Alterung von Stoffen

TobiMcQuire · Gast

Meine Frage:
Hallo,

wie muss ich mir den Begriff der "Alterung" vorstellen?
ich kenne "Alterung" nur als eine Veränderung von Materialeigenschaften.
Vor allem bei antiken Holzmöbeln oder auch bei Kunststoffen.
Metalle natürlich auch durch Versprödung durch zwangsgelöste Elemente.
Aber gerade hier gibt es alterungsbeständige Legierungen die keine zwangsgelösten Elemente enthalten.

Diffusion, also der Ausgleich in einem Stoff durch Diffusion ist doch noch keine Alterung.
Den dadurch verändern sich in der regel doch nicht die Materialeigenschaften.

Meine Ideen:
Ich enke Alterung bezieht sich tatsächlich auf eine merkliche Verschlechterung der mechanischen und / oder optischen Eigenschaften.

AC-Gast · Gast

Der Begriff "Alterung" ist sehr allgemein und kann für unterschiedliche Materialien(Hoz,Kunststoff,Metall) verschiedenes bedeuten.
Bei Metalllegierungen würde ich sagen,daß Diffusion ein Mechanismus ist,durch den Alterungsprozesse im Kristallgefüge,ablaufen können.
Bei alterungsbeständigen Stählen z.B. ist die diffusion bestimmter Legierungsbestandteile stark eingeschränkgt,daher keine Alterung unter normalen Bedingungen und Zeiträumen.
Bei Kunststoffen gehört,neben der Oberflächenalterung(Vergilbung..),Depolymerisation und Umlagerungen der Krsitallstruktur zu den alterungesbedingten Gefügeveränderungen,die die Materialeigenschaften(s. Sprödizität u.ä.) beeinflussen.
Bei bestimmten Metalllegierungen wird auch direkt zwischen "natürlicher" und "künstlicher" Alterung unterschieden,was aber Behandlungen beim Herstellungsprozeß beschreibt.
Dazu z.B. Natural and artificial ageing in aluminium alloys – the role of excess vacancies nachlesen.

AC-Gast.

chemiewolf · Anmeldungsdatum: 06.07.2022 Beiträge: 475 Wohnort: Rheinhessen

eine wesentliche Rolle bei der Alterung von Holz und Kunststoffen spielen oxidative Prozesse durch Luftsauerstoff in Kombination mit UV-Strahlung (Versprödung, Ausbleichen u.ä.).

Bei Destillaten wie Whisky, Rum oder Weinbrand ist die Qualitätsverbesserung durch Alterung eine gewünschte und teuer bezahlte Eigenschaft.

TobiMcQuire · Gast

Was sind den normale Zeiträume?

Ich habe mal nach Diffusionskonstanten gegoogelt.

Wenn ich mir ansehe das hier lediglich Reichweiten im Nanometerbereich zurück gelegt werden, dann sprichst du wohl von ein paar hundert Jahren bei alterungsbeständigen Stählen, bevor hier eine Alterung eintritt.
Ich würde sogar noch länger vermuten (Nanometer an Reichweite ist ja kaum vorstellbar wenig) , aber die Umgebungsbedingungen und auch die "Abnutzung" durch den Alltag wofür diese Gegenstände geschaffen wurden, werden hier wohl viel schneller eine Alterung bewirken.

Glas ist wohl auch sehr alterungsbeständig.
Immerhin bekommt man noch sehr alte, antike Gläser im Top Zustand zu kaufen.
Gleiches gilt für Keramiken.

Toni1981 · Gast

Nobby · Moderator Anmeldungsdatum: 20.10.2014 Beiträge: 6438 Wohnort: Berlin

Toni1981 · Gast

Ich bedanke mich für die Aufklärung und entschuldige mich für die falsche Aussage ubd Vermutung eines falschen Posts.
Prost

AC-Gast · Gast

Kein Problem,du hast ja höflich nachgefragt.
Der Begriff "Gefüge" ist auch auf Werkstoffe aus polymeren Kunststoffen anwendbar(s. wiki-Artikel zu Gefüge).
Aufgrund der Bildung kristalliner Phasen auch bei Kunststoffen(s. Nobby),kann es bei solchen Werkstoffen zu zeitbedingten Umwandlungen kommen
(->Alterung).
Dazu:"Die physikalische Alterung ist eine bei Polymeren im Glaszustand auftretende Änderung der Materialeigenschaften (spezifisches Volumen, Wärmekapazität, Relaxationsfunktion, etc.) mit der Zeit. Diese ist umso stärker ausgeprägt, je näher sich das Polymer am Glasübergang befindet.
Physikalische Alterungsvorgänge sind thermoreversibel und laufen bei thermoplastischen Polymeren meist unterhalb der Glasübergang-stemperatur Tg ab. Die Materialien befinden sich aufgrund ihres Herstellungsprozesses in einem Nichtgleichgewichtszustand und relaxieren im Laufe der Zeit auf einen Gleichgewichtszustand hin .." aus
"Zum Alterungsverhalten von Polymeren:
Experimentell gestützte,thermo-chemomechanische Modellbildung
und numerische Simulation"

AC-Gast.

Toni1981 · Gast

Danke dir!

Prost

Die Glasübergangstemperatur kannte ich noch gar nicht.

Habe sie eben gegoogelt und das erklärt dann auch, warum im vergleich zu Metallen dort bei Raumtemperatur keine Gefügeänderungen statt finden.

Durch den deutlich höheren Schmelzpunkt würde ich annehmen.

Struwwelpeter · Gast

Du hast das schon ganz richtig erkannt.
Im vergleich zur Glasübergangstemperatur (die recht Nahe bei der Raumtemperatur liegt), ist der Schmelzpunkt von Stahllegierungen wesentlich höher.
Im Schnitt würde ich sagen bei ca. 1500 Grad.
manche Nichteisenmetalle kommen sogar auf Schmelzpunkte von 1700 und mehr Grad, wie z.b. Titan Legierungen.

Damit das Gefüge einer solchen Legierung Alterungserscheinungen zeigt wie z.b. die Vergröberung, benötigt man sehr hohe Temperaturen.
Diese hat man in der regel nur beim Schweißen durch die hohe Energieeinbringung und bei Wärmebehandlungen wie z.b. dem Lösungsglühen, weshalb man hierbei auch sehr darauf achten muss die oberen temperaturgrenzen einzuhalten und die Haltezeiten nicht zu lange zu wählen.
Sonst bringt eine solche Wärmebehandlung am Ende mehr Schaden als das sie nutzt.
Beim Schweißen gilt nur so tief wie nötig zu schweißen und das am besten geeignetste Schweißverfahren zu wählen.
Allerdings gibt es hier auch noch ganz andere probleme, das gehört aber in die Metallurgie.

Nur abschließen so viel.

Bei normalen Umgebungstemperaturn wird ein Gefüge einer Stahllegierung keine Alterungserscheinungen zeigen.

Allerdings gibt es auch sehr temperaturstabile Kunststoffe.

Toni1981 · Gast

Danke

Warum heißt es den Glasübergangstemperatur?
Kunststoff hat doch nichts mit Glas zu tun?

Nobby · Moderator Anmeldungsdatum: 20.10.2014 Beiträge: 6438 Wohnort: Berlin

Die Glasübergangstemperatur ist die Temperatur, bei der ein amorphes Polymer von einem harten/glasartigen Zustand in einen weichen/lederartigen Zustand übergeht, oder umgekehrt. Die Tg steht in direktem Zusammenhang mit der Festigkeit und den Einsatzmöglichkeiten eines Materials in einer bestimmten Endanwendung.[/b]

Toni1981 · Gast

Nochmals Danke.