Übergangsmetalle
Definition Übergangsmetalle
Übergangsmetalle sind eine Gruppe von chemischen Elementen, die sich im d-Block des Periodensystems befinden (Gruppen 3 bis 12). Sie zeichnen sich durch ihre besonderen elektronischen Eigenschaften aus, die es ihnen ermöglichen, verschiedene Oxidationsstufen anzunehmen und stabile Legierungen zu bilden. Diese Metalle sind meist hart, leitfähig, korrosionsbeständig und mechanisch belastbar, weshalb sie eine zentrale Rolle in der Metallverarbeitung spielen. Viele Übergangsmetalle haben zudem eine hohe Dichte und sind ferromagnetisch, was sie für zahlreiche technische Anwendungen unverzichtbar macht.
Welche Übergangsmetalle sind bedeutend für die Metallverarbeitung?
Einige Übergangsmetalle sind besonders wichtig für die industrielle Nutzung und Metallverarbeitung:
- Eisen (Fe): Das wichtigste Metall für die Stahlproduktion, das in Form von Legierungen wie Baustahl, Edelstahl oder Werkzeugstahl in nahezu jeder Branche genutzt wird.
- Titan (Ti): Sehr leicht, korrosionsbeständig und extrem fest – ideal für die Luft- und Raumfahrt sowie den Medizintechnikbereich.
- Kupfer (Cu): Höchst leitfähig und daher essentiell für elektrische Leitungen, Kabel und Leiterplatten.
- Nickel (Ni): Wird in Edelstahl- und Speziallegierungen verwendet und bietet hohe Korrosions- und Hitzebeständigkeit.
- Chrom (Cr): Ein wichtiger Bestandteil von rostfreiem Stahl und Hartverchromungen, um Korrosionsschutz und Härte zu verbessern.
- Cobalt (Co): Besonders hart und temperaturbeständig, kommt in Hochleistungslegierungen und magnetischen Anwendungen zum Einsatz.
- Zink (Zn): Wird hauptsächlich für den Korrosionsschutz von Stahl durch Verzinkung sowie auch in Legierungen wie Messing verwendet.
Wofür werden sie eingesetzt?
Übergangsmetalle sind aufgrund ihrer hervorragenden mechanischen, thermischen und chemischen Eigenschaften in vielen Industriezweigen unverzichtbar:
- Stahl- und Maschinenbau: Eisen-, Chrom- und Nickellegierungen sorgen für robuste, langlebige Bauteile in Konstruktionen, Werkzeugen und Maschinen.
- Elektronik und Elektrotechnik: Kupfer wird für Kabel, Schaltkreise und Leiterplatten verwendet, während Nickel und Cobalt in Batterien und Magnetwerkstoffen eine Rolle spielen.
- Luft- und Raumfahrt: Titanlegierungen bieten hohe Festigkeit bei geringem Gewicht und sind besonders hitzebeständig.
- Medizintechnik: Titan und Cobalt werden für Implantate, chirurgische Instrumente und Prothesen verwendet.