Bronzen sind Legierungen aus Kupfer mit anderen Metallen, ausgenommen Zink (außer als kleine Beifügung). Im engeren Sinne ist in der Bronze Zinn als zweite Komponente enthalten. Eine Kupfer-Zink-Legierung dagegen heißt Messing. Bronze besteht aus 1 Teil Zinn und 9 Teilen Kupfer
Die technischen Legierungen gliedern sich in Knet- (bis 8,5% Zinngehalt) und Gusslegierungen (bis 22% Zinn). Die Schmelztemperatur hängt ab vom Mischungsverhältnis und liegt meist knapp unter 1000° C. Die Dichte von Cu85Sn15 (85% Kupfer, 15% Zinn) beträgt 8,7g/cm³. Bronze ist nicht magnetisch.
Legierungen
Je nach Zusammensetzung werden unterschiedliche Bronzearten charakterisiert, jedoch sind die Möglichkeiten, verschiedene Metalle miteinander zu kombinieren darüber hinaus sehr vielfältig.
| Name der Legierung | Komponenten zu Kupfer | Eigenschaften | Verwendung |
|---|---|---|---|
| Zinnbronze | bis 40% Zinn | elastisch, zäh, korrosionsbeständig | Kunstguss, Turbinen-, Zahnräder, Glocken |
| Aluminiumbronze | 5-12% Aluminium | seewasserbeständig, verschleißfest, elastisch, goldfarben | Federblech, Waagebalken, Schiffsschrauben, Chemische Industrie |
| Bleibronze | bis zu 28% Blei | korrosionsbeständig, gute Gleiteigenschaften | Achsenlager, Verbund- und Formgusswerkstoffe |
| Manganbronze | 12% Mangan | korrosionsbeständig, hitzebeständig | elektrische Widerstände |
| Siliciumbronze | 1-2% Silicium | mechanisch und chemisch hoch beanspruchbar, hohe Leitfähigkeit | Oberleitungen, Schleifkontakte, Chemische Industrie |
| Berylliumbronze | 2% Beryllium | hart, elastisch | Federn, Uhren, funkenfreie Werkzeuge |
| Phosphorbronze | 7% Zinn, 0,5% Phosphor | hohe Dichtigkeit und Festigkeit | zähfeste Maschinenteile, Achsenlager |
| Leitbronze | Magnesium, Cadmium, Zink (gesamt 3%) | elektrische Eigenschaften ähnlich Kupfer, jedoch zugfester | Freileitungen, Starkstromanlagen |
| Rotguss | Zinn, Zink, Blei (gesamt 10-20%) | korrosionsbeständig, gute Gleiteigenschaften und Gießbarkeit | Gleitlager, Armaturen, Schneckenräder, Kunst |
| Konstantan | 40% Nickel | temperaturbeständige Leitfähigkeit | elektrische Widerstände |
Die Zinnbronze ist die bekannteste dieser Legierungen. Glockenbronze besteht zu 20-25% aus Zinn und ist sowohl für Glocken als auch für den Bau von Kanonen eingesetzt worden, zu letzterem Zweck wurden in Kriegen oft Glocken umgeschmolzen (Glockenfriedhof). Potin ist eine Bronzelegierung mit hohem Zinngehalt, diese enthält neben Silber und Blei auch Spuren anderer Metalle. Dieser Werkstoff wurde von den Kelten zum Gießen von Potinmünzen benutzt.
Geschichte
Hauptartikel: Bronzezeit
Der Name leitet sich ab von Brundisium, dem lateinischen Namen der süditalienischen Stadt Brindisi, die in der Antike eine Hochburg der Bronzeverarbeitung und des Bronzehandels war. Die Herstellung von Bronze selbst ist für Ägypten zuerst nachgewiesen (ca. 3500 v. Chr.). In China begann die Verwendung im 3. Jahrtausend v. Chr., spätestens während der Xia-Dynastie.
Bronze gilt als eine der ersten gezielt hergestellten Legierungen der Menschheit, jedoch wurden auch schon vorher Legierungen aus Kupfer und Arsen gefertigt, deren Arsengehalte derart hoch sind, dass diese wohl als beabsichtigt gelten dürften. Im dritten Jahrtausend v.Chr. verdrängten Bronzewaffen und -werkzeuge die bis dahin gebräuchlichen Gerätschaften aus Stein oder Kupfer. Die Bronzezeit endete jedoch nicht sofort mit der Erfindung der Eisenverhüttung, da unlegiertes Eisen der Bronze unterlegen war. Die beiden Materialien wurden für gewisse Zeit nebeneinander verwendet, bis der Zusammenhang zwischen Kohlenstoff im Eisen und dessen Eigenschaften näher verstanden wurde (Stahlherstellung). Die viel größere Verfügbarkeit von Eisenerzen und die hervorragenden Eigenschaften des Kohlenstoffstahls dürften die Gründe sein, warum die Bronze an Bedeutung als Werkstoff für Gerät und Waffen verlor.
Verwendung
Als Klangkörper
- Große Produktegruppen aus Bronze waren seit dem Mittelalter die Glocken und die Kanonen. Das Material wurde auch schon immer für Kunstgegenstände (Kunstguss) verwendet. Ehrenauszeichnungen, von Denkmälern und Skulpturen bis Medaillen, werden oft in Bronze gefertigt.
- Auch in der Musik spielt Bronze eine Rolle, so sind etwa Schlagzeugbecken aus Bronze.
Schmuck, Medaillen, Dekor
- Im Sport wird oft der dritte Platz mit einer Bronzemedaille gewürdigt. Dabei ist Bronze jedoch kein Edelmetall im chemischen Sinne.
- An besonderen Gebäuden wurden wertvolle Bronzetüren eingebaut, beispielsweise in Nowgorod.
Technische Anwendungen
Kupfer-Zinn-Legierungen werden in der Technik auch mit weiteren Zusätzen eingesetzt. Der Zusatz von Nickel etwa bewirkt eine höhere Festigkeit und wird für stärker beanspruchte Lager und vor allem in Schneckengetrieben als Schneckenrad eingesetzt; Blei als Zusatz dient der leichteren Zerspanbarkeit und einer besseren Notlaufeigenschaft, da es sich elementar an den Korngrenzen anlagert. Drähte aus Phosphor-Bronze in den Qualitäten CuSn4, CuSn6 oder CuSn8 finden als so genannte Pin Verwendung in Steckverbindern im Elektronikbereich. Teilweise wird dazu die Oberfläche galvanisch beschichtet. Fittings aus Bronze finden Anwendung als Verbindungs- und Anschlussstücke für Rohrleitungen.
Siehe auch
- Wiktionary: Bronze – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
- Commons: Bronze – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien
Weblinks
- Artikel des Kupferinstituts: