Kupferamalgame
Kupferamalgame sind – wie alle Amalgame – Legierungen des Quecksilbers; in diesem Fall handelt es sich um Legierungen aus Kupfer und Quecksilber. Quecksilber nimmt bei Raumtemperatur nur sehr wenig Kupfer auf (etwa 0,006 Atomprozent).[1] Die quecksilberreichen flüssigen Kupferamalgame existieren daher vor allem bei erhöhten Temperaturen. Kupferamalgame sind daher meist feste Kupferlegierungen. Die in Amalgamfüllungen verwendeten Kupferamalgame enthalten noch weitere Legierungselemente.
Gegenseitige Löslichkeit
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Wie das Kupfer-Quecksilber-Phasendiagramm zeigt, sind die beiden Metalle kaum miteinander mischbar, und die gegenseitigen Löslichkeiten sind eher gering: In Kupfer ist Quecksilber vor allem bei erhöhten Temperaturen löslich, erst oberhalb von etwa 300 °C kann der Quecksilbergehalt Werte >1 Atomprozent annehmen, mit einem Maximum von 5 Atomprozent bei 660 °C.[1][2] Die Löslichkeit von Kupfer in festem Quecksilber (Temperatur ≤−36,6 °C) ist sehr klein, die Löslichkeit von Kupfer in flüssigem Quecksilber ist beim Siedepunkt des Quecksilbers bei Normaldruck (und damit bei 356,6 °C) kleiner 1 Atomprozent und – unter erhöhtem Druck – bei 660 °C etwa 10 Atomprozent.[1]
Stöchiometrische Verbindungen
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Im mittleren Bereich des Phasendiagramms gibt es eine Legierungsphase mit der Zusammensetzung Cu7Hg6. Diese Legierung kommt in zwei Varianten in der Natur vor: Entweder als
- Kolymit Cu7Hg6 (kubisch), 𝛾-Messing-Struktur
oder als
- Belendorffit Cu7Hg6 (trigonal). Das Amalgam ist härter als das Kupfer, in dem es eingeschlossen vorkommt (Inklusion).[3]
In der 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik werden die beiden Minerale Kolymit und Belendorffit in die Abteilung der „Metalle und intermetallische Verbindungen“ eingeordnet, und dort in die Unterabteilung „Quecksilber-Amalgam-Familie“, wo die beiden Minerale die „Kupferamalgam-Gruppe“ mit der System-Nr. 1.AD.10 bilden.
Bei höheren Temperaturen zersetzt sich Cu7Hg6. Das obere Ende des Stabilitätsbereiches (Peritektikum) wurde mit 128 °C angegeben[1][2] bzw. in einer Veröffentlichung von 2001 mit 140 °C.[4]
2017 wurde über ein weiteres Kupferamalgam berichtet, das kupferreiche Cu3Hg mit Ni3Sn-Struktur.[5] Die als Zahnfüllungen verwendeten Amalgamfüllungen enthalten oft Kupfer; eine typische Dentallegierung enthält bis zu 6 % Kupfer.[6] Es wurde vermutet, Cu3Hg könne auch in Amalgamfüllungen vorkommen.[5] Wie Cu7Hg6 zersetzt sich auch Cu3Hg bei Erhitzen; es zerfällt zwischen 110 °C und 200 °C.[5]
Einzelnachweise
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- 1 2 3 4 D. J. Chakrabarti, D. E. Laughlin: The Cu-Hg (Copper-Mercury) system. In: Bulletin of Alloy Phase Diagrams. Band 6, Nr. 6, Dezember 1985, ISSN 0197-0216, S. 522–527, doi:10.1007/BF02887149 (springer.com).
- 1 2 Erich Lugscheider, Gerhard Jangg: Das System Kupfer-Quecksilber. In: International Journal of Materials Research. Band 62, Nr. 7, 1. Juli 1971, ISSN 2195-8556, S. 548–551, doi:10.1515/ijmr-1971-620710 (degruyterbrill.com).
- ↑ Zajzon Norbert, Krisztian Szentpeteri, Béla Fehér, Sándor Szakáll, Ferenc Kristály: New Data on Cu-Amalgams, Kolymite and Belendorffite from Rudabánya, Hungary. In: Acta Mineralogica-Petrographica, Abstract Series. Band 7. Szeged 2012, S. 160 (u-szeged.hu).
- ↑ Maria Maddalena Carnasciali, Giorgio Andrea Costa: CuxHgy: a puzzling compound. In: Journal of Alloys and Compounds. Band 317-318, April 2001, S. 491–496, doi:10.1016/S0925-8388(00)01376-1 (elsevier.com).
- 1 2 3 Jonathan Sappl, Ralph Freund, Constantin Hoch: Stuck in Our Teeth? Crystal Structure of a New Copper Amalgam, Cu3Hg. In: Crystals. Band 7, Nr. 12, 24. November 2017, ISSN 2073-4352, S. 352, doi:10.3390/cryst7120352 (mdpi.com).
- ↑ 2. How are dental amalgams made? In: Public Health. Europäische Union, abgerufen am 7. Februar 2026.