Refraktärmetalle

Refraktärmetalle (lat.: refractarius = widerspenstig, halsstarrig) sind die hochschmelzenden, unedlen Metalle der 4. Nebengruppe (Titan, Zirconium und Hafnium), 5. Nebengruppe (Vanadium, Niob und Tantal) sowie der 6. Nebengruppe (Chrom, Molybdän und Wolfram).

Refraktärmetalle sind bei Raumtemperatur aufgrund von Passivierung relativ korrosionsbeständig (so ist Wolfram weder in Fluorwasserstoffsäure (Flusssäure) noch in Königswasser, sondern nur in Gemischen aus Salpeter- und Fluorwasserstoffsäure lösbar). Ihre Gewinnung wird jedoch dadurch erschwert, dass sie bei hohen Temperaturen leicht mit vielen Nichtmetallen reagieren.

Vorteilhaft für viele technische Anwendungen ist nicht nur der hohe Schmelzpunkt der Refraktärmetalle, sondern auch der niedrige Wärmeausdehnungskoeffizient und die verglichen mit Stahl hohe Leitfähigkeit für Wärme und elektrischen Strom. Bedingt durch die kubisch-raumzentrierte Gitterstruktur zeigen Refraktärmetalle bei niedrigen Temperaturen einen Übergang von duktilem zu sprödem Materialverhalten.

Neuere Untersuchungen haben ergeben, dass das spröde Verhalten der Refraktärmetalle bei Temperaturen unterhalb der Debye-Temperatur vor allem durch Verunreinigungen bedingt ist. Höchstreine Kristalle von Tantal, Niob und Hafnium weisen selbst bei tiefsten Temperaturen eine gute Verformbarkeit auf.

Literatur

• Michael Binnewies, Maik Finze, Manfred Jäckel, Peer Schmidt, Helge Willner, Geoff Rayner-Canham: Allgemeine und Anorganische Chemie. 3 Auflage. Springer-Verlag, Berlin 2016, ISBN 978-3-662-45067-3, S. 775 f., doi:10.1007/978-3-662-45067-3.

Quellen

• whs-sondermetalle: Refraktärmetalle
• Bundes-Abfallwirtschaftsplan 2011. 2, Wien 2011, S. 343 (PDF).
• Dierk Raabe: Schmelzmetallurgische Herstellung und Kaltumformung eines Kupfer-Niob-Silber in situ Verbundwerkstoffes. (PDF).