merklichen D a m p f d r u c k . Helle Glasuren, die in der N ä h e einer Cr 2 0 3 Dampfquelle gebrannt werden, bekommen einen schmutzig grünen Anflug. Zinnoxidhaltige Glasuren werden rötlich v e r f ä r b t (Pinkbildung). F ü r die Verwendung von k. F. f ü r Unter-, Inund Aufglasurfarben werden sie in Spezialbetrieben m i t einem geeigneten ->• F l u ß gemischt. Die Herstellung, k. F. verläuft nach dem in der Abb. dargestellten Schema. Unerläßlich ist dabei die Kontrolle der verwendeten Materialien, z. B. durch spektrografische Untersuchung, chemische Analyse u. a. Die wichtigsten Arbeitsgänge bei der Herstellung sind: 1. M i s c h e n : Auf Grund der Wasserlöslichkeit oder Wasserunlöslichkeit der Materialien müssen verschiedene Mischmethoden angewandt werden: Naßmischung: (Kugelmühle, Schlickermischen), Trockenmischung (mechanisches Mischen, MikroFeinstzerkleinerung). Die übliche Methode ist das Trockenmischen, jedoch können einige Farbkörper durch N a ß m a h lung eine größere Farbintensität entwickeln. 2. C a l c i n i e r e n : Erfolgt in Kassetten, die m i t einer Ton-Silicat-Mischung ausgekleidet sind, in intermittierenden oder kontinuierlichen Brennöfen. Die Brenntemperaturen liegen bei 1070 bis 1625 K, die Haltezeit zwischen 2 u n d 12 h.

Farbschlieren

4. Jedes Trübungsmittel besitzt individuelle Eigenschaften, ein unmittelbarer Austausch f ü h r t zu Farbänderungen. 5. Zirkonfarben sind in ihrer Beständigkeit gegenüber schlechten Brennbedingungen anderen Arten überlegen.

Rohmaterial

,

!

I

.

1

Mischen trocken

Mischen naß

|

Trocknung

Farblösungen — auf den porösen Scherben aufgetragene färbende Salzlösungen, die von diesem aufgesaugt u n d im Glattbrand zersetzt bzw. vor dem Glasurauftrag verglüht werden. Als Salze finden zumeist leicht lösliche Chloride oder Nitrate der Schwermetallsalze Cobalt, Chrom, Kupfer, Uran, Mangan, Nickel, Eisen, aber auch von Edelmetallen Anwendung, die zum F a r b a u f t r a g m i t etwa 75 Masseteilen Glycerin u n d 25 Masseteilen Spiritus oder m i t Zuckersirup versetzt werden. Als Beispiel f ä r b t Nickelnitrat unter der Glasur hellbraun, Ammoniummolybdat schwarz m i t gelben B ä n d e r n usw. (s. a. färbende Metalloxide).

F&nstzerkleinerung Cakinieren Feinstzerkteinerung trocken

Feinstzerkleinerung naß\ Waschen Trocknen Feinstzerkleinerung

Farbkörper

Schema zur Herstellung yon Farbkörpern

Das Calcinieren ist gekennzeichnet durch Zersetzungen (Gasabspaltung) u n d Verbindungsbildung (chemische Reaktionen). Ziel des Brennens ist ein P r o d u k t , das gegen die lösende Wirkung von Massen u n d Glasuren unempfindlich ist. 3. M a h l e n : Erfolgt größtenteils in Kugelmühlen. Der Farbkörper muß die Korngröße erhalten, die der Glasur die beste Farbe, Farbintensität u n d Farbbeständigkeit verleiht. Die Farbkörper werden bis zum Verarbeitungszustand gemahlen. Die Korngrößen liegen d a f ü r zwischen < 1 und 20 [im, maximal bei 40 (im. 4. W a s c h e n u n d T r o c k n e n : Bei einigen Farben ist ein Waschprozeß erforderlich, um lösliche — in Farbpigmenten vorhandene — Salze zu entfernen, die in Glasuren —s» Nadelstiche, Farbabweichungen und -> Aufschäumen verursachen. Gewaschen wird mehrmals m i t heißem oder kalt e m Wasser oder mit Salzsäure. Die Trocknung erfolgt im Tunnel-Trockner, Sprühtrockner, GurtTrockner, Vakuum-Trockner, in der Trockendarre u. a. Als anwendungstechnische P r ü f u n g ist es üblich, Standardglasuren sog. Prüfglasuren mit den einzelnen F a r b k ö r p e r t y p e n einzufärben: ->• Schwarz-Farbkörper bleiarme Transparentglasur Pink-Farbkörper kalkreiche Transparentglasur Zirkon-, Transparentglasur, -s» Spinell-Farbkörper Zirkonglasur oder zirkonhaltige halbopake Glasur Die Qualität des k. F. wird im wesentlichen von drei Eigenschaften b e s t i m m t : Feinheit des Farbkörpers, Farbwert, Brennstabilität. Grundsätzlich ist beim Einsatz von k. F . zu beachten: 1. J e d e Glasur wirkt verschieden auf die Farbe. 2. J e d e Farbe h a t ihre bestimmten Eigenschaften in bezug auf ihre Temperaturbeständigkeit. 3. Genaue Kontrolle der Glasureinsatzmasse (kg) ist notwendig, wenn die F a r b e k o n s t a n t bleiben soll. 15*

227

Farbmessung -> F a r b m e t r i k Farbmetrik — Ermittlung der Maßzahlen zur Kennzeichnung einer Farbvalenz. E x a k t e Farbmeßverfahren müssen die Farbvalenzen eindeutig, unabhängig von der spektralen Beschaffenheit des Farbreizes und gemäß dem Normalbeobachter bewerten. Der Begriff -> Kolorimetrie wird im Gegensatz dazu n u r f ü r Verfahren zur Feststellung von Lösungskonzentrationen usw. gebraucht, bezeichnet also Verfahren der ehem. Analytik. Wichtigste Begriffe der F . : Farbe

Farbreiz Farbvalenz

Farbton

Sättigung Helligkeit

Farboxide

— durch das Auge vermittelter Sinneseindruck; Gesichtsempfindung eines dem Auge strukturlos erscheinenden Teiles des Gesichtsfeldes, durch die sich dieser Teil allein von einem ebenfalls strukturlosen angrenzenden Bezirk unterscheiden kann. — Strahlungen, die durch unmittelbare Reizung der Netzhaut Farbempfindungen hervorrufen können. — Wirkung der Farbreize auf das Auge, die für das Verhalten in der additiven Farbmischung maßgebend sind (gleichzeitige und räumlich unmittelbar benachbarte Darbietung zweier Farbreize). — Eigenschaft, die eine bunte Farbe von einer unbunten unterscheidet. I n der F. wird der Farbton durch die farbtongleiche Wellenlänge beschrieben. — Grad der Buntheit einer Farbe im Vergleich zum gleich hellen Unbunt. — Stärke einer Lichtempfindung, die mit jeder Farbempfindung unlösbar verbunden ist. —»• Weißgrad —> Farbstichigkeit von keram. Scherben.

färbende Metalloxide, -> Färbemittel

Farbschlieren — meist langgezogene glasige Einschlüsse in Glas, die eine von der homogenen Umgebung abweichende F ä r b u n g besitzen. D a diese anders gefärbten Glasbereiche Erscheinungsformen zeigen, wie sie -»• Schlieren eigen sind, sollte es zulässig sein, von F. zu sprechen, obwohl es in den meisten Fällen nicht oder n u r schwer möglich sein wird, f ü r die Farbschliere eine nach der Definition der Schliere gegenüber der homogenen Umgebung abweichende Brechzahl nachzuweisen. Die F o r m der F. entspricht den Faden- oder Bandschlieren, seltener den ->• Knoten- oder Schichtschlieren. F. können sowohl in farblosen Gläsern als auch in Farbgläsern a u f t r e t e n .

228

Farbstich

Beim Schmelzen farblosen Glases werden F. u. a. hervorgerufen durch Verunreinigungen in den Gemengerohstoffen (z. B. F e 2 0 3 oder Chromeisenstein), schlechtes z. B. chromhaltiges Feuerfestmaterial, das durch die Glasschmelze angegriffen u n d teilweise aufgelöst wird, zufällig in die Schmelze gelangte Metallteile; z. B. lassen Eisenteile a m Boden einer Wanne laufend bis zu ihrer völligen Auflösung braune Farbschlieren im Glas entstehen. F . im farblosen Glas sind bei sorgfältiger Rohstoffuntersuchung, sorgfältiger Auswahl des Feuerfestmaterials und sorgfältigem Arbeiten der Glasmacher weitgehend vermeidbar. Ursachen zur E n t s t e h u n g von F. in Farbglas sind z. B. schlechte Gemengehomogenisierung, Gemengeverunreinigungen, falsche Schmelzatmosphäre usw. Eine falsche Schmelzatmosphäre kann einer Glasschmelze oberflächlich eine andere F ä r b u n g verleihen. Dies t r i t t besonders dann auf, wenn im Glas Oxide vorhanden sind, die in Abhängigkeit von Oxidationspotential der Schmelze ihre F a r b e zu ändern vermögen; z. B. F e 2 0 3 hellgelb zu FeO blau. F. stellen einmal einen unerwünschten -> Glasfehler dar, zum anderen werden sie aber auch in Farbgläsern absichtlich herbeigeführt, z. B. bei kunstgewerblichen Gegenständen, um bestimmte E f f e k t e u n d Wirkungen hervorzurufen. Vermeidbar erscheinen F. in Farbgläsern durch eine sorgfältige Gemengeherstellung, durch eine ausreichende Homogenisierung der Glasschmelze u n d durch optimal konstante Schmelzbedingungen. Farbstich (des Glases) — Bezeichnung f ü r eine meist unerwünschte und als nachteilig empfundene, gelegentlich jedoch auch bewußt (z. B. bei der physikalischen ->• Entfärbung) hervorgerufene, stets sehr schwache F ä r b u n g des Glases, wobei im praktischen Sprachgebrauch der Glastechnik zwischen vier verschiedenen Anwendungen des Begriffs F. unterschieden wird: 1. Als Ausdruck der Empfindung, d a ß eine F a r b e nicht einheitlich bzw. nicht rein ist (Beispiel: Der rötlich-violette „ S t i c h " der blauen Kobaltfarbe im Glas). 2. I m gefärbten Glas zur Charakterisierung kleiner Farbunterschiede zwischen erwünschter und tatsächlich erhaltener F ä r b u n g (Beispiel: Überlagerung des rötlich-violetten F. der Kobaltfärbung durch den gelb-grünen F. eisenhaltiger Rohstoffe zu einem reinen Blau mit leichtem Graustich). 3. I m nichtentfärbten Glas zur Charakterisier u n g kleiner Farbintensitäten (Beispiel: Der durch Eisenverbindungen hervorgerufene, je nach Schmelzführung zwischen gelblich, grünlich oder bläulich wechselnde F.). 4. I m e n t f ä r b t e n Glas zur Charakterisierung kleiner Schwankungen einer f a s t erreichten Farblosigkeit (Beispiel: Der durch physikalische E n t f ä r bung m i t Selen hervorgerufene, bei geringem Selenüberschuß rötliche bzw. bei reduzierenden Bedingungen bräunliche F.). Mit Ausnahme der optischen Gläser, bei denen durch die Auswahl entsprechend hochreiner Rohstoffe ein F . völlig vermieden werden kann, weisen alle handelsüblichen Glaserzeugnisse stets einen restlichen F. auf, der als geduldeter Mangel ange-

sehen wird und durch technologische Maßnahmen weitgehend k o n s t a n t gehalten werden k a n n . Der a m häufigsten a u f t r e t e n d e grünlichblaue F . wird durch Eisenverbindungen hervorgerufen, welche vorwiegend als Rohstoffverunreinigungen auftreten. Ihre Wirksamkeit kann durch geeignete Verfahren, die u n t e r dem Begriff ->• E n t f ä r b u n g zusammengefaßt werden, weitgehend eingeschränkt werden. Neben einer gewissen Auswirkung auf das Schmelzverhalten — bedingt durch unterschiedliche Absorption der Wärmestrahlung bei schwankendem F. — ist jedoch vorwiegend der Gebrauchswert des Glases durch den F. beeinflußt. Dabei spielen vorwiegend ästhetische und psychologische F a k t o r e n eine Rolle, z. B. bei Verpackungsgläsern f ü r Nahrungsmittel (Milchflaschen, Trinkgläser) oder Spiegelglas, wo ein bläulicher F. stets die E m p f i n d u n g „ k a l t " , ein gelblicher F . dagegen den Eindruck „ w a r m " suggeriert. Farbtönung — Meßgröße zur vereinfachten Kennzeichnung des Farbtones von annähernd weißen Erzeugnisoberflächen mit Hilfe des -s- Reflexionsgrades der Oberflächen bei verschiedenen Wellenlängen. F ü r nahezu weiße keramische Roh- und Werkstoffe wird die F . als das Verhältnis des Reflexionsgrades gjf® bei einer Schwerpunktwellenlänge von 460 nm zum unter gleichen Bedingungen gemessenen Reflexionsgrad glff bei einer Schwerpunktwellenlänge von 615 nm ausgedrückt: „460

/ (in %) = ^

• 100

Bold

Bei den f ü r die Messung der F. benutzten Geräten wird die entsprechende Schwerpunktwellenlänge durch Einsetzen eines entsprechenden Blaubzw. Rotfilters eingestellt. Wie der ->• Weißgrad h ä n g t auch die F . keramischer Erzeugnisse von den färbenden Oxiden im Scherben und technologischen P a r a m e t e r n (Brenntemperatur, Brennraumatmosphäre) ab. F ü r Porzellan gilt bezüglich der technologischen Einflüsse: f
101%: graue Farbtönung infolge schwacher Reduktion, Schwachbrand oder Verrauchung 101% > / > 95%: weißer bis blauweißer Farbton gut gebrannten Porzellans. S. auch —> Farbmetrik, —>• Weiße des Porzellans Lii.: TEUCHERT: Die Messung der Weiße und des Farbtons von Proben glasierten Porzellans. Silikat-Joum. (1968), 261 bis 264.

Faserkalk (Schmuckstein) — verschiedentliche Bildung von Aggregaten aus - » Calcit mit äußerst feinfaseriger S t r u k t u r (Atlasspat). Diese Calcitfasern sind parallel zueinander angeordnet u n d können mehrere Zentimeter lang werden. Die faserige S t r u k t u r r u f t bei vollkommener Farblosigkeit des Materials einen sehr schönen Seidenglanz hervor. Bei gutem Schliff entsteht auf der Schliffoberfläche ein wogender Lichtschimmer (Chatoyieren). Oft ist auch ein perlmuttartiger Glanz vorhanden. Die H ä r t e des Materials ist zwar gering (HM: 3), doch werden daraus Ohrgehänge u n d Perlen angefertigt; bekannt sind z. B. die sog. Atlasperlen von Aiston Moor, Cumberland (Eng-

Faujasit land). E s k o m m e n auch rot, blau u n d grün gefärbte Faserkalke vor. D u r c h Grünfärbung mit Nickelsalzen wurde m i t F . das -»• Chrysoberyllkatzenauge nachgeahmt. Faseroptik — speziell zur Bildübertragung geeignete - s - Lichtleitkabel, die wie diese aus zahlreichen u m m a n t e l t e n Glasfasern aufgebaut sind u n d ebenfalls nach dem Prinzip der Totalreflexion arbeiten. F. unterscheiden sich von Lichtleitkabeln dadurch, daß auf der Eintritts- u n d Austrittsseite des Faserbündels die gleiche definierte Zuordnung der Einzelfasern besteht. Die Herstellung eines derart geordneten (kohärenten) Faserbündels f ü r Abbildungszwecke k a n n durch Aufwickeln eines u m m a n t e l t e n Einzelfadens auf Trommeln zu einem Bündel erfolgen, das durch Glas- oder Kunstharzverschmelzung bzw. -verklebung auf der Trommel fixiert, einmal geschnitten u n d verstreckt wird. Bei gleichmäßiger Wicklung besitzen Anfang u n d E n d e des Bündels den gleichen Ordnungszustand u n d können zur Übertragung von Bildinformationen verwendet werden. Durch erneute Änderung der Zuordnung z. B. in der Mitte des Bündels (welches an dieser Stelle wiederum fixiert u n d in polierte Austritts- u n d Eintrittsflächen getrennt werden muß) ist es möglich, eine Chiffrierung von Informationen zu erreichen. Das gemeinsame Verziehen zahlreicher nebeneinander angeordneter u m m a n t e l t e r Glasstäbe, die von einem weiten Rohr umgeben sind, f ü h r t e zur Entwicklung von sog. „multiplen", in sich geordneten Fasern, wodurch die bei sehr dünnen Fasern recht problematische Herstellung eines geordneten Bündels z. B. durch Aufspulen bedeutend vereinf a c h t wird u n d ein sehr hohes Auflösungsvermögen erreicht werden k a n n . Auch die Herstellung multipler Profilfasern (z. B. mit Sechskantquerschnitt) k o n n t e technisch realisiert werden. Die A n w e n d u n g s m ö g l i c h k e i t e n von F. erstrecken sich vom medizinischen Gebiet (GaskoDuodenal-fiberscope der American Cystoscope Makers Inc. zur Magenuntersuchung) über Informationsspeicherung u n d Datenverarbeitung (Bildschirme in Bildverstärkern u n d Bildwandlern) bis zur Glasfaserlasern u n d zahlreichen weiteren Anwendungen. Faserschichtglas — Glaskombination aus zwei an den R ä n d e r n verbundenen Glasscheiben und einer zwischen diesen sich befindenden Lage sich kreuzender Glasfasern von 1—3 m m Dicke. Das eingelagerte Glasfasergespinst verleiht dem Glas einen seidigen Schimmer u n d gewährleistet ein gleichmäßig verteiltes Licht bei nur geringer Helligkeitsverminderung (besonders geeignet f ü r Operationsräume, Museen, Ateliers u. a.). F. ist u n t e r der Firmenbezeichnung „ T h e r m o l u x " im H a n d e l . Anstelle von üblicherweise Fensterglasscheiben können auch Guß- u n d Drahtglasscheiben f ü r den Verbund Verwendung finden. Außer dem lichtoptischen E f f e k t sind zusätzliche Vorteile in der durch die eingeschlossene L u f t bewirkten erhöhten W ä r m e d ä m m u n g sowie in der E r h ö h u n g der Schalldämmung zu sehen. Fassadenglas -> Einscheibensicherheitsglas, emailliertes

229

Fftssftit 1. Ca(Mg, Fe 3 +, AI) [(Si, A1) 2 0 6 ]. 2. Wie bei allen Klinopyroxenen monoklin-prismatisch; CSÄ — C2/c; a0 «a 0,97 b0 sa 0,886 c„ tu 0,526; «„:&„: c 0 ähnlich wie bei -> A u g i t ; ß m 106°; Mischungsglied der isomorphen Augit-Reihe; erheblicher Ersatz von Si durch AI; die S t r u k t u r ist analog zum Augit aus Einfachketten von [Si0 4 ]-Tetraedern aufgebaut, deren charakteristische Gruppe [Si 2 0 6 ] ist. 3. Ein- und aufgewachsene flächenreiche Kristalle, o f t auch körnige Aggregate; Habitus säulig m i t pyramidalen E n d e n ; häufig nach (100) verzwillingt. 4. HM = 6; D = 2 , 9 7 - 3 , 3 1 ; # gut nach (110) charakteristischer Spaltwinkel von 93°; Q = Glasglanz; Str. — weiß bis hellgrau. 5. n x = 1,690—1,696 n y = 1 , 6 9 6 - 1 , 7 0 3 n z = 1,716 — 1,724 (je nach Fe-Gehalt); A = 0 , 0 2 6 bis0,028 ( + ); A.-E. || (010), s. Abb.; 2V X = 58 bis 60°.

X b

Optische Orientierung

8. Auf K l ü f t e n von Kontaktgesteinen, in k o n t a k t metamorphen Kalken m i t -> Granat, Vesuvian, A n o r t h i t ; z. B. Fassatal, Traverselle; in Kalkauswürflingen von Vulkanen, z. B. der Somma. 9. X P D F 25-1217 : 0,2,98 10 , 0,255 10 , 0,250,, 0,202 6 , 0,288 5 , 0,293 4 , 0,127 4 , 0,106 4 . Lit.:

TRÖBEB: N . J b . M i n . M h . ( 1 9 5 1 ) ,

Jap. Journ. Geol. Geogr. 28 (1947), 181.

132.

-

SAKATA:

Faujasit 1. Na 2 Ca[Al 2 Si 4 0 1 2 ] 2 • 16 H 2 0 . 2. K u b i s c h - h e x a k i s o k t a e d r i s c h ;

Ol —

Fd'im;

a0 ss 2,465; Z = 16; gehört zur Gruppe der kubischen Zeolithe mit Strukturen aus käfigartigen Bauelementen; die gerüstförmige Strukt u r ist aus [Si0 4 ]- und [A10 4 ]-Tetraedern aufgeb a u t , die sich zu den Käfigen anordnen; die Verk n ü p f u n g e n der verschiedenen Käfige erfolgt über Sechserringe, jeder Käfig ist tetraedrisch von weiteren umgeben, so daß die S t r u k t u r dem D i a m a n t t y p entspricht; in der S t r u k t u r sind die größten bei den Zeolithen bekannten Kanäle m i t einem Durchmesser von etwa 0,9 n m vorhanden. 3. Kleine, scharf ausgebildete Oktaeder mit geknickten Flächen; Zwillinge nach (111).

230

Fayalit

4. HM = 5 - - 5 , 5 ; D = 1,92; # gut nach (111); F = weiß, grau, hellbraun; 0 = Glasglanz. 5. Isotrop, n = 1,48. 8. I n basaltischen Gesteinen mit -> Phillipsit. 9. X P D F 11-672: 1,43 10 , 0,566 10 , 0,376 lo , 0,870 8 , 0,738 8 , 0,476 8 , 0,436 a , 0,329 s . Lit.: FISCHER/MEIER : Fortschr. Min. 42 (1964), 50. — STRUNZ: N a t u r w i s s . 4 2 ( 1 9 5 5 ) , 4 8 5 . - BERGERHOFF/KOYAMA/ NOWACKI: E x p e r i e n t i a 1 2 ( 1 9 5 6 ) , 4 1 8 . — BERUERHOFF/BAÜR/ NOWACKI: N . J b . M i n . 9 ( 1 9 5 8 ) , 1 9 3 .

Fayalit 1. F e J S i O J . 2. Rhombisch—dipyramidal; D\\ — P m c n ; a0 = 0,617 b0 = 0,481 c0 = 1,061; a0:b0:c0 = 1,283: 1 : 2,206; Z = 4 ; s. -> Olivin; F . ist das reine Fe-Glied der Olivinmischkristallreihe. 3. S. -> Olivin. 4. HM = 6,5; D = 4,32; # sehr g u t spaltbar nach (010), weniger g u t nach (100); F = lichtgrüngelb, durch Oxidation gelb- bis r o t b r a u n ; O = fast metallisch glänzend. 5. nx = 1,824 n„ = 1,864 n. = 1,875; A = 0,051 ( - ) , s. Abb.; 2V = 47° i'c

4

Optische Orientierung

6. Fp,'= 1478 K . 7. Mit konz. HCl und H F ä t z b a r aber ohne Färbung. 8. Vereinzelt in Pegmatiten und Zinnerzgängen; gelegentlich auch als pneumatolytische Bildung in Blasenräumen von Oberflächengestein e n ; k o n t a k t m e t a m o r p h ; in gebrauchten Silikasteinen, in Bleierzschlacken; in einigen Fällen diente F. als Fe-Erz. 9. X P D F 20-1139: 0,250 w , 0,283 9 , 0,178 9 , 0,355 8 , 0,257„ 0,152 7 , 0,231 6 . Fayence, Schmelzware oder Majolika > Töpferware aus naturfarbenen, meist eisen- und stark kalkhaltigen Tonen, deren Scherben mit einer dekkenden zinnoxidreichen Glasur (—• Fayenceglasur) überzogen ist. Die Bezeichnung F. ist von der italienischen S t a d t Faenza abgeleitet, die im 15. J h . ein Hauptfabrikationsort dieser G a t t u n g war (Italienische Fayence). Eine technisch gleichwertige Töpferware spanisch-maurischer H e r k u n f t wurde im 16. J h . über die Insel Majorka nach Italien ausgeführt und dort als Majolika bezeichnet, während die entsprechenden italienischen Erzeugnisse in Frankreich den N a m e n Fayence erhielten. U m ein haarrißfreies H a f t e n der Zinnglasur zu gewährleisten, m u ß die Fayencemasse durchschnittlich 20 " 3 5 % feinstverteiltes Calciumcarb o n a t enthalten. I n kalkärmeren Mergeltonen kann das fehlende CaCO, als Schlämmkreide auf Naß-

kugelmühlen zugemischt werden. Die Fayenceerzeugnisse müssen vor dem Glasieren wegen der starken C0 2 -Abgabe u n d der Empfindlichkeit des Rohscherbens stets geschrüht werden ( S K 09 a bis 05 a). Der Glasurbrand erfolgt zumeist zwischen SK 08 a u n d 03 a. FarbigeDekors können nach der alten Herstellungsart durch sog. Majolikafarben auf die rohe Schmelzglasur aufgetragen werden, in die sie während des Glattbrandes unter Bildung weicher, verschwimmender K o n t u r e n einsinken. Die Technik, die keine K o r r e k t u r gestattet, erfordert große handwerkliche Sicherheit. U m die Schwierigkeiten dieses Verfahrens auszuschalten, werden die Dekors heute meistens nach Art der Porzellan-Aufglasurmalerei mit Schmelz- oder Muffelfarben auf die bereits aufgeschmolzene Glasur aufgetragen u n d bei 970- -1070 K aufgebrannt. Dieses Verfahren gestattet zwar feinere Zeichnungen u n d die Anwendung einer größeren Farbpalette, h a t aber einen der alten Fayencekunst wesensfremden Charakter. Die an die überlieferte b a b y l o n i s c h e u n d a l t p e r s i s c h e F a y e n c e k u n s t (s. a. -»- Fayenceglasur) a n k n ü p f e n d e Töpfertechnik der islamischen Völker f ü h r t e während des 12. bis 14. J h . u. a. zu einer „ H a l b f a y e n c e " mit zusammengefritteten Scherben. — U n t e r den persischen Städten war vor allem Rhages jahrhundertelang in der Töpferkunst führend. Farbiges Fayencemosaik sowie prunkvolle Kreuz- u n d Sternfliesen spielen in der islamischen Architektur eine große Rolle. Diese K u n s t wurde durch die Mauren nach Spanien übertragen, wo zahlreiche Gebäude des 14. bis 16. J h . m i t „Azulejos" (azul = blau) u n d Lüsterfliesen geschmückt worden sind (Alhambra bei Granada). Hauptsitz der s p a n i s c h - m a u r i s c h e n F a y e n c e i n d u s t r i e waren Malaga u n d Valencia. — I m Orient erlebte die Fliesen- u n d Mosaikkunst nach ihrem H ö h e p u n k t im 15. J h . noch einmal im 17. und 18. J h . eine glanzvolle Wiedergeburt. I n Italien entwickelten sich zum Anfang des 15. J h . Orvieto, Faenza, Florenz, Siena, R o m u n d andere Orte zu Zentren der Majolikafabrikation. I n der Mitte des 16. J h . w i r d U r b i n o Haupterzeugungsort f ü r Luxusmajolika, und im 17. J h . t r i t t u n t e r den zahlreichen Manufakturen vor allem Castelli hervor. — Der echten F. voraus ging die Mezzamajolika, eine Töpferware, deren naturfarbene Scherben einen Überzug aus weißem Ton als Malgrund erhielt. Florenz erhielt besondere Bedeutung durch die großen Fayenceplastiken von Lucca Deila R O B B I A ( 1 3 9 9 - 1 4 8 2 ) . Auch sein Neffe Andrea Deila R O B B I A (1435 — 1525) h a t die Fayencekunst f ü r Altäre, T a u f b r u n n e n und Architekturschmuck in großem U m f a n g e angewandt. Nach Holland gelangte die F . gegen Ende des 16. J h . I n Delft bestanden zu Mitte des 17. J h . etwa 30 Fabrikationsstätten, deren Töpfer sich bemühten, dem ostasiatischen Porzellan äußerlich möglichst nahe zu kommen. Den eigentlichen künstlerischen W e r t erhielten die A l t - D e l f t e r F. durch die Malerei. Die anfangs vorherrschende Blaumalerei wurde später durch Rot, Grün u n d Gelb bereichert.

Federkorbpresse Die f r ü h e s t e n d e u t s c h e n F . sind im 16. J h . in s ü d d e u t s c h e n H a f n e r w e r k s t ä t t e n e n t s t a n d e n . Die ersten größeren F a y e n c e m a n u f a k t u r e n w u r d e n d u r c h ausgewanderte holländische Fayencemaler 1661 in H a n a u u n d 1666 in F r a n k f u r t a. M. geg r ü n d e t . I m L a u f e des 17. J h . e n t s t a n d e n d a n n in allen Teilen D e u t s c h l a n d s zumeist fürstliche Manuf a k t u r e n in großer Zahl. Sie h a t t e n oft n u r eine kurze Lebensdauer, d a das 1708/09 von -> J o h a n n Friedrich B ö t t g e r erfundene europäische Porzellan u n d das aus E n g l a n d s t a m m e n d e ->• Steingut bald zu e r n s t h a f t e n K o n k u r r e n t e n wurden. H e u t e wird die F. n u r noch in wenigen k u n s t h a n d w e r k lichen W e r k s t ä t t e n u n d in einer industriell vereinfachten A b a r t als Zierkeramik gepflegt. Fayenceglasur — a u c h —> Schmelz- oder Emailglasur g e n a n n t . D u r c h Zinndioxid (Sn0 2 ) o p a k get r ü b t e , in der Regel bleihaltige - » Roh- oder •••> Fritteglasur, deren A u f g a b e es ist, den meist rötlich oder gelblich gefärbten, m i t 20---35% feinstverteiltem K a l z i u m k a r b o n a t versetzten Fayencescherben weiß oder farbig deckend zu überziehen. Der G l a t t b r a n d erfolgt bei 1170- -1310 K . Die zinndioxidgetrübten Glasuren w u r d e n im a l t e n Babylonien/Assyrien e t w a 1100 v. d. Z. erf u n d e n u n d f ü r farbigen A r c h i t e k t u r s c h m u c k im großen A u s m a ß a n g e w a n d t (u. a. Assur-Tempel, Anu-Adad-Tempel, Ischtar-Tor). Die Perser entwickelten n a c h der E r o b e r u n g Babylons (538 v . d. Z.) die Emailziegeltechnik weiter u n d stellten v e r m u t l i c h als erste die metallisch glänzenden L ü s t e r (Lüsterfayencen) her (s. a. -> Fayence). D u r c h Zusatz von 8 - - 1 2 % S n 0 2 k ö n n e n alle t r a n s p a r e n t e n Glasuren in deckende verwandelt werden. I n a l t e n Schmelzglasuren b e t r u g der S n 0 2 G e h a l t m a n c h m a l bis zu 2 5 % . Zur Steigerung der D e c k k r a f t u n d E i n s p a r u n g von S n 0 2 wird dieses zweckmäßig als Äscher (Zinnbleiasche) eingeführt. I n bleireichen F r i t t e n scheidet sich das beim Schmelzen gelöste S n 0 2 w ä h r e n d der A b k ü h l u n g f a s t vollständig wieder aus, während es in alkalireichen F r i t t e n z. T. gelöst bleibt u n d der T r ü b u n g entzogen ist. Grenzformel (-> S e g e r - F o r m e l ) f ü r g e f r i t t e t e F.: 1 , 8 - 4 SiO, 0,2—0,6 SnO a 0,1—0,5 B 2 0 3

1 f J- • 0,0—0,3 A1 2 0 3 i J (.

0 , 1 - 0 , 5 KNaO 0,0—0,3 CaO 0,5—0,5 PbO

D a Zinnoxid (-> Glasurbestandteil Sn0 2 ) verhältnismäßig t e u e r ist, wird es o f t teilweise oder ganz d u r c h Z r 0 2 oder H i l f s t r ü b u n g s m i t t e l (Kryolith, Calciumphosphat, TiO a , F l u ß s p a t u. a.) ersetzt, was zumeist auf K o s t e n des Glanzes oder der Leichtschmelzbarkeit geschieht. N a c h P u k a l l ist folgende Glasur bemerkenswert, weil sie bei einem S n 0 2 - G e h a l t von n u r 3 , 0 5 % u n d einem Verhältnis von S n : P b = 1 : 17,47 relativ gute D e c k k r a f t a u f w e i s t : 3,00 Si0 2 1 0,10 SnOa !• • 0,4 A1 8 0 3 • P b O 0,50 B3O3 )

Die F . war ursprünglich eine reine Fritteglasur a u s g e p u l v e r t e m Schmelzfluß, d. h . ohne Zusatz u n g e f r i t t e t e r Rohstoffe. Eine solche Schmelzglasur h a f t e t aber vor d e m G l a t t b r a n d n u r locker auf d e m

231

Scherben u n d l ä ß t sich deshalb schwer bemalen. Zur Verbesserung des H a f t e n s ging m a n s p ä t e r d a z u über, das F r i t t e p u l v e r m i t 1 0 - - 1 5 % weißb r e n n e n d e m S t e i n g u t t o n zu versetzen. FC 101-Stein

Korund-Baddeleyit-Erzeugnisse

Federansatztiefe — der A n s a t z p u n k t f ü r Nut u n d F e d e r bei einer speziellen F o r m eines -> Drehofensteines (Futterstein), der m i t einer ->• Tiefzieh(dehn)fuge versehen i s t . I m Bereich der Tiefziehfuge wird Blech eingelegt, das sich beim Aufheizen d u r c h das Ineinandergreifen von N u t u n d F e d e r v e r f o r m t (Tiefziehen). Die F . m u ß so g e w ä h l t werden, d a ß die auf G r u n d des Temperaturgefälles über die Steinlänge sich ausbildende D r u c k s p a n n u n g in keinem Teil des Steines die Druckfestigkeit des b e t r . Feuerfestmaterials überschreitet. Bei d e n in Z e m e n t d r e h r o h r ö f e n Drehöfen) gebräuchlichsten - > Periklas-Chromerz-Erzeugnissen wird die F . m i t etwa 1/3 der Steinlänge angesetzt (vgl. auch -> TFZ-Drehofenstein). Lit.: L i b a l : Zement-Kalk-Gips 29 (1977), 1 9 - 2 5 .

Federkorbpresse — Maschine (-> Glaspresse) zur Herstellung von P r e ß a r t i k e l n verschiedenster A r t , wobei der f ü r d e n P r e ß v o r g a n g erforderliche Geg e n d r u c k auf den Abschlußring d e r Glasform d u r c h einen F e d e r k o r b mittels F e d e r k r a f t erzeugt wird. J e n a c h Antrieb unterscheidet m a n Handhebel-, Pneumatiku n d Hydraulik-Federkorbpressen. Die P r e ß k r a f t wird entweder m a n u e l l mittels H a n d hebel (auch Schwengel genannt) oder durch Preßzylinder erzeugt. I m A u f b a u bestehen die Pressen aus Maschinengestell (1), gußeisernem Tisch (2) u n d F ü h r u n g s säulen (3), zwischen d e n e n eine Traverse (4) l ä u f t . Diese ist bei der Handhebelpresse (in 1.) mit der Obertraverse (5) d u r c h die Preßspindel (6) bzw. bei einer p n e u m a t i s c h e n oder hydraulischen Presse (in 2.) d i r e k t m i t der Kolbenstange (5) des Preßzylinders (6) v e r b u n d e n . Der Preßzylinder ist zwischen den Führungssäulen (3) a u f g e h ä n g t . Der H a n d h e b e l (7) in 1. ist über einen K u r b e l t r i e b (8) m i t der Obertraverse (5) gekoppelt. F ü r d e n Massenausgleich ist bei der Handhebelpresse a n der im Ma-

232

Federkraftmühlen

2 : Pneumatische Federkorbpresse

schinengestell gelagerten Kurbel ein Gegengewicht (9) angebracht. Preßspindel bzw. Kolbenstange tragen den Federkorb (10) in 1., (7) in 2., sowie eine Vorrichtung zum Spannen des Stempels (11 in 1., 8 in 2.). Größe und Lage des Hubes sind einstellbar. Pneumatische und hydraulische Federkorbpressen werden als Binstationen- und Mehrstationenmaschinen gebaut, letztere auch als Preßautomaten. Federkraftmühlen -> Ringmühlen Federrollenmühle, Loesche-Mühle — zur Gruppe der - » Ringmühlen gehörende - > Zerkleinerungsmaschine. Abluft

Feingut

Die Zerkleinerung des Mahlgutes erfolgt auf dem Mahlteller (2) durch die mit Federkraft angepreßten Mahlwalzen (4), wobei der Mahlteller angetrieben wird. Über eine Schurre (5) gelangt das aufgegebene Material auf den Mahlteller und wird nach erfolgter Zerkleinerung durch die aus dem Luftkanal (3) ausströmende Luft in den Sichter getragen. Das Grobkorn fällt auf den Mahlteller zurück, das Feingut wird mit der Abluft zur Entstaubung abgezogen. Die Kraft, die durch die Federn (6) erzeugt wird, kann bis zu 2 MN betragen. Alle großen F. werden heute mit hydropneumatischen Walzenanpreßsystemen ausgerüstet, die gegenüber den Anpreßfedern den Vorteil haben, daß der Anpreßdruck schnell den entsprechenden Betriebsbedingungen — besonders dem Mahlbett — angepaßt werden kann. Außerdem ist es möglich, die Mühle mit abgehobenen Mahlwalzen bei unbelastetem Motor anzufahren. Die Walzenumfangsgeschwindigkeit beträgt etwa 3 m/s. Mit Großanlagen lassen sich Durchsätze erreichen, die bei 250 t/h liegen. Die Anzahl der Mahlwalzen kann variieren: LOESCHE-Mühle Z AB-Federrollenmühle MPS-Mühle POLYSIUS-Mühle

zwei zwei drei vier

Die F. zeichnen sich durch geräuscharmen Lauf aus und beanspruchen relativ wenig umbauten Raum. Auf- Grund ihrer Vorzüge fand die F. verhältnismäßig schnell Eingang in die Zementindustrie, wo sie vorwiegend für die Kohlemahlung und die Zerkleinerung von weichem bis mittelhartem Material eingesetzt wird. Durch Verwendung von Ofenabgasen kann dieses Mühlensystem erfolgreich zur Mahltrocknung verwendet werden. Der größte Vorteil der F . besteht in ihrem geringen inneren Füllvolumen (etwa 5% des stündlichen Durchsatzes), das eine schnelle Reaktion auf Veränderungen in der Zusammensetzung des Rohmehles zuläßt; durch den Einsatz kontinuierlicher Analysengeräte und Prozeßrechner ist es möglich, bei diesem Mühlensystem eine fast zeitverlustlose Nachregelung der Rohmaterialzuteilung zu verwirklichen, wodurch der Aufwand für das Mischen und Homogenisieren des Rohmehles verringert werden kann. IM.; SCHAUER: Cement Technol. 3 ( 1 9 7 2 ) , 5 2 - 5 4 . — LOESCHE: Der Einfluß von Walzenmühlen auf das E o h m e h l a u f bereitungsverfahren, Verfahrenstechnik der Herstellung v o n Zement, Bauverlag GmbH, Wiesbaden und Berlin 1 9 7 2 , S. 5 8 - 6 1 .

Feeder -> Tropfenspeiser Fehmen, Feimen — im Hüttenbetrieb übliche Bezeichnung für das Abschöpfen von Oberflächenschichten der Glasschmelze, welche mit Schaum oder anderen zu Glasfehlern führenden Fremdkörpern verunreinigt sind oder eine durch Verdampfung bzw. ähnliche Vorgänge chemisch geänderte Zusammensetzung besitzen. Die Bezeichnung F. ist sowohl bei der Hafenschmelze als auch im Wannenofenbetrieb üblich. Federrollenmühle (schematisch) 1 — Antrieb, 2 - Mahlteller, 3 - Umluftkanal, 4 — Mahlwalzen, 5 — Materialaufgabe, 6 — Federn, 7 — Sichter

Feinkeramik — 1. Zweig der keramischen Industrie, der sich aus der „Feinheit" der keramischen Aufbereitung ableitet (Gegensatz: -s- Grobkeramik).

Feldergrenze, inkongruente 2. Bezeichnung f ü r -> keramische Werkstoffe, die auf die Scherbenstruktur zurückzuführen ist. Die Inhomogenitätsgrenze liegt bei etwa 0,1 bis 0,2 m m , so daß die Bruchfläche eines feinkeramischen Werkstoffes mit bloßem Auge als homogen e m p f u n d e n wird. Der F. lassen sich dementsprechend zuschreiben: Steingut (wobei Sanitärkeramik u n d -»• Vitreous China eine Zwischenstellung zwischen F. und Grobkeramik einnehmen), Porzellan, Töpferwaren (soweit sie nicht zur Grobkeramik rechnen), -> technische Keramik. Feinstruktur - » K r i s t a l l s t r u k t u r Feinzerkleinerung — (im Gegensatz zur -»- Grobzerkleinerung) das trockene oder nasse Mahlen von Mahlgut auf Korngrößen < 500 um, wobei die obere Aufgabekorngröße bei 10 m m liegt. Die Herstellung von Körnungen < 1 ¡xm wird als Feinstzerkleinerung bezeichnet. Zerkleinerungen in die Größenordnung der Fein- u n d Feinstzerkleinerung in den Zweigen der Silicatindustrie sind z. B. in der Bindemittelindustrie (Mahlen der Rohstoffe u n d der gebrannten Produkte), der Keramik (zur Masseaufbereitung) u n d bei der Aufbereitung bergbaulicher Rohstoffe von Bedeutung. J e nach den zu vermählenden P r o d u k t e n u n d den Anforderungen an das Fertiggut werden f ü r die F. naß oder trocken arbeitende Feinzerkleinerungsmaschinen wie Stabmühlen, Kugelmühlen, Autogenmühlen, -»- Schwingmühlen, Feinprallmühlen (Stiftmühlen, -»- Desintegratoren, Schlagnasenmühlen), Feinwalzwerke, f ü r die Feinstmahlung vorwiegend Strahlmühlen, -»• Attritoren oder —s- schnellaufende Prallmühlen zumeist im Kreislauf mit ->• Sichtern (-> Stromklassierung, trockene) eingesetzt. Die Kosten f ü r die Mahlung einer Tonne Material können in sehr weiten Grenzen schwanken u n d sind in erster Linie von der geforderten Feinheit des Fertigproduktes abhängig. Dementsprechend unterschieden sich auch die Werte f ü r den spez. Energiebedarf, der zwischen 15 k W h / t (nasse Erzmahlung) und 125 k W h / t (Attritor, Strahlmühle) schwanken kann. Hauptsächliche Beanspruchungsarten bei der Fein- und Feinstzerkleinerung sind Reibung, Schlag, Druck u n d Prall, wobei meist die Kombination mehrerer Beanspruchungsarten wirksam wird. Feldergrenze (Übersicht) — in Zustandsdiagrammen von Dreistoffsystemen: K u r v e , die der Koexistenz dreier Phasen entspricht. Die drei Phasen können 1. drei kristalline, 2. zwei kristalline und eine flüssige, 3. eine kristalline und zwei flüssige u n d 4. drei flüssige Phasen sein. F. besitzen also die Bedeutung von - s - Phasengleichgewichten. Meist wird der Begriff , , F . " in weniger umfassendem Sinne gebraucht, und zwar mit der Bedeutung einer Grenzlinie zwischen zwei -> Kristallisationsfeldern in einem Schmelzdiagramm (Gleichgewichte nach P k t . 2., u n d ferner noch f ü r die Grenzlinie einer flüssigen Zweiphasen-Entmischung (Pkt. 3.). F . nach P k t . 1. u n d P k t . 4. treten in ihrer Bedeutung demgegenüber weit zurück. 1. Grenzen der Existenzgebiete zweier kristalliner und einer flüssigen Phase: Am wichtigsten sind

233

F., die den Gleichgewichten zwischen Schmelze u n d zwei Kristallarten unterschiedlicher Zusammensetzung entsprechen. J e nach der ablaufenden Reaktion teilt m a n solche F . in -» kongruente und -»• inkongruente F. ein. Diese Gleichgewichte sind monovariant. W e n n die beiden koexistierenden Kristallarten dagegen gleiche Zusammensetzung haben, d. h. wenn es sich um polymorphe Formen einer Verbindung h a n d e l t (-»- Polymorphie), die m i t den anderen Bestandteilen des Systems keine Mischkristalle bilden, so ist das Gleichgewicht an dieser F. invariant: Die F . stellt eine Isotherme dar. Bei Vorliegen von Mischkristallbildung treffen diese Einschränkungen nicht zu, und das Gleichgewicht an der F . wird wiederum monovariant. 2. Grenzen der Existenzgebiete einer kristallinen und zweier flüssiger Phasen: Gebiete flüssiger Zweiphasen-Entmischung (-> Entmischung, flüssige) in Dreistoffsystemen sind nach tieferen Temperaturen hin gewöhnlich durch das A u f t r e t e n einer Kristallphase begrenzt, sie „überlagern" die Kristallisationsfelder einer oder mehrerer Kristallarten. Das Gleichgewicht an diesen F. ist monovariant. W e n n sich das Entmischungsgebiet ü b e r zwei Kristallisationsfelder erstreckt, schneidet es die F. dieser beiden Kristallarten. Solche Schnittp u n k t e besitzen invarianten Charakter, da vier Phasen (zwei kristalline und zwei flüssige) miteinander im Gleichgewicht stehen. Mitunter^ existieren auf der F. der flüssigen Entmischung obere oder untere kritische Entmischungspunkte. 3. Grenzen der Existenzgebiete dreier flüssiger Phasen: Die Existenzgebiete dreier flüssiger Phasen sind nach tieferen Temperaturen hin durch das A u f t r e t e n einer kristallinen Phase begrenzt. Da d a n n vier Phasen anwesend sind, handelt es sich somit u m ein invariantes Gleichgewicht; im P h a sendiagramm ergibt sich daher eine isotherme Fläche, ein Dreieck, dessen E c k p u n k t e die Zusammensetzung der drei flüssigen Phasen angeben. I n rein silicatischen Systemen ist die Existenz dreier flüssiger Phasen nebeneinander bisher nicht beoba c h t e t worden. 4. Grenzen der Existenzgebiete dreier kristalliner Phasen: Diese Gleichgewichte spielen sich im rein kristallinen Zustand ab. Sie treten z. B. auf, wenn sich eine ternäre Mischkristallphase infolge Polymorphie der Komponenten (oder Verbindungen) entmischt (-> Entmischung -von Mischkristallen). E s können d a n n ganz analoge Fälle wie die u n t e r P k t . 1. behandelten (kongruente u n d inkongruente F.) a u f t r e t e n ; an die StelLe der Schmelze ist hier der ternäre Mischkristall zu setzen. Die grafische Darstellung solcher Gleichgewichte im Dreistoffsystem bereitet wegen der mangelnden Übersichtlichkeit meist Schwierigkeiten; m a n behilft sich gewöhnlich durch Anlegen von binären - » Schnitten durch das Dreistoffsystem. Feldergrenze, inkongruente — im Zustandsdiag r a m m von -»• Dreistoffsystemen: Feldergrenze (Übersicht), an der sich beim Abkühlen einer Schmelze eine Kristallart abscheidet, während eine andere resorbiert wird. Die Reaktion entspricht der Gleichung: Schmelze + Kristallart A ^ Kristallart B.

234

Feldergrenze, kongruente

Beim Erhitzen verläuft der Vorgang umgekehrt. Diese Reaktion entspricht den inkongruenten Schmelzen in einem Zweistoffsystem {-*- Schmelzpunkt, inkongruenter; - > Übergangspunkt), ist jedoch im Dreistoffsystem monovariant, läuft also in einem Temperaturintervall ab. Die Richtung der fallenden Temperatur kennzeichnet man im Schmelzdiagramm mitunter durch einen Doppelpfeil. I . F. können durch ein charakteristisches Merkmal von kongruenten F. unterschieden werden. Legt man eine Tangente an die i. F., so wird die Konjugationslinie zwischen den darstellenden Punkten der koexistierenden Verbindungen A und B (in 1.) nicht geschnitten. Der Temperaturverlauf auf einer i. F. ist nicht immer monoton. Ein Maximum tritt stets auf, wenn die i. F. die Verlängerung der Konjugationslinie schneidet ( — A L K E MADEsche Regel). Solche Punkte entsprechen invarianten Gleichgewichten zwischen den beiden Kristallarten. Eine F. kann in ihrem Verlauf auch teils kongruent und teils inkongruent sein. Dann existiert ein Punkt auf der F. (n in 2.), wo dieser Übergang stattfindet. Dieser Punkt hat jedoch keine besondere phasentheoretische Bedeutung.

'

.Krist-feld \für8

1: Charakteristikum einer inkongruenten Feldergrenze 2: Übergang einer inkongruenten in eine kongruente Felder-

Feldergrenze, kongruente — im Zustandsdiagramm von Dreistoffsystemen : -»• Feldergrenze an der sich beim Abkühlen einer Schmelze zwei Kristallarten (unterschiedlicher Zusammensetzung) gemeinsam abscheiden. Diese ablaufende Reaktion entspricht der Gleichung:

Bj< / !

I '

Krist-feld für B

Krist.-feld für A

A*

schneidet die Konjugationslinie zwischen den beiden darstellenden Punkten der beiden koexistierenden Verbindungen (im Bild A und B). Der Temperaturverlauf auf einer k. F. ist nicht immer monoton. Ein Maximum tritt z. B. stets auf, wenn sie die Konjugationslinie der koexistierenden Kristallarten schneidet ( - > ALKEMADEsche Regel). Solche Punkte entsprechen invarianten Gleichgewichten der Zweistoffsysteme zwischen den beiden Kristallarten. Über den Übergang einer k. F . in eine inkongruente und umgekehrt: Feldergrenze, inkongruente. Feldspate — Gruppe von - > Alumosilieaten mit insbes. K+, Na+, Ca2+ seltener Ba 2 + als Kationen. Die reinen Verbindungen werden durch folgende Z u s a m m e n s e t z u n g e n repräsentiert: a) Kali-F.: Orthoklas, Mikroklin, Adular, - > Sanidin K [ A l S i 3 0 8 ] Albit N a [ A l S i 3 0 8 ] b) Natron-F.: Anorthit Ca[Al 2 Si 2 0 8 ] c) Kalkfeldspat: Celsian Ba[Al 2 Si 2 0 8 ] d) Bariumfeldspat Diese treten jedoch als solche in der Natur kaum auf, statt dessen bilden sie isomorphe Mischglieder mit einer außerordentlichen Variationsbreite, von denen sich die drei ersten im Dreistoffdiagramm mit den reinen Endgliedern als Eckpunkte darstellen lassen (1.). Binäre Mischkristalle zwischen den Kali- und Natron-F. werden gemeinhin als Alkali-F., zwischen den Natron- und Kalk-F. als Plagioklase bezeichnet. F . sind morphologisch und in ihren physikalischen Eigenschaften sehr ähnlich: HM 6-6,5;

Schmelze ^ Kristalle A + Kristalle B . Beim Erhitzen einer entsprechenden festen Mischung verläuft die Reaktion umgekehrt. Da diese Reaktion einem kongruenten Schmelzverhalten ( - » Schmelzpunkt, kongruenter) entspricht, nennt man derartige F . kongruent. Die Reaktion ist identisch mit derjenigen, die sich an einem eutektischen Punkt eines ->• Zweistoffsystems abspielt. I m Dreistoffsystem ist dieses Gleichgewicht jedoch nicht in- sondern monovariant. Ternäre Gemenge, deren Zusammensetzung auf einer k. F . liegt, erstarren daher nicht bei konstanter Temperatur, sondern innerhalb eines Temperaturintervalls, wobei die Zusammensetzung der Restschmelze dem weiteren Verlauf der F . folgt. Die Richtung der fallenden Temperatur wird im Schmelzdiagramm mitunter durch einen (einfachen) Pfeil gekennzeichnet. K . F . besitzen ein charakteristisches Merkmal, wodurch sie sich von inkongruenten F . unterscheiden. Die an eine k. F . gelegte Tangente (s. Abb.)

Charakteristikum einer kongruenten Peldergrenze

'Kalifeldspat ^MÌkqikHn, Orfhohlos, Adular; Sanidin

Natronfeldspat

Kalkfeldspat PiagioUas

1: Zustandsfeld der drei Feldspatarten und ihrer Mischungen

Feldstärke

235

1800IST

\

°C

1600\Leucit\ '

Schmelze\

/ Orthoklas

/

/

41300

/

/

Schmelze/ /

Cristobalit oder

Tridymit+

100 KAISi303

Schmelze

Massengehalt in %

100 miSi30e

4: Zustandsdiagramm des Systems Orthoklas-Albit

-1100 Massmgehalt

msi2o6

in

100

"jo

msi3o8

'

sioz

2: Zustandsdiagramm des Systems Leucit-SiOa

D = 2,5--2,7; F = hell gefärbt; Brechungsindizes sind rel. niedrig (um 1,52). Das Schmelzverhalten des Kali-F. veranschaulicht das Zustandsdiagramm Leucit-Si0 2 (2.). Der in der Feldspatkomponente meist nur in geringen Mengen enthaltene Anorthit erhöht die Schmelztemperatur, wie aus dem Albit-Anorthit-Zustandsdiagramm ersichtlich ist.

Südfrankreich, Rumänien, Bulgarien und Kanada gewonnen. Feldspatglasuren — strengflüssige blei- und borfreie -> Rohglasuren für Steinzeug und Porzellan, bei denen das in der -> SEGER-Formel enthaltene R 2 0 durch Einbringen von bis zu 30 % (Ma.) Kalioder Natronfeldspat (Orthoklas oder Albit) in den Versatz gedeckt wird. Für 1470--1490K glattschmelzende F. wird folgende Zusammensetzung empfohlen: 0,3 K a O O^MgO, >[0,4 0,4 AlsCV 3,85 Si0 2 0,1 BaO1 .J

Für den Schmelzbereich etwa folgende Grenzformel: 0,20 -0,45 R , 0 \ 0,55—0,80 RO /

1470- t 570 K

gilt

0,25-0,6 AI,O, • 2 . 8 - 5 SiO a .

Als RO-Bestandteile k ö n n e t CaO, BaO, MgO und ZnO eingeführt werden. Für den Schmelzbereich 1590 - 1 6 0 0 K lautet die Grenzformel 0 , 1 - 0 , 2 R , 0 \ U0 &5—1 AI O 1 2 0 , 8 - 0 , 9 RO | ' ^A1«U>

100

Massengehalt in % 100

Ha20-AI203-65i(i

CaO-Al203-2Si02

3: Zustandsdiagramm des Systems Albit-Anorthit

F. finden insbes, in der Keramik, und zwar Orthoklas als sog. Massespat und Albit als sog. Glasurspat, wegen ihrer ausgezeichneten Flußmittelwirkung Verwendung; sie gestatten hier Alkali in wasserunlöslicher Form in die Massen einzuführen, tragen wesentlich zur Verdichtung des Scherbens bei und erhöhen die Transparenz. Orthoklas weist ein breites Schmelzintervall auf (Fpi 1445 K Leucit + Schm.), was sich günstig auf die Standfestigkeit der Waren auswirkt ; Albit (Fp ss 1395 K) geht sofort in eine dünnflüssige Schmelze über, was für die Glasurschmelze vorteilhaft ist. Reine Feldspatlagerstätten kommen im deutschsprachigen Raum nicht vor. Man hilft sich z. T. mit Pegmatiten, Arkosesanden und Felsitporphyren, deren Feldspatgehalt ggf. angereichert werden muß. Reine F. in technisch nutzbaren Mengen werden in der UdSSR, in Schweden, Norwegen, Finnland,

5—12 SiO,.

Bei den Weichporzellanglasuren (-»- Weichporzellan) liegt der Beginn der Entspannung bei 8 0 0 - - 8 4 0 K und der Beginn der merkbaren Erweichung bei 1030-- • 1040 K, während für Hartporzellanglasuren 940 bzw. 1050 K zutreffen. Als Weichporzellanglasur für 1510- 1 5 9 0 K (SK 6a bis 8) wird z. B. folgende SF angegeben: 0,25 K , 0 0,50 CaO 0,10 MgO 0,15 ZnO

b

30 AUO, • 2,8 SiO2

Diese Glasur ist auch für Steinzeug und höchsten Hartsteingutglattbrand geeignet. J e mehr Kaolin und Quarz oder Scherbenmehl in die F. eingeführt werden, desto schwerer schmelzbar werden sie. Entstehende milchige Trübungen können durch Einführung von Magnesit oder Dolomit gemildert werden. Auch CaO, BaO und ZnO fördern die Durchsichtigkeit bzw. verbessern Glanz und Farbe. Feldspatsteatit -> Steatit(keramik) Feldspatsteingut -»• Steingut Feldstärke (von Kationen) — ein von geprägter Ausdruck

^=4

DIETZEL

236

Felsquarzit

z = Ladung des Kations (für praktische Berechnungen wird Ladung gleich Wertigkeit des betreffenden Kations gesetzt), a = Kation-Sauerstoff-Abstand (ruat + ro 2 ~) in n m .

Die P. f i n d e t zur D e u t u n g von Fragen der ->• Glasstruktur u n d Glaseigenschaften sowie der Bildung und Beständigkeit kristalliner Verbindungen Verwendung. Die F. einiger Kationen sind in der Tab. angegeben. Aus ihr ist zu ersehen, daß glasbildende Ionen (-»- Netzwerkbildner) eine relativ hohe, -»• Netzwerkänderer dagegen eine relativ kleine F. aufweisen. Die Glasbildung sowie die Stabilität binärer Oxidgläser ist u m so größer, je z größer die Differenz A — der oxidischen Komponenten ist. Die F. stellt gleichzeitig ein relatives Maß f ü r die Festigkeit der Kation-Sauerstoff-Bindung dar. J e mehr sich die F . der Komponenten eines binären Glases ähnlich sind, um so mehr sind — wegen der Konkurrenz der Kationen um die Sauerstoffionen — Voraussetzungen f ü r Entmischungserscheinungen gegeben. K a t i o n KZ")

a

F.

Kation KZ*)

a

F.

P5+ SiJ+ B3+ B3+ Al 3 + Al 3 + Zr'+ Mg ! +

0,155 0,160 0,157 0,144 0,176 0,189 0,219 0,197

208 157 165 145 97 84 78 51

Mg ! + Ca 2+ Ca" Ba 2 + Li+ Na+ Na+ Cs +

0,210 0,238 0,248 0,286 0,210 0,230 0,242 0,309

45 35 33 24 23 19 17 10

x

IV IV III IV IV VI VIII IV

VI VI VIII VIII VI VI VIII VIII

) KZ = Koordinationszahl

D a ein Glasoxid, z. B. Si0 2 , in verhältnismäßig weiten Grenzen mit nur solchen Fremdoxiden wiederum ein Glas bilden kann, m i t denen es ü b e r h a u p t zu reagieren, d. h. auch kristalline chemische Verbindungen zu bilden vermag, geht eine Neigung zur Verbindungsbildung einer Glasbildung parallel. F ü r die Verbindungsbildung binärer und ternärer Systeme k o n n t e D I E T Z E L folgende Regeln aufstellen: 1. Eine stabile chemische Verbindung zweier Oxide entsteht i. allg. nur dann, wenn der Feldstärkeunterschied A Ar > 30 ist. a2 2. Sowohl die Möglichkeit einer Verbindungsbildung als auch die Zahl der kristallisierten Verbindungen ist um so größer, je größer der Feldstärkeunterschied der beteiligten Ionen ist. 3. I n einem binären System ist die Verbindung m i t dem höchsten Schmelzpunkt u m so reicher an dem Oxid mit dem schwächeren Kation, je geringer der Feldstärkeunterschied der beteiligten Ionen ist. 4. Der höchstmögliche Kieselsäuregehalt einer Verbindung in einem beliebigen System ist durch die Beziehung gegeben, d a ß 1/n mol eines Oxides 36 R m O n höchstens —r-r- mol SiO, zu binden verz/a2 mag, u m eine kongruent schmelzende Verbindung zu ergeben. 5. Ternäre Verbindungen aus A-Oxid, B-Oxid und Si0 2 können sich d a n n bilden, wenn der Feldstärkeunterschied z/o 2 zwischen A u n d B > 6 ist. Lü.:

D I E T Z E L : Z. E i e k t r o c h e m . 4 8 ( 1 9 4 2 ) , 9 - 2 3 . -

Glästechn. Ber. 22 (1948), 4 1 - 5 0 .

DIETZEL:

Felsquarzit — unter der Wirkung von hohem Druck, z. T. mit erhöhter Temperatur, aus Sanden (-> Quarzsand) entstandenes monomineralisches Gestein. F . ist überwiegend unter regionalmetamorphen Bedingungen entstanden. Durch den hohen Gebirgsdruck wurden die einzelnen Körner miteinander verschweißt, wobei durch Auscheidung von kolloidaler Kieselsäure aus kieselsäurehaltigem Wasser zwischen den Körnern diese Verfestigung noch gefördert wurde. Der so gebildete Quarz ist vielfach gleich orientiert wie die b e n a c h b a r t e n Körner, so daß der Z e m e n t vom ursprünglichen K o r n n u r selten zu unterscheiden ist. I n Abhängigk e i t vom Verfestigungsgrad existieren vom Sandstein über quarzitischen Sandstein und F . bis zu Quarzitschiefer alle Übergänge. F . unterscheidet sich von Sandstein insbesondere dadurch, daß, bedingt durch die Verfestigung u n t e r Bruchbelastung, der Bruch nicht an Korngrenzen, sondern durch Körner verläuft. F. ist durch Pflastersteinstruktur gekennzeichnet, die in Mörtelstruktur übergehen k a n n . Die sogenannten Konglomeratquarzite nehmen eine Zwischenstellung zwischen F . und Zementquarzit (~¡~ Tertiärquarzit) ein. Die f ü r eine technische N u t z u n g erforderliche Reinheit wurde z. T. erst durch Humussäuren oder Kohlensäure, die die - » Tonminerale zersetzten u n d die Verunreinigungen wegführten, bewirkt (vgl. Ganister). Die Quarze des F. wandeln bei Erhitzen n u r langsam in -> Cristobalit u m . Die I n t e n s i t ä t der Umwandlung ist weitgehend abhängig vom Verunreinigungsgrad u n d von Fehlern im Quarz gitter. Industriell brauchbare F . sollen weniger als 2 , 5 % A1 2 0 3 enthalten, da dieses gemeinsam m i t T i 0 2 die schädlichsten Verunreinigungen sind (vgl. - » System A1 2 0 3 —Si0 2 ). Die Analysen verschiedener F . weisen folgende Streuung der einzelnen Kompon e n t e n aus: 94—98% Si0 2 , 0,5 — 3,0% A1 2 0 3 + T i 0 2 , 0,1 — 1,0% F e 2 0 3 , < 0,1—0,8% Erdalkalien, < 0,1 — 1,0% Alkalien (bezogen auf industriell nutzbare F.). D u r c h die Änderung der Modifikation des Si0 2 wächst F. während des Brandes sehr erheblich, und die Rohdichte sinkt stark ab. Die Dichteänderung wird vielfach zur Kennzeichnung des Grades der Umwandlung verwendet, jedoch ist diese Methode sehr zweifelhaft. Die Vorkommen von F. sind an die Reste alter Faltengebirge gebunden, so daß er stark gestört u n d gefaltet vorliegt. Vielfach sind F. während späterer Epochen abgetragen worden. Deshalb sind Lagerstätten von F. o f t n u r in geringer Mächtigkeit bzw. Ausdehnung anzutreffen. F. sind an Schichten des Silur, Devon oder K a r b o n gebunden, die m e t a m o r p h beansprucht wurden. F. ist weit verbreitet, h a t jedoch nur selten die f ü r eine Nutzung erforderliche Reinheit oder die einen Abbau erlaubende Mächtigkeit. Nutzbare Vorkommen, die o f t schon mehr oder weniger stark ausgebeutet werden, sind b e k a n n t aus Schweden, England, Frankreich, Belgien, B R D , D D R , V R Polen, UdSSR, USA oder Brasilien. F. wird ausschließlich zur Herstellung von

Ferrite mit Granatstruktur Feuerfesterzeugnissen mit hohem (-> Silikaerzeugnisse) verwendet.

Si0 2 -Gehalt

Fensterglas — im engeren Sinne ein heute fast ausschließlich maschinell gezogenes, f r ü h e r aber auch im -*• Mundblasverfahren hergestelltes, klardurchsichtiges, auf den Flächen nicht bearbeitetes, feuerblankes (-»- Feuerpolitur) -> Tafelglas, welches durch einen bestimmten Dickenbereich von 1,8--4,1 m m (Nenndicken 2---4) gekennzeichnet ist. Die Nenndicke 2 wird üblicherweise auch als einfache Dicke (ED), die von 3 als mittlere Dicke (MD) u n d die von 4 als doppelte Dicke (DD) bezeichnet. Die Qualitätsstufen sind standardisiert. F ü r minderes F . sind auch die Bezeichnungen „ G a r t e n g l a s " oder „Gartenblankglas" üblich. I m weiteren Sinne, d. h. sofern m a n unter F . generell „Glas f ü r F e n s t e r " versteht, könnte m a n außer Tafelglas eine Reihe weiterer unter dem Oberbegriff „ B a u g l a s " zusammengefaßter Gläser nennen, wie auch das kontinuierlich gewalzte -»• Gußglas in seinen speziellen Erscheinungsformen wie Rohgußglas, -> Ornamentglas, —> Antikglas, Drahtglas u n d -> Profilglas sowie letztlich auch den Glasbaustein. Ferrimagnetika — Materialien, in denen die atomaren magnetischen Momente antiparallel angeo r d n e t sind, sich jedoch nicht kompensieren. Die Ursache der Nichtkompensation liegt im unsymmetrischen Gitterbau von Untergittern mit verschieden stark entgegengerichteten Momentsummen (-> Bereichsstruktur). Die Eigenschaften von F. ähneln sehr stark denen von - » Ferromagnetika, jedoch liegt die Sättigungsmagnetisierung weit unterhalb der Summe der Atommomente. Vertreter sind weich- und hart(permanent)magnetische Ferrite. Ferritphasen

Aluminat- und Ferritphasen

Ferrite — eine Gruppe spezieller Oxidverbindungen m i t ferrimagnetischen Eigenschaften (-> Ferrimagnetika), die in Spinell-, Magnetopiumbit-, Granat- oder Perowskitstruktur kristallisieren. Sie werden im allg. hergestellt durch Brennen eines Gemisches aus F e 2 0 3 u n d einem oder mehreren Metalloxiden, -hydroxiden oder -carbonaten, wie z. B. des Zn, Mn, Ni, Co, Mg. Cu. Die Atmosphäre m u ß dabei sorgfältig eingehalten werden, u m den erforderlichen Oxidationsgrad zu erhalten. Die pauschale Magnetisierung derartiger Werkstoffe ber u h t auf der antiferromagnetischen Kopplung der Untergittermagnetisierungen, die in den meisten Fällen unterschiedliche Beträge besitzen. Die ->• F. m i t S p i n e l l s t r u k t u r lassen sich untergliedern in die hochpermeablen —> Mn—ZnFerrite, Mn—Mg-Ferrite f ü r Speicherzwecke (-»• Speicherferrite) u n d Mikrowellenanwendungen (— Mikrowellenferrite), -~> Ni—Zn-F. f ü r Frequenzen von 100 kHz bis 100 MHz, N i - Z n - F e r r i t e mit geringen Co-Dotierungen f ü r magnetakustische Anwendungen (-> magnetostriktive F.). -> F. m i t M a g n e t o p i u m b i t s t r u k t u r enthalt e n als Kationen neben Fe 3 + vor allem die Ionen Ba 2 +, Sr 2 + und Pb 2 +. I n Werkstoffen dieser A r t

237

wird nach einmaliger Aufmagnetisierung eine Vorzugsrichtung erzeugt, so daß sie danach Dauermagnetcharakter besitzen. Derartige Verbindungen m i t Vorzugsrichtung können u. a. in der Mikromodul(mm-) Technik Verwendung finden. F. m i t G r a n a t s t r u k t u r enthalten als K a t ionen 3wertige Seltene Erden-Ionen u n d 3wertige Eisenionen im Verhältnis 3 : 5 u n d werden vorwiegend in Bauelementen der Mikrowellentechnik verwendet. I m Bereich tiefer Temperaturen steigt im Falle von Gd-, Tb-, Ho- u n d D y - G r a n a t die Magnetisierung zu ungewöhnlich großen Werten an. F . m i t P e r o w s k i t s t r u k t u r (Orthoferrite) besitzen meist antiferromagnetischen bzw. schwach ferrimagnetischen Charakter. Ferrite, magnetostriktive > Ferrite, die mechanische Energie in elektrische u n d u m g e k e h r t zu verwandeln in der Lage sind. Sie dienen beispielsweise zur Ultraschallerzeugung, zu Filterzwecken in der Trägerfrequenztechnik und werden f ü r Echolotanlagen benötigt. F ü r die Umwandlung elektrischer Energie in mechanische kommen Ferrite mit hoher - » Magnetostriktion in Frage. Die Resonanzfrequenz wird durch den Elastizitätsmodul des Ferrites und durch die Geometrie des jeweiligen Schwingers festgelegt. Die Temperaturabhängigkeit der Resonanzfrequenz wird durch die der Kristallanisotropieenergie u n d die Sättigungsmagnetisierung bestimmt. Eine geringe Temperaturabhängigkeit der Resonanzfrequenz, hohe magnetomechanische ->• Güte und hohe Werte der Sättigungsmagnetostriktion sind durch Verwendung von Nickelferriten mit geringen Co- und Cu-Dotierungen zu erreichen. Zur H e r s t e l l u n g sind reinste Rohstoffe erforderlich. Die Vorsinterung erfolgt zwischen 1275 und 1475 K . Die vorgesinterte Masse m u ß sehr intensiv aufgemahlen werden (spez. Oberfläche sa 7000 cm 2 /g). J e nach Verwendungszweck erfolgt die Formgebung durch Strangziehen (Stäbchenwandler) bzw. Trockenpressen (Ringschwinger, Hanteln). Als Plastifikator wird Polyvinylalkohol verwendet. Der Preßdruck beeinflußt stark die zu erreichende magnetomechanische Güte u n d den Kopplungsfaktor. Die Sinterung erfolgt zwischen 1575 u n d 1675 K in sauerstoffreicher Atmosphäre. Ferrite mit Granatstruktur >- Ferrite des Typs 3Me 2 0 3 • 5Fe 2 0 3 , die in Grossularit- bzw. Granats t r u k t u r kristallisieren. Die G r a n a t s t r u k t u r ist kubisch, wobei die Einheitszelle aus 8 Molekülen Me 3 Fe 5 0 1 2 gebildet wird. Die Gitterkonstante beträgt etwa 1,24 nm. Die Kationen besetzen Gitterlücken, die durch die besondere Anordnung der Sauerstoffionen entstehen. Man unterscheidet Gitterplätze mit der Koordinationszahl 4 (¿-Plätze bzw. Tetraederplätze), m i t der Koordinationszahl 6 (a-Plätze bzw. Oktaederplätze) sowie solche m i t der Koordinationszahl 8 (c-Plätze bzw. Dodekaederplätze). Verbindungen m i t G r a n a t s t r u k t u r werden ferrimagnetisch, wenn f ü r die Metallionen M e + + + die 3wertigen Ionen der Seltenen E r d e n bzw. geeignete Kombinationen 2wertiger, 3wertiger und öwertiger Ionen (z. B. Bi—Ca—V-Granat) in das Gitter einge-

238

Ferrite mit Magnetopiumbitstruktur

b a u t werden. Die Seltenen-Erden-Ionen besetzen dabei vorzugsweise c-Plätze des Granatgitters. Experimentell findet man f ü r die unterschiedlichen Granate (Y, Gd, Ho, Tb, Eu, Dy usw.) gleiche -> Curietemperaturen. Dies weist darauf hin, daß zwischen den Fe + + + -Ionen auf den d- und aPlätzen eine starke Austauschkopplung besteht. Die Momente der Dodekaederionen sind dagegen nur schwach mit denen der Eisenionen gekoppelt. Letzteres f ü h r t dazu, daß im Bereich tiefer Temperaturen eine starke Temperaturabhängigkeit der -> spontanen Magnetisierung beobachtet wird. Die pauschale Magnetisierung kann f ü r die Temper a t u r T = 0°K durch folgende Beziehung dargestellt werden: ^Me3Fe6012 = (6• Hysterese in der Beziehung zwischen elektrischer Feldstärke u n d Polarisation. Die Erscheinung der F . ist darauf zurückzuführen, d a ß in b e s t i m m t e n Kristallen eine p e r m a n e n t e Polarisation ohne A n w e n d u n g eines äußeren elektrischen Feldes in größeren Kristallbereichen spont a n a u f t r i t t , ähnlich der spontanen Magnetisierung beim Ferromagnetismus. Die g e n a n n t e n Kristallbereiche m i t einer homogenen Polarisation (makroskopische Dipole) werden „ D o m ä n e n " g e n a n n t . Der E f f e k t der F . ist t e m p e r a t u r a b h ä n g i g u n d verschwindet oberhalb des —y CuBiE-Punktes. E i n weiteres maßgebliches Kennzeichen der F . sind e x t r e m hohe W e r t e der Dielektrizitätskons t a n t e n (DK) m i t Normalwerten von einigen H u n d e r t bis einigen Tausend. F ü r die DK k a n n m a n in Analogie zum Ferromagnetismus o b e r h a l b des CuRiE-Punktes ein CURIE-WEiss'sches Gesetz aufstellen. I n der N ä h e des CuRiE-Punktes h a t die DK ein M a x i m u m . Ferromagnetika — Materialien (Eisen, Nickel, Cobalt, Gadolinium u n d Legierungen dieser Metalle u n t e r e i n a n d e r oder m i t anderen) in denen atom a r e Momente einer Wechselwirkung unterliegen,, die eine Parallelstellung begünstigt. I n einem magnetischen Feld ist die Magnetisierung von F . u m mehrere Zehnerpotenzen größer als bei para- oder diamagnetischen Stoffen. Die Magnetisierung wächst zu einem Sättigungswert an, das der S u m m e der A t o m m o m e n t e entspricht, wenn ein zunehmendes äußeres Feld angelegt wird. F. zeigen magnetische -> Hysterese u n d weisen hohe Suszeptibilit ä t e n u n d ->• Permeabilitäten auf. Die Magnetisier u n g n i m m t m i t der T e m p e r a t u r ab bis zum - » CuRiE-Punkt, an d e m die ferromagnetischen Eigenschaften verschwinden u n d der Stoff p a r a m a g netisch wird. Ferrozement — - » Zement, dessen Zusammensetzung sich v o m -> P o r t l a n d z e m e n t d a d u r c h unterscheidet, d a ß die Aluminiumoxidkomponented u r c h Eisenoxid ersetzt ist. Auch andere Oxide, z. B. Manganoxid u n d Chromoxid, können an die Stelle der Tonerde t r e t e n . Z u r G r u p p e der F., die in Abhängigkeit von Tonerdemodul u n d —> Silicatmodul unterschieden werden, gehören ->• Erzzement, R8Z- oder FrenJcelzement, Albertzement, —¡Kühlzement u n d Ferrarizement.

kieselsäurereiche Porttondzemente

Ferro-Zemente

Ferroclip-Steine -> Hängedecke, - s - Hängedeckensteine

| 2,0

Ferroelektrika

i 1,5-

Ferroelektrizität — auch Seignetteelektrizität gen a n n t , d a sie zuerst a m Seignette- (Rochelle-) Salz b e o b a c h t e t u n d eingehend u n t e r s u c h t wurde — eine bei b e s t i m m t e n Kristallen (Ferroelektrika) zu beobachtende besonders s t a r k dielektrische — Polarisation, die a u c h ohne Anliegen eines ä u ß e r e n

1 1 iI

normale Portlandzemente

Ferritphasen -»• Aluminat- u n d Ferritphasen

>• Ferroelektrizität

239

M

hiese/säureorme Portlandzemente Kühl lernen1

0

0M

w

1,5

2,0 ¿5 3,0 ìonerdemodu!

Zementfelder nach SOLACOHJ

3,5 -

W

iâ

Sfi'

240

Fersmanit

Modulverhältnisse der Ferrozemente nach KÜHL Zement

Ferrarizement Kühlzement Albertzement RSZ-Zement Erzzement

Silicatmodul

Tonerdemodul

Grenzen

Optimum

Grenzen

Optimum

l,80--3,00 < 1,65 1,10 — 1,75 1,75--2,00 l,80---3,00

2,50 1,10 1,40 1,90

0,64--l,00

0,64

0,60—l,65

0,45 •••0,90 0,70-"0,90

sehr klein

1,16

0,64

0,80

Die F . m i t einem T o n e r d e m o d u l u n t e r 0,3 zeichn e n sich besonders d u r c h ihre B e s t ä n d i g k e i t gegenü b e r Meerwasser u n d a n d e r e n s u l f a t h a l t i g e n Medien aus. F . m i t einem T o n e r d e m o d u l u m 0,64 l ä ß t sich leicht b r e n n e n , zeigt b e i m H y d r a t a t i o n s p r o z e ß eine geringe W ä r m e e n t w i c k l u n g u n d geringes Schwindverhalten. N e b e n diesen ausgezeichneten E i g e n s c h a f t e n ist a u c h die Festigkeitsentwicklung beachtenswert. Die volle A u s n u t z u n g der g e n a n n t e n g u t e n Eig e n s c h a f t e n d e r F. v e r l a n g t eine ä u ß e r s t sorgfältige Verarbeitung, da sich ihre Wasserempfindlichkeit auf d e n H y d r a t a t i o n s p r o z e ß n e g a t i v auswirken kann. Fersmanit 1. Na 4 Ca 4 Ti 4 [(0, O H , F ) 3 S i 0 4 ] 3 (?). 2. Monoklin; a: b: c = 0,991: 1: 0 , 9 9 6 1 ; ß = 97° 16'; z ä h l t zur Familie der -»- Nesosubsilicate, wobei s t r u k t u r e l l e Analogien z u m Titan i t vorliegen. 3. P s e u d o t e t r a g o n a l e , dicktaflige Kristalle m i t {001}, {223}, {112} als H a u p t f o r m e n . 4. HM = 5,5; D = 3,44; F = b r ä u n l i c h ; G = Glasglanz. 5. nx = 1,886 ny = 1,930 nz = 1,939; A = 0,053 ( - ) ; X f a s t 1 (001), Y = [010]; A.-E. |] (010); 2VX = 0—7°. 8. I n F o y a i t p e g m a t i t e n gemeinsam m i t F e l d s p a t , Nephelin, Aegirin; Begleiter h y d r o t h e r m a l e r Minerale. 9. X P D F 14-279; 0,303 10 , 0,280 9 , 0,190 6 , 0,179 6 , 0,167 e , 1,01 4 , 0,250 4 , 0,154 4 . Festbeton bzw. Festmörtel — B e t o n (bzw. -> Mörtel) n a c h d e m Z e i t p u n k t der möglichen I n a n s p r u c h n a h m e . Dieser ist von der A r t u n d d e m U m f a n g der ä u ß e r e n B e a n s p r u c h u n g e n abhängig. Die E n d festigkeit des Betons ist zu diesem Z e i t p u n k t in der Regel noch n i c h t erreicht. So sollen z. B. n a c h einer W a r m b e h a n d l u n g der B e t o n e e t w a 8 0 % d e r E n d festigkeit erreicht sein. V o r s p a n n k r ä f t e (-> Spannbeton) d ü r f e n auf d e n B e t o n e r s t d a n n ü b e r t r a g e n werden, wenn die Festigkeit m i n d e s t e n s 8 0 % der Endfestigkeit beträgt. Festkörper, disperse - » Kolloid Festkörperspurdetektoren — f ü r den Nachweis u n d die Analyse schwerer energiereicher Teilchen (Protonen, Alphateilchen, I o n e n , kosmische Teilchen, S p a l t f r a g m e n t e ) geeignete dielektrische F e s t k ö r p e r (Plaste, Gläser, Glimmer u. a.), bei den e n a m Ort des A u f t r e f f e n s der Teilchen d u r c h A t o m v e r s e t z u n g e n , Ionisation u n d a u f g e b r o c h e n e B i n d u n g e n gekennzeichnete submikroskopische k a n a l a r t i g e Regionen e n t s t e h e n ; diese lassen sich d u r c h Ä t z u n g fixieren u n d zu lichtmikroskopisch s i c h t b a r e r Größe a u f w e i t e n .

F . weisen gegenüber den üblichen K e r n e m u l sionen die Vorteile auf, körnungsfrei, u n e m p f i n d lich gegenüber L i c h t oder y - S t r a h l u n g u n d sehr einfach in der H a n d h a b u n g zu sein. Festmörtel -> F e s t b e t o n Feuchte des Gutes — die im G u t e n t h a l t e n e Flüssigkeit jeglicher A r t (z. B. Wasser, organische Lösungsmittel). D e r Anteil der F . wird d u r c h d e n F e u c h t e g r a d bzw. absoluten -»- F e u c h t e g e h a l t angegeben. k 40

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,

A0 60 80 % W Feuchtegehalt w -

Beziehung zwischen Gutsieuchte (bezogen auf Trockenstoff) und Gutsfeuchte w (bezogen auf Feuchtgut)

Bei hygroskopischen T r o c k n u n g s g ü t e r n ergibt sich in der T r o c k n u n g s k u r v e a m E n d e des I I I . T r o c k n u n g s a b s c h n i t t e s bei d e r -> Trocknungsgeschwindigkeit Null der hygroskopische F e u c h t e gehalt. Dieser h ä n g t v o n d e n Sorptionseigenschaft e n a b u n d k a n n d u r c h A u f n a h m e der -»• Sorptionsi s o t h e r m e b e s t i m m t werden. Sämtliche U m r e c h n u n g s f o r m e l n zur B e r e c h n u n g v o n Trockenstoff, F e u c h t g u t u n d entzogener F e u c h t i g k e i t sind in der Abb. enthalten. Feuchtebewegung — das W a n d e r n der zu entfernenden F e u c h t e des G u t e s zur Oberfläche u n d v o n d o r t m i t t e l s S t o f f ü b e r g a n g in die U m g e b u n g . Allgemein werden die Bewegungsvorgänge f ü r die Bewegung der Flüssigkeit als kapillare Flüssigkeitsbewegung, f ü r die des D a m p f e s als D i f f u sion bezeichnet. Man u n t e r s c h e i d e t :

Feuerbeton r durch kapillare, osmotische oder Oberflächenkräfte. Dampfbewegung in den gasgefüllten Poren des Trocknungsgutes, verursacht durch partielle Dampfdruckunterschiede. Die F. im I. Trocknungsabschnitt der Trocknungskurve erfolgt grundsätzlich als kapillare Flüssigkeitsbewegung. Im II. Trocknungsabschnitt erfolgt die F. unterhalb des -» Trocknungsspiegels als Diffusion. Eine Überlagerung von Flüssigkeitsbewegung und Diffusion ist im I I I . Trocknungsabschnitt infolge Fehlens des Trocknungsspiegels möglich. In sehr engen Hohlräumen des Gutes, deren Weite kleiner ist als die mittlere freie Weglänge der Gasmoleküle, kann in Ausnahmefällen Molekularströmung auftreten. Bei der Verdampfungstrocknung erfolgt die F. durch Dampfströmung.

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60 70 80 30 i | Resttrocknung

Trocknungsdouer in h Feuchtlufttrocknung in Anlehnung an SALMANG & — Temperatur,

abs ist aus der Tab. zu ersehen. Die Umrechnungsformeln lauten: 100 • Wabs 100 + M>abs 100 • w Wabs = 100 — w

Analog werden die genannten Begriffe auch für den hygroskopischen F. angewandt. Feuchtigkeitsprüfung — Ermittlung des Masseverlustes bei 105 °C, ausgedrückt in %.

L U . ; ENDEIL: Sprechsaal 59 (1926), 215;

Feuerbeton — ein -> Beton aus -» Tonerdezement mit zerkleinertem Feuerfestmaterial als Zuschlagstoff.

Feuchtlufttrocknung — Trocknungsverfahren keramischer Erzeugnisse, das durch drei Abschnitte charakterisiert ist (s. Abb.):

Umrechnungsformeln für Feuchtegehalt und absoluten Feuchtegehalt Gegeben

Gesucht

Um rechnungsf ormeln Feuchtegehalt bezogen auf Feuchtgut

Feuchtgut mt

Trockenstoff

m

"

f

Feuchtgut Trockenstoff

100 - We 100 — Wa mw = mf ~ mtr

mj

=

1100 - We Vioo - Wa

mw 100 -

We Wn — We 100 - Wa

Wa bzw. z