Wissenschaft

Mischmetal erklärt: Eigenschaften, Verwendung und Geschichte

Mischmetall ist eine Seltenerdlegierung, die genau so lautet, wie der deutsche Name übersetzt: „Eine Mischung aus Metallen“.

Es gibt keine genaue Formulierung für Mischmetall, aber eine übliche Zusammensetzung ist ungefähr 50 Prozent Cer und 25 Prozent Lanthan, wobei kleinere Mengen an Neodym, Praseodym und anderen Spuren von Seltenen Erden das Gleichgewicht bilden.

Mit der Schaffung des ersten Mischmetalls aus Monaziterz wurde die Seltenerdmetallindustrie geboren, die den Weg für die Isolierung und Reinigung vieler Seltenerderden ebnete.

 

Physikalische Eigenschaften

Im Allgemeinen ist Mischmetall weich und spröde. Da Seltene Erden jedoch leicht Wasserstoff und Stickstoff oxidieren und absorbieren, ist es äußerst schwierig, eine ausreichend reine Mischmetallprobe herzustellen, um sie auf mechanische und elektrische Eigenschaften zu testen.

Laut Jiangxi Xinji Metals, einem führenden chinesischen Hersteller von Mischmetall, dürfen selbst Seltenerdmetalle mit einer kommerziellen Reinheit von 99,99999% im gelieferten Zustand nur 99,99% Seltenerdmetalle mit bis zu 10.000 ppm Sauerstoffverunreinigungen in der Legierung enthalten .

Diese Verunreinigungen erzeugen Gitterdefekte und mikrostrukturelle Einschlüsse, die die Festigkeit, Zähigkeit, Duktilität und Leitfähigkeitseigenschaften negativ beeinflussen . Infolgedessen werden von der Industrie oder in der Forschungsliteratur keine signifikanten und zuverlässigen Daten zu physikalischen Eigenschaften der verschiedenen kommerziellen Mischmetalle veröffentlicht.

 

Geschichte

Mischmetal hieß ursprünglich Auers Metall, nach Carl Auer von Welsbach, der die Legierung aus Restmaterial aus seinen Experimenten zur Herstellung eines thoriumbetriebenen Lichtmantels im Jahr 1885 herstellte. Seine Thoriumquelle war Monazitsand, von dem etwa 90-95% waren zusammengesetzt aus anderen Seltenerdmetallen. Keines davon hatte zu dieser Zeit kommerziellen Wert.

Bis 1903 hatte von Welsbach das Fusionselektrolyseverfahren optimiert, um eine hohlraumfreie Cerlegierung mit etwa 30 Prozent Eisen herzustellen  . Die Eisenzugabe fügte dem Cer, das eine pyrophore Seltene Erde ist, eine signifikante Härte hinzu. Er hatte Auermetall geschaffen, das heute als Ferrocerium bekannt ist und das Grundmaterial für Feuersteine ​​in Feuerstartern und Feuerzeugen ist.

Durch diese Entdeckung erkannte von Welsbach, dass er die verschiedenen Seltenen Erden durch elektrolytische Verfahren von einem bestimmten Erz trennen konnte. Indem er die unterschiedlichen Löslichkeitseigenschaften der verschiedenen Seltenen Erden sorgfältig zu seinem Vorteil nutzte, konnte er sie von ihren natürlich vorkommenden Chloridformen isolieren. Dies war der Beginn der Seltenerdmetallindustrie – jetzt konnten die verschiedenen reinen Elemente bewertet und für neue kommerzielle Anwendungen verwendet werden.

 

Mischmetall auf dem Marktplatz und in der Industrie

Mischmetall wird nicht als Ware an großen Börsen gehandelt, sondern über mehrere Industriekanäle konsumiert. China ist der größte Produzent von Seltenen Erden, einschließlich Mischmetalllegierungen.

Mischmetall wird direkt in industriellen Anwendungen verbraucht:

  • Als Sauerstoff-Getter in der Vakuumröhrenherstellung.
  • In Batterien, die auf Metallhydrid- Technologie basieren .
  • Als Funkenquelle zum Auslösen von Bränden und Flammen sowie in Filmspezialeffekten.
  • Von Stahl- und Nichteisenmetallherstellern zur Verbesserung der Gießbarkeit und der mechanischen Eigenschaften in bestimmten Legierungen.

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