Wir überprüfen weiterhin einige der wichtigsten Materialien in der Wärmebehandlung und Metallurgie.

Cer (chemisches Symbol: Ce)

Cer ist ein formbares, hellsilbernes Metall (Abb. 1), dass wird getrübt, wenn ausgesetzt luft und ist weich genug, um geschnitten werden mit einer klinge. Es gilt als Seltenerdelement und wird immer in Kombination mit anderen Seltenerdelementen gefunden. Cer ist das 25. am häufigsten vorkommende Element und damit so weit verbreitet wie Kupfer. In Luft oxidiert Cer schnell und bildet eine Skala, die sich ablöst, so dass eine zentimetergroße Probe in 1 Jahr vollständig korrodiert.Cer wurde 1803 von dem schwedischen Chemiker Jöns Jakob Berzelius und dem Physiker Wilhelm Hisinger entdeckt. Berzelius gilt als einer der Begründer der modernen Chemie und ist bekannt für seine Bestimmung der Atomgewichte sowie als Entdecker mehrerer Elemente. Im selben Jahr wurde Cer in Deutschland vom Chemiker Martin Heinrich Klaproth unabhängig entdeckt. Klaproth gilt als der führende deutsche Chemiker seiner Zeit und entdeckte auch Uran und Zirkonium. Cer wurde von Berzelius nach dem Zwergplaneten Ceres benannt, der zwei Jahre zuvor entdeckt worden war und nach der römischen Göttin der Landwirtschaft, Getreideernte, Fruchtbarkeit und mütterlichen Beziehungen benannt wurde.

Cer-Metall ist stark pyrophor, was bedeutet, dass es brennt und Funken abgibt, wenn es zerkratzt oder getroffen wird. Aus diesem Grund ist es ein Hauptbestandteil der Legierung Mischmetal (Abb. 2), eine Anwendung, für die der Feuerstein in Zigaretten- und Gasfeuerzeugen ist.

Cer wurde kürzlich mit Aluminium zu einer neuen Legierung kombiniert, die eine hohe Temperaturbeständigkeit verspricht. Der Schlüssel zur Hochtemperaturleistung der Legierung ist eine spezifische Aluminium-Cer-Verbindung oder intermetallisch, die sich im Inneren der Legierungen bildet, wenn sie geschmolzen und gegossen werden. Dieses Intermetall schmilzt nur bei Temperaturen über 1093°C (2000 °F).Diese Wärmetoleranz macht Aluminium-Cer-Legierungen für den Einsatz in Verbrennungsmotoren sehr attraktiv. Tests haben gezeigt, dass die neuen Legierungen bei 300ºC (572ºF) stabil sind, einer Temperatur, die dazu führen würde, dass herkömmliche Legierungen zerfallen. Darüber hinaus eliminiert die Stabilität dieses intermetallischen materials die Notwendigkeit von Wärmebehandlungen, die typischerweise für Aluminiumlegierungen erforderlich sind.

Hier sind ein paar interessante Fakten über Cer.

• Ordnungszahl: 58
• Atomgewicht: 140,116
• Schmelzpunkt: 1071 K (798 °C oder 1468 °F)
• Siedepunkt: 3697 K (3424 °C oder 6195 °F)
• Dichte: 6,770 Gramm pro Kubikzentimeter
• Phase bei Raumtemperatur: Solide
• Element klassifizierung: Metall