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Mysteriöser Edelstahl..
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Andi



Anmeldedatum: 05.04.2004
Beiträge: 1925

BeitragVerfasst am: Fr Feb 24, 2006 11:17 pm    Titel: Mysteriöser Edelstahl.. Antworten mit Zitat

Ich hab mal wieder mit einem Magneten gespielt und so ganz beiläufig ist mir da aufgefallen das Edelstahl höchst unterschiedlich auf den magneten reagiert.
Ein messer aus Edelstahl wurde stark angezogen, so wie man es von Eisen erwartet.
Ein Löffel, ebenfalls aus Edelstahl, wurde aber nur schach angezogen reichte grad so um ihn zum wackeln zu bringen.
Aber eine kleine Edelstahl-Müslischüssel reagiert garnicht auf den Magneten, man könnte meinen die wär aus Aluminium (ist sie aber nicht).

Kann mir jemand erklären warum das magnetische Verhalten von Sorte zu Sorte sooo unterschiedlich ausfallen kann?
Und vor allem: Warum ist das Eisen im Edelstahl dann teilweise "unmagnetisch"?
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uli.paul



Anmeldedatum: 04.02.2006
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BeitragVerfasst am: Sa Feb 25, 2006 3:56 am    Titel: Antworten mit Zitat

Liegt an den Domänen und ihren Möglichkeitkeiten sich auszurichten. Und das liegt letztendlich an der Zusammensetzung und Verarbeitung der verschiedenen Edelstähle. Manche bestehen sogar zu weniger als 50% aus Eisen, wobei allerdings die Tatsache, daß Eisen immer noch den höchsten Anteil stellt, den Namen "Stahl" rechtfertigt.

Bau die Eisenatome so in ein Kristallgitter ein, daß sie sich nicht wesentlich bewegen können (vor allem nicht rotieren) und das Eisen ist unmagnetisch. Es reicht schon aus, wenn es eine innige Verbindung mit einem zweiten Atom eingeht, das nicht ferromagnetisch ist. Beispiel: Cromargan, in dem das Chrom für das "Edel" und das "nicht magnetisch" sorgt. Eisenverbindungen sind praktisch alle nicht ferromagnetisch - deswegen funktioniert auch die Computer-Tomographie, die, ganz gleich in welcher Ausführung, sehr starke Magnetfelder braucht (millionenfach stärker als das Erdmagnetfeld). Und trotzdem fließt das Blut weiter und "funktioniert" wie gewohnt, obwohl doch an jedem Hämoglobinmolekül ein Eisenatom hängt (was den Sauerstoff aufnimmt - das CO2 hängt sich an eine andere Stelle an).

Die Verarbeitung spielt aber auch eine Rolle, denn sie verändert u.U. die Struktur des Materials. Mich würde es nicht wundern, wenn Dein Müslibecher in der Mitte des Bodens eine schwache Wirkung zeigte, an den Wänden aber keine. (Ich gehe davon aus, daß der Becher einen recht flachen Boden und steile/senkrechte Wände hat.) Nachweis wohl am besten mit einer Kompassnadel, die ist empfindlicher. Dann könntest Du sogar den Fall feststellen, daß Edel-"Stähle" diamagnetisches Verhalten zeigen. Aber dazu braucht es eine gehörige Portion von entsprechenden Zutate, die wohl in Haushaltsgegenständen nicht verwendet werden.

Wenn Du zwei dieser Messer hast und eines opfern kannst, dann mach folgenden Versuch:

1.) Bau Dir einen kleinen Elektromagneten aus einem Eisennagel (nicht Stahl! Die billigen, die man so leicht krummschlagen kann) von ca. 1mm Durchmesser und ein paar dutzenden/hunderten Windungen. Kannst Dir aussuchen: Wenige Windungen brauchen eine niedrige Spannung, aber hohen Strom, mehr Windungen brauchen genau das Gegenteil. Als Stromquelle kannst Du ein strombegrenztes Netzteil nehmen oder einfach einen Widerstand vor den E-Magneten schalten - Wert ausprobieren.

2.) Montiere den E-Magneten auf eine Grundplatte, sodaß er ein paar cm über ihr und waagrecht angeordnet ist.

3.) Baue auf die Grundplatte einen Galgen, dessen Querarm bis über den E-Magneten reicht. Tip: Je höher der Galgen ist, desto empfindlicher wird die Anordnung.

4.) Nimm zwei Nylonschnüre (die verdrehen sich nicht) und mache jeweils an ein Ende eine Schlaufe - das wird das obere Ende) und befestige sie jeweils am anderen Ende an den beiden Messern - und zwar möglichst weit am Griffende, sodaß die Messer senkrecht hängen. Wenn sich Schlaufe und Klinge nicht ein einer Ebene befinden, einfach einen Wirbel in die Schnur einschalten. Solche Wirbel gibt es billig in jedem Anglergeschäft. Witz an der Sache ist der, daß sich die Messerklinge und der E-Magnet so gegenüberstehen (und zwar für beide Messer!), daß der Magnet senkrecht auf die Klinge zeigt.

5.) Hänge eines der Messer an den Galgen, sodaß es einen Abstand von wenigen Millimetern zum Magneten hat. Schalte den Strom ein und beobachte die Auslenkung. Wenn notwendig verschiebe die Schlaufe auf dem Querbalken des Galgens so, daß das Messer einen gut feststellbaren Ausschlag zeigt, aber nicht den Magneten berührt. Markiere die Position der Schlaufe auf dem Querbalken und die Ruhelage und die Lage bei Auslenkung. Markiere das Messer als das Referenzmesser.

6.) Wiederhole 5.) für das andere Messer. Markiere dieses als das Meßmesser.

7.) Opfere das Meßmesser, indem Du seine Klinge im Bereich des E-Magneten breitklopfst. Das muß kalt geschehen, also nicht erhitzen! Einfach kräftig draufschlagen, aber nicht so häufig, daß es sich erhitzt. Am besten wäre natürlich eine Presse, aber so etwas hast Du nicht. Also: wenige Schläge mit einem großen Hammer und guter Wärmeableitung sind besser als viele kleine mit schlechter Wärmeableitung. Es geht hier um die sog. Kaltverformung. Wenn die Klinge an der "Meßstelle" ca. die doppelte Fläche hat, dann kannst du aufhören.

8.) Setze das Meßmesser wieder in die Apparatur ein und messe die Auslenkung - Du wirst finden, daß sie jetzt geringer ist als zuvor. Als Vergleich hast Du ja das Referenzmesser.

Was ist passiert? Durch die Kaltverformung hast Du die Domänen zertrümmert und in kleinere zerlegt. Manche sind sogar so klein und isoliert voneinander, daß sie keinen Beitrag zum Magnetismus mehr liefern können. Aber eines ist klar: Ganz kriegt man den Magnetismus nicht weg nach dieser Methode, man kann ihn nur abschwächen. Und auch nur bei (vielen, aber nicht allen) Eisenlegierungen.
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Andi



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BeitragVerfasst am: Sa Feb 25, 2006 4:29 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Ahja, das hört sich gut an, das da die Verformung/Bearbeitung drin mitspielt würde auch erklären warum das Beispielsweise ein Löffel magnetisch ist, der andere aber nicht.
(Mal davon ausgegangen das für beide Löffel in etwa das selbe Material verwendet wurde, kann mir nicht vorstellen das dort extra hochlegierter Spezialstahl zum einsatz kommt).

Zu dem Versuchsaufbau:
Nur zum Abgleich, kommt die Beschreibung ungefähr an das Bild das ich skizziert habe ran?
(Grün = Grundplatte und Galgen, Blau = Messer, Schwarz = E-Magnet, Rot = Nylonschnur)
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uli.paul



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BeitragVerfasst am: Sa Feb 25, 2006 5:43 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Ich sehe keine Graphik, auch nichts zum draufklicken.
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Andi



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BeitragVerfasst am: Sa Feb 25, 2006 8:43 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Merkwürdig.
Erst mal der Link zu der vermissten Grafik:
http://img509.imageshack.us/img509/1608/magnetmesser1ha.gif

Und ein neuer versuch mit tumbnail:
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uli.paul



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BeitragVerfasst am: So Feb 26, 2006 1:56 am    Titel: Antworten mit Zitat

Link hat funktioniert, Thumbnail war aber keines zu sehen.

Aufbau stimmt prinzipiell, nur hängt immer nur ein Messer vor dem Magneten. Wenn Du es schaffst, die Befestigung des Fadens an beiden Messern gleich zu machen, kannst du im Querträger eine Kerbe machen um immer die gleiche Ausgangsposition zu haben. Sonst eben zwei Kerben oder zwei Markierungen.

Wichtig ist, daß Du immer die selbe Seite des Magneten für den Versuch verwendest. Gehe nicht davon aus, daß beide Seiten identisch sind. Darum also das Austauschen der Messer.

Wenn Du aber sorgfältig bist, dann kannst Du auch Deine Anordnung nehmen. Nur muß dann der E-Magnet mit mehr Aufwand hergestellt werden, damit er zwei _gleiche_ Enden hat (Polform, Verteilung der Wicklung, etc).
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Andi



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BeitragVerfasst am: So Feb 26, 2006 2:10 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Gut, dann nur ein Messer, macht auch sinn.
Jetzt brauch ich nur noch ne Rolle Lackdraht dann kanns losgehen.
Danke für den Tipp. Smile
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Ravachol



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BeitragVerfasst am: Do Apr 13, 2006 4:53 am    Titel: Osterei ! Antworten mit Zitat

Gerade im Besteck kommt es oft aus Kostengründen ( aber auch wegen der Gewichtsverteilung) zu "normalen" Stahleinlagen, besonders bei Tafelmessern.
Gabeln und Löffel, so sie denn keinen übermäßig dicken Griff besitzen ,sind meist massiv gefertigt.

LG Rava
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Andi



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Beiträge: 1925

BeitragVerfasst am: Do Apr 13, 2006 3:26 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Das mit dem kaltverformten Edelstahl funktioniert übrigens, noch will ichs aber nicht bestätigen, muss das noch irgendwie ausschließen das das von der Materialstärke herrührt.

Halte ich übrigens für ausgeschlossen das sich jemand die mühe gemacht hat die billigen Standart-messer mit aufgespritztem Kunststoff-griff auch noch mit normalen Stahl zu strecken, die sind aus Blech ausgestanzt und geschliffen, bestenfalls noch gehärtet und poliert.
Schätze das das wirklich an der Verarbeitung liegt weil die Messer alle magnetisch sind, bei Löffeln findet man wieder vermehrt "unmagnetische".
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digital_wita



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Beiträge: 1
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BeitragVerfasst am: Fr Aug 24, 2007 10:09 pm    Titel: Wismut macht mut Antworten mit Zitat

Hallo zusammen, Ich habe folgenden Artikel Gelesen zum Thema Magnetismus:( eingerahmt). Mir kommt da so ein gedenke nicht aus dem Kopf: kann ich mit dieser vorm einen Akku erstellen? Was passier wenn man einen verbrauchter anschließt? Wie hoch kann ich die Spannung bzw. wann erreicht dass material seine grenzen??


Diamagnetismus
Diamagnetische Stoffe haben ein µr von kleiner 1. Sie besitzen die seltsame Eigenschaft, von einem Magnetfeld abgestoßen zu werden. Dabei ist es egal, ob sie dem Nord- oder Südpol genähert werden, sie erfahren immer eine Abstoßung. Das beruht auf der Tatsache, dass diamagnetische Stoffe weniger Feldlinien aufnehmen können, als die Umgebung (meistens Luft). Dadurch werden sie aus dem Feld herausgedrängt. Man könnte vereinfacht auch sagen, dass diese Stoffe weniger magnetisch sind als das Vakuum oder Luft.

Einige diamagnetische Stoffe
Stoff relative Permeabilität µr (Einheit 1)
Vakuum 1
Stickstoff unter Normalbedingungen 1 - 0,3*10-9
Wasser 1 - 0,72*10-6
Wismut 1 - 14*10-6
Stickstoff hat demnach eine ganz leichte Tendenz sich vom Magneten zu entfernen. Im Gegensatz dazu ist Sauerstoff paramagnetisch ,er wird also von einem Magneten angezogen. Um einen Magneten herum herrscht also immer eine etwas höhere Sauerstoffkonzentration. Das könnte eine Erklärung für die heilende Wirkung sein, die den Magneten oft zugeschrieben wird.
Die diamagnetischen Stoffe würden bei einem hinreichend großen Magnetfeld wie ein Supraleiter zu levitieren beginnen. In Labors wurde mit einem Magnetfeld von vielen Tesla Stärke bereits Frösche (Wassergehalt) levitiert. Das Feld muss dazu aber extrem stark sein und das wird von Permanentmagneten nicht erreicht. Jetzt lässt sich aber ein diamagnetischer Soff auch passiv für die Stabilisation der Levitation einsetzen. Er muss also nicht unbedingt selbst schweben. Das hier zur Anwendung kommende Metall ist Wismut.
Wismut
Wismut, chemisches Zeichen Bi (engl. Bismuth) ist ein Metall ähnlich Blei (Datenblatt zu Wismut). Es ist in reiner Form aber viel härter und spröder, was hauptsächlich durch die große Kristallstruktur zustande kommt. Hier im Bild sind die großen Kristalle gut zu erkennen, die sich beim Abkühlen der Schmelze besonders stark unter der Schlacke (Wismutoxyd) bilden. Es schmilzt bei 271,3°C unter Verringerung des Volumens bzw. Erhöhung der Dichte. Das macht sich beim Abkühlen einer Schmelze bemerkbar, wenn immer wieder die bereits feste Kruste aufbricht und flüssiges Wismut aus dem Kern herausfließt. Seine Dichte ist mit 9780kg/m³ etwas geringer als die von Blei (11340kg/m³). Es ist im Gegensatz zu Blei aber nicht giftig. Das macht es zu einem idealen Material für Munition für Jäger. Unter dem Begriff "umweltfreundliche Munition" ist es in Waffengeschäften erhältlich. Es kann aber auch wesentlich billiger von Metallfirmen (siehe Bezugsquellenliste) bezogen werden.
Bei Firmen wird es meist in solchen Blöcken angeboten. An der Bruchkante ist wieder schön die Kristallstruktur zu erkennen und diese Bruchfläche lässt vermuten, wie spröde es wirklich ist. Wismut ist mit der Ordnungszahl 83 das letzte stabile Element im Periodensystem. Alle Elemente höherer Ordnungszahl sind schon radioaktiv. Wismut ist das diamagnetischste aller Metalle und zeigt daher Effekt, wie sie von Supraleitern bekannt sind. Bezeichnend dafür ist auch, dass Supraleiter zum Teil aus Wismut-/Bleioxidverbindungen hergestellt werden. Wismut ist schlecht wärmeleitend und hat einen sehr hohen elektrischen Widerstand, es ist genau betrachtet eigentlich schon ein Halbmetall. Damit einher gehend hat es auch den stärksten Halleffekt aller Metalle. Es ist also ein Metall mit einigen seltsamen Eigenschaften und es wird sogar behauptet, dass es das Bindeglied zur Antigravitation darstellt. Was mich in diesem Zusammenhang überrascht hat, ist die Tatsache, dass im Periodensystem das Element 115 genau unter Wismut steht. Element 115 ist jenes Material, dass angeblich auch in UFOs gefunden wurde und an deren Antrieb beteiligt sein soll.
Halleffekt
Der Halleffekt (Edwin Hall, 1879) von Wismut ist so stark, dass er bereits mit einfachen Mitteln nachgewiesen werden kann. Dazu wird eine Platte (40x40mm, 8mm dick) aus Wismut an zwei gegenüberliegenden Seiten an eine Stromquelle (einige Ampere) angeschlossen. An den beiden anderen Seiten wird mit einem empfindlichen Multimeter die Spannung gemessen. Durch seitliches Verschieben der Elektroden kann ein Nullabgleich durchgeführt werden. Nähert man sich jetzt mit einem starken Magneten der Platte, so ist eine Spannung zu messen, die auch vorhanden bleibt, wenn der Magnetstill über der Platte steht. (Keine Bewegungsspannung )
Bei der Ablenkung im Magnetfeld werden auch die Ladungsträger in einem Leiter vom Magnetfeld beeinflusst. Je nach Feld- und Stromrichtung sammeln sich die positiven Ladungsträger an einer Seite und die negativen an der gegenüberliegenden.

Erster Versuch
Bereits mit diesem Wismutblock ist eine diamagnetische Levitation möglich. Dazu wird er senkrecht aufgestellt und in dem Spalt in der Mitte ein kleiner Neodym Magnet platziert. Mit dem darüber gelegten großen Ringmagnet wird der kleine Magnet unter Ausnutzung der anziehenden Kraft gehoben. Dazu muss der Abstand zwischen den Magneten so eingestellt werden, dass sich die Magnetkraft und die Gewichtskraft genau aufheben.
Durch die beidseitige Begrenzung mit dem Wismut wird der Magnet stabilisiert. Er behält jetzt seine Position bei und wird nicht mehr in eine der beiden Extremlagen geworfen. Die Eigenschaft von Wismut, die Feldlinien zu verdrängen übt eine kleine abstossende Kraft auf den Magneten aus. Diese Kraft ist zu klein, um sie zu spüren, wenn man sich mit einem Magnet in der Hand dem Wismut nähert. Aber für den schon fast gewichtslos ausbalancierten Magneten reicht diese Kraft aus, um ihn zu beeinflussen. Wird er zu stark nach oben gezogen, so verkleinert sich der Abstand zum Wismut, die abstossenden Kraft wird stärker und drückt ihn wieder nach unten. Fällt er hingegen zu tief, so wird er in gleicher Weise nach oben gedrückt. Der Magnet ist sozusagen in einem abstossenden Feld eingeklemmt.



Mir kommt da so ein gedenke nicht aus dem Kopf: kann ich mit dieser vorm einen Akku erstellen? Was passier wenn man einen verbrauchter anschließt? Wie hoch kann ich die Spannung bzw. wann erreicht dass material seine grenzen??



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challenger159



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BeitragVerfasst am: Sa Aug 25, 2007 6:27 am    Titel: Antworten mit Zitat

Diamagnetsche Levitation ist in der Tat faszinierend. Noch besser gehts mit pyrolytischen Graphit-Scheibchen (wobei die kristalline Struktur rechtwinklig zum Feld liegen muss), die auf einen starken Magneten gelegt werden, die schweben dann locker 1mm hoch.

Was mir aber im Zusammenhang mit Löffeln noch einfiel, ist, dass sie unterschiedliche Zonen besitzen. Am Hals ist das Feld sehr gering, fast Null, am Boden der "Ladefläche" maximal. Sehr eindrücklich ist es, wenn man den PM vom Boden zum Hals zieht.

Einerseits scheint durch das Stanzen des Löffels der erwähnte Kaltschmiede Effekt vorzuliegen. Andererseits scheint auch die Form des Löffels das Magnetfeld Hufeisen-ähnlich abzulenken, und zwar in einer extrem effizienten Weise.
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Andi



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BeitragVerfasst am: Sa Sep 01, 2007 12:07 am    Titel: Antworten mit Zitat

Lösung teilweise gefunden:
Für Essbesteck ausgenommen Messer verwendet man Edelstähle die man nicht härten kann, aber billiger sind und sich gut umformen lassen.
Messer muss man aber härten können, drum finden sich dort oft Sorten die magnetisch sind. Scheint nen Zusammenhang zwischen härtbar und magnetisch zu geben...
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uli.paul



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BeitragVerfasst am: Mo Sep 03, 2007 4:24 am    Titel: Antworten mit Zitat

Nee Andi: zwischen haltbar und scharf gibt es keinen Zusammenhang. Mein "Geburtstagsbesteck" habe ich vor 53 Jahren erhalten und das ist immer noch so gut wie damals. Die Klinge ist scharf (ok, wurde nachgeschliffen) und der
Griff ist Silber (voll, echt, oder wie - interessiert mich nicht).

Das Geheimnis liegt in der Schmiedekunst - und da könnten wir heute durchaus Damaszenerschwerte produzieren. Aber keine zahlt es! Aber Nein! Gute Köche zahlen immer noch eine Menge Geld, um ein gutes Messer zu erhalten.

Es ist die Verschmelzung von Elastizität und Härte - immer noch eine Herausforderung.
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leenders



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BeitragVerfasst am: Mo Sep 03, 2007 8:31 am    Titel: Doch den gibt es. den Zusammenhang Antworten mit Zitat

uli.paul hat Folgendes geschrieben:
Nee Andi: zwischen haltbar und scharf gibt es keinen Zusammenhang. Mein "Geburtstagsbesteck" habe ich vor 53 Jahren erhalten und das ist immer noch so gut wie damals. Die Klinge ist scharf (ok, wurde nachgeschliffen) und der
Griff ist Silber (voll, echt, oder wie - interessiert mich nicht).

Das Geheimnis liegt in der Schmiedekunst - und da könnten wir heute durchaus Damaszenerschwerte produzieren. Aber keine zahlt es! Aber Nein! Gute Köche zahlen immer noch eine Menge Geld, um ein gutes Messer zu erhalten.

Es ist die Verschmelzung von Elastizität und Härte - immer noch eine Herausforderung.


Was hart ist bricht leicht, was wiech ist biegt sich.
Vergleiche ein feuchter Keks ist weich und biegsam
Ein trockener Keks ist hart und bricht...

Kobalt/Nickel legierte Stähle sind hart aber brechen leicht.
Erweichen auch bei Rotglut nicht und brechen einfach ab, wenn sie gebogen werden.

Materialmischungen wie Damaszenerschwerte hat man früher produziert weil es keine Möglichkeit der Metallurgie gab, man hatte nur Teufel und Belzebub.
Die hat man dann Kombiniert.
Jeder moderne Stahl ChromVanadiumStahl ist Deinem Damaszenerschwertstahl weit überlegen.

Rolf
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uli.paul



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Wohnort: Augsburg

BeitragVerfasst am: Di Sep 04, 2007 2:05 am    Titel: Antworten mit Zitat

Teufel und Beelzebub? Beileibe nicht! Und der Vergleich mit dem Keks hinkt doch wohl auf mehr als einem Bein.

Wir sind gerade (wieder, seit Jahrtausenden) dabei, den Vorteil von Verbundmaterialien zu erforschen und zu erkennen. Und Damaszenerstahl ist ein solches Verbundmaterial. Man kann ein Schwert aus diesem Material zum Kreis biegen und es federt zurück und ist wieder absolut gerade. Trotzdem ist es scharf wie ein Rasiermesser (oder zeitnäher: wie ein Tranchiermesser. Schärfer sind nur Filetiermesser und Skalpelle.)

Das hat mit der Metallurgie, im Sinne von "Legierung" nichts zu tun, ganz im Gegenteil. Die verschiedenen Komponenten eines Verbundwerkstoffes sind physikalisch klar - z.B. unter dem Mikroskop - zu erkennen.

Es gibt heute Messer mit Stahlklinge, die sich selbst schärfen. Das ist genau das Prinzip des Damaszenerschwerts: Ein Laminat aus weichem und hartem Stahl; aber nicht 3 oder 5 Lagen, sondern Hunderte von ihnen (Damaszenerschwert; Anm.: Die Besten haben auch mehr als tausend Schichten) bis Tausende (modernes Messer). Die Härte der Schichten nimmt von innen nach außen ab - also die "weichen" weiter innen sind härter als die "weichen" außen, aber sie sind immer weicher als die benachbarten harten Schichten. Analoges gilt für die harten Schichten.

Kommt einem doch (hier ohne die Graduierung) verdammt bekannt vor: glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK). Die Elastizität des Epoxy, kombiniert mit der Zugfestigkeit von einem Glasfasergewebe. Aber das ist ein recht primitives Beispiel - gebe ich ja zu.

Der Witz an der Sache ist einfach der: Dünne Schichten eines Materials verhalten sich nicht wie dicke Schichten. Sie ändern sehr oft grundlegende physikalische Eigenschaften.

Nach der Theorie "hart=spröde=>zerbricht leicht" dürfte es keine Rasierklingen geben. Denn die kann man zu einem Halbkreis biegen und sie zerbrechen nicht. Trotzdem sind sie hart - jedenfalls nehmen sie es mit einem HSS-Bohrer locker auf und der bricht bevor er wirklich krumm wird.

Wie Hans Sachs in den "Meistersingern von Nürnberg" in der Schlussszene (gräßlich, diese Schreibweise!) so trefflich sagt/singt: "Verachtet mir die alten Meister nicht..."
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