Woher kommen Metalle?

Um die Frage zu beantworten, woher Metalle kommen, müssen wir zunächst das Wort „Metall“ definieren. Reine Metalle sind Grundelemente der Materie. Es gibt 118 bekannte Elemente, die entweder in der Natur gefunden oder im Labor hergestellt wurden. Die meisten dieser Elemente sind Metalle, aber es gibt eine kleine Anzahl nichtmetallischer Elemente wie Kohlenstoff und einige „Zwischenelemente“, sogenannte Metalloide.

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Was sind Metalle?

Metalle haben bestimmte physikalische Eigenschaften, die sie von Nichtmetallen und Halbmetallen unterscheiden. Der offensichtlichste Unterschied besteht darin, dass Metalle Wärme und Strom sehr gut leiten. Sie sind in der Regel hart, wenn sie fest sind, und haben einen glänzenden Glanz. Eine weitere wichtige Eigenschaft von Metallen ist, dass sie duktil sind, was bedeutet, dass sie in verschiedene Formen gehämmert oder bearbeitet werden können. Sie können auch geschmolzen und in Formen gegossen oder mit Werkzeugmaschinen geschnitten werden, um nützliche Gegenstände herzustellen.

Alle Metalle, die wir auf der Erde finden, haben ihren Ursprung vor Milliarden von Jahren. In der ultraheißen Umgebung der Sterne verschmolzen einfache Wasserstoff- und Heliumatome zu schwereren Elementen. Nachdem die ursprünglichen Sterne explodierten, fanden Staub und Gas aus der Explosion ihren Weg in unsere lokale Galaxie und wurden bei der Entstehung unseres eigenen Sonnensystems gefangen. Partikel, die um die neue Sonne herumwirbelten, klumpten zu Planeten zusammen, einschließlich der Erde.

Wie stellt man Metall her?

Ein Großteil des Metalls auf der Erde, insbesondere Eisen, befindet sich in seinem Kern. Metall wird ungleichmäßig in der Erdkruste verstreut, mit Gestein vermischt und mit Sauerstoff und anderen Elementen kombiniert. Einige Gesteinsarten wie Granit enthalten nur Spuren von Metall. Das Metall, das wir zur Herstellung von Gebäuden, Computern, Autos und Lastwagen und vielen anderen Produkten verwenden, stammt aus unterirdischen Lagerstätten von Mineralerzen mit hohen Metallkonzentrationen.

Die frühesten Menschen entdeckten kleine Stücke von natürlich vorkommenden Metallen wie Kupfer, Zinn und Gold, die sie in Ornamente und andere Gegenstände hämmerten. Sie lernten, Metalle miteinander zu mischen, um neue Metalle, sogenannte Legierungen, herzustellen, die ihre Eigenschaften verbesserten. Durch das Mischen von Kupfer mit Zinn wurde beispielsweise Bronze hergestellt, die für Waffen viel härter und besser ist als reines Kupfer. Eine wichtige Metalllegierung ist Stahl, bei dem es sich um Eisen handelt, das mit geringen Mengen Kohlenstoff vermischt ist.

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Wie Metalllegierungen hergestellt werden

Der erste Schritt bei der Herstellung von Metalllegierungen beginnt mit dem Abbau des Erzes aus dem Boden. Das Erz muss dann verarbeitet werden, um das Metall aus Nichtmetallen wie Gestein zu extrahieren. Der Extraktionsprozess kann Folgendes umfassen:

• das Erz zu Pulver zerkleinern
• auf hohe Temperaturen erhitzen
• mit Wasser oder einem chemischen Bad ausspülen
• Filtern des Schlamms
• Ausfällen der Flüssigkeit
• Anlegen von elektrischem Strom, um starke chemische Bindungen zu brechen

Wenn das Metall einmal gewonnen wurde, kann es für eine Vielzahl von Zwecken verwendet werden, von Aluminiumdosen bis zu Stahlgerüsten, von verzinkten Dächern bis hin zu elektronischen Schaltungen.

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