Was sind feuerfeste Metalle?
Feuerfeste Metalle sind Metallelemente im Periodensystem mit mehreren unterschiedlichen Eigenschaften. Sie haben Schmelzpunkte über 3.632 ° Fahrenheit (2.000 ° Celsius) und sind bei Raumtemperatur fest. Sie sind außerdem außerordentlich widerstandsfähig gegen Verschleißteile wie Kriechverformung, eine Formänderung, die gewöhnliche Metalle durch Beanspruchung erfahren. Es gibt fünf etablierte hochschmelzende Metalle, darunter Niob, Molybdän, Tantal, Wolfram und Rhenium. Andere Metallelemente und -verbindungen sind manchmal in dieser Gruppe enthalten, einschließlich Chrom, Wolframlegierungen und einer Molybdänlegierung, die Titan und Zirkonium enthält, bekannt als TZM.
Die Hitzebeständigkeit von Wolfram gegenüber hochschmelzenden Metallen ist ein gutes Beispiel für eine dieser Eigenschaften. Es ist so großartig, dass es, selbst wenn es auf eine Temperatur von 1.000 ° Celsius erhitzt wird, immer noch die doppelte Festigkeit aufweist, die das Element Eisen bei Raumtemperatur aufweist. Dies macht es nützlich für Anwendungen wie Raketennasenkegel, als langlebige Filamente in Glühlampen und als Zusatz zu Stahl, der beim Schweißen und anderen Hochtemperaturanwendungen verwendet wird. Edelstahl enthält auch Wolfram, um die Korrosionsbeständigkeit von hochschmelzenden Metallen für industrielle Rohrleitungen zu erhöhen, in denen starke, ätzende Chemikalien verarbeitet werden.
Da sich hochschmelzende Metalle in stark verringertem Maße abnutzen, werden sie auch häufig bei der Herstellung von Bauteilen verwendet, die eine langfristige Abriebfestigkeit aufweisen müssen, wie z. B. Buchsen und Düsen. Viele dieser Komponenten werden in Hochleistungsmaschinen eingesetzt, beispielsweise in der Luft- und Raumfahrtindustrie oder in der Herstellung von Halbleiterelektronik. Für diese Anwendungen werden am häufigsten Wolframlegierungen wie TZM sowie Niob und Chrom verwendet. Chrom ist auch in der Kategorie der Oxidationsbeständigkeit von hochschmelzenden Metallen enthalten, da es eine äußerst haltbare Beschichtung für Lager ist.
Andere Eigenschaften von hochschmelzenden Metallen zielen auf ihre Verwendung in mehreren spezifischen Branchen ab. Molybdän hat einen sehr vorhersehbaren Ausdehnungskoeffizienten, der es zu einem Schlüsselmetall für Thermoelemente und Wärmesenken in Computern macht. Die einzigartige chemische Reaktivität von Rhenium ermöglicht Anwendungen bei Prozessen wie Hydrocracking, der Zersetzung von Erdöl in einfachere Moleküle. Niob wird bei der Auslegung von Kernkraftwerken eingesetzt und ist ein ideales Metall für Supraleiter, da es eine sehr geringe Neutronenabsorption aufweist. Tantal wird in der Luft- und Raumfahrt sowie in chirurgischen Geräten verwendet, da es in Kontakt mit Körperflüssigkeiten und -geweben inert ist. Wolfram und seine Verbindungen werden in großem Umfang als Verstärkungsmetall in allen Bereichen vom Bergbau bis zur Ölbohrindustrie verwendet, wobei ein derartiger Bedarf besteht, dass ein Großteil des Metalls aus Schrott zurückgewonnen wird.