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Aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken

Metalle als Baustoff: Eigenschaften & Verwendung bei Heimwerker-Projekten

  • Aktualisiert: 26.04.2023
  • 17:44 Uhr
Metall ist trotz der schwierigen Verarbeitung gut fĂŒr DIY-Projekte geeignet, da es viele verschiedene Eigenschaften mit sich bringt. In diesem Ratgeber zeigen wir Ihnen alles Wichtige ĂŒber die Metallarten.
Metall ist trotz der schwierigen Verarbeitung gut fĂŒr DIY-Projekte geeignet, da es viele verschiedene Eigenschaften mit sich bringt. In diesem Ratgeber zeigen wir Ihnen alles Wichtige ĂŒber die Metallarten.© stock.adobe.com

Das Wichtigste in KĂŒrze

  • Was ist Metall und wie können Sie den Baustoff richtig bearbeiten?

  • Welche Eigenschaften haben Metalle?

  • Welche Metallarten gibt es?

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Metall ist fĂŒr Heimwerker ein anspruchsvolles Material, das sich mit etwas Übung aber dennoch gut verarbeiten lĂ€sst. Jedes Metall hat dabei ein anderes Einsatzgebiet. Aluminium ist beispielswiese fĂŒr die Ausgestaltung von Dachrinnen gut geeignet, weil es witterungsbestĂ€ndig ist und eine hohe Zugfestigkeit aufweist. Massiver ist dagegen Eisen, das sich aber nur durch Schweißen richtig formen lĂ€sst. In diesem Ratgeber bekommen Sie eine kompakte Übersicht ĂŒber die gĂ€ngigsten Metallarten und ihre Bearbeitung.

Was ist Metall?

Metalle sind chemische Elemente, die in der Regel gut elektrisch leitfĂ€hig sind und auch eine gute WĂ€rmeleitfĂ€higkeit besitzen. Wie z.B. Gold, Silber und Titan verfĂŒgen sie ĂŒber einen metallischen Glanz und sind meist gut verformbar. Viele Metalle eigenen sich deshalb gut als Werkstoffe im DIY, in der Elektrotechnologie und im Baugewerbe.

Etwa 80 % aller chemischen Elemente im Periodensystem sind Metalle. In der Natur gibt es sie als Reinmetalle oder in sogenannten Legierungen. In einer Legierung sind mehrere metallische Elemente miteinander vereint.

Aus unserem Alltag sind Metalle nicht mehr wegzudenken. Sie werden bereits seit ĂŒber 7000 Jahren fĂŒr Bauvorhaben und als Tausch- und Zahlungsmittel verwendet. Seit mindestens 3000 Jahren kennt die Menschheit auch Legierungen. Zu den ersten gefundenen Metallen gehört das Gold, aber auch Silber, Kupfer und Stahl wurden sehr frĂŒh entdeckt und nutzbar gemacht. Nach und nach erfanden die Menschen Techniken der Metallgewinnung und der Verarbeitung. Heute lĂ€sst sich anhand des Stahlverbrauches eines Landes dessen Industrialisierungsgrad ablesen.

Das sind die wertvollsten Metalle: In diesem Clip sehen zeigen wir Ihnen die teuersten Metalle und welche Eigenschaften diese so begehrenswert fĂŒr die Industrie machen.

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Im modernen Alltag existieren zahlreiche Verwendungsbereiche fĂŒr Metall

  • Fahrzeugs- und Schiffsbau (Stahl)
  • Maschinenbau (Stahl)
  • EDV- und HaushaltsgerĂ€te (Aluminium)
  • Kabel- und Leiterplatten (Kupfer)
  • Batterien & Akkus (Lithium)
  • Schmuckindustrie (Gold)
  • Medizintechnik (Platin)
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Kupfer - Lebenswichtiges Metall der Moderne

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Diese Liste lĂ€sst sich beliebig verlĂ€ngern. Da Metalle in der AusprĂ€gung ihrer Eigenschaften sehr unterschiedlich sein können, existieren entsprechend viele Nutzungsmöglichkeiten. WĂ€hrend Stahl ein Synonym fĂŒr HĂ€rte ist, schmilzt Quecksilber als Metall schon bei Raumtemperatur.

Wissenswertes: Wie werden Metalle gewonnen?

  • Viele Metalle befinden sich in der Form von Erzen in der Erdkruste. Dazu gehören Aluminium, Magnesium und Natrium. Das Metall ist hier noch mit Gestein vermischt. Um diese Verbindung zu trennen, existieren verschiedene Verfahren. Je nach Art des Metalls werden chemische Reaktionen erzeugt, um die Metalle von dem Gestein zu extrahieren und sie am Ende in Reinform zu gewinnen.

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Was ist eine Legierung?

Eine Legierung ist eine Mischung aus mindestens zwei verschiedenen chemischen Elementen, von denen eines ein Metall sein muss. Bronze besteht zum Beispiel aus Kupfer und Zinn. Eine solche Legierung wird erzeugt, wenn die Eigenschaften beider Metalle zusammen eine bessere Leistung erbringen können. Sie werden hauptsÀchlich durch das Zusammenschmelzen der Stoffe oder durch Diffusion erzeugt. In einigen FÀllen werden auch Nichtmetalle wie Bor oder Kohlenstoff in die Legierung mit aufgenommen. Das ist unter anderem bei Stahl und Bronze der Fall.

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Welche Eigenschaften haben Metalle?

Metalle haben durch die sogenannte Metallbindung besondere Eigenschaften, die bei den einzelnen Metallen unterschiedlich ausgeprÀgt sind:

➜ Haltbarkeit

Metalle sind in der Regel sehr robust und widerstandsfĂ€hig gegenĂŒber Verschleiß und SchĂ€den, was sie zu einer guten Wahl fĂŒr DIY-Projekte macht, die eine hohe Belastbarkeit erfordern.

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➜ Metallischer Glanz

Die Metallbindung ist fĂŒr den metallischen Glanz verantwortlich. Metallatome haben eine hohe Anzahl von freien Elektronen, die sich innerhalb des Metallkristalls frei bewegen können. Wenn Licht auf die OberflĂ€che des Metalls trifft, wird es von diesen Elektronen absorbiert und in alle Richtungen reflektiert, was zu einem metallischen Glanz fĂŒhrt.

➜ Elektrische LeitfĂ€higkeit

Die Elektronen in den Metallen können in eine Richtung wandern und so Strom weiterleiten. Silber und Kupfer besitzen eine besonders gute elektrische LeitfÀhigkeit. Blei oder Titan leiten elektrischen Strom deutlich schlechter.

➜ WĂ€rmeleiter

Viele Metalle sind ein guter WĂ€rmeleiter. Das gilt vor allem fĂŒr Gold und Silber.

➜ Hoher Schmelzpunkt

Ein Großteil der Metalle besitzen hohe Schmelz- und Siedetemperaturen. Daher mĂŒssen hĂ€ufig hohe Temperaturen erzeugt werden, um Metalle zum Schmelzen zu bringen.

Ausnahme

  • Quecksilber liegt schon bei Raumtemperatur in flĂŒssigem Zustand vor.

➜ Verformbarkeit

Metalle sind in ihrer Struktur gitterförmig angelegt. Dadurch lassen sich viele Metalle sehr gut Formen, ohne dass sie dabei zerstört werden.

Welche Metallarten gibt es?

Die meisten der bekannten chemischen Elemente gehören zu den Metallen. Es existiert folglich eine Vielzahl an unterschiedlichen Metallarten und Legierungen auf der Welt. Im Folgenden haben wir eine Übersicht ĂŒber ein paar der wichtigsten Metallarten und ihre Eigenschaften zusammengestellt.

  • Kupfer (Cu)
    Kupfer ist ein sehr guter Leiter fĂŒr elektrische Energie und wird daher hĂ€ufig fĂŒr die Herstellung von Kabeln verwendet. Auch die kleinen Cent-MĂŒnzen bestehen aus dem rötlich schimmernden Metall.
  • Eisen (Fe)
    Eisen ist das hÀufigste Element in der Erdkruste. Es hat eine hohe Dichte, ist gut verformbar und hat eine gute elektrische LeitfÀhigkeit. Eisen wird in vielen verschiedenen Formen und Legierungen verwendet, darunter Stahl, Gusseisen und rostfreier Stahl.
  • Aluminium (Al)
    Aluminium ist das dritthĂ€ufigste Element in der Erdkruste und wird heute fĂŒr viele Alltagsprodukte verwendet. Aufgrund seiner Leichtigkeit ist es Bestandteil von GetrĂ€nkedosen und Fahrradzubehör. Es lĂ€sst sich sehr gut recyclen.
  • Lithium (Li)
    Als Bestandteil von Batterien und Smartphones ist Lithium aus dem modernen Alltag nicht mehr wegzudenken. Es ist anders als andere Metalle sehr weich und aufgrund der geringen Dichte auch sehr leicht.
  • Gold (Au)
    Gold gehört zu den teuersten Metallen der Welt. Es ist korrosionsbestÀndig und wird vor allem in der Schmuckindustrie, in der Elektroindustrie und als internationales Zahlungsmittel verwendet.
  • Platin (Pt)
    Als Edelmetall ist Platin noch wertvoller als Gold und gilt daher als ideale Wertanlage. Es wird in Katalysatoren, in der Medizin und der Labortechnik verwendet. Beliebt ist Platin auch wegen seines hellen Glanzes.

Einteilung der Metalle nach ihren Eigenschaften

Metalle können anhand ihrer Eigenschaften unterschiedlich klassifiziert werden. FĂŒr die Einteilung existieren zwei verschiedene Möglichkeiten: Die Einteilung der Metalle nach Ihrer Dichte oder ihrer ReaktivitĂ€t.

  1. Einteilung nach Dichte  
    Werden Metalle nach ihrer Dichte klassifiziert, dann teilen sie sich in Leicht- und Schwermetalle auf. Leichtmetalle wie Aluminium besitzen eine Dichte unter 5g/ cm3. Schwermetalle wie Blei liegen bei ĂŒber 11g/ cm3.
  2. Einteilung nach ihrer ReaktivitĂ€t  
    Als leicht oxidierbar werden Metalle bezeichnet, die im Kontakt mit der Luft Oxide oder im Kontakt mit Wasser Hydroxide bilden. Sie werden auch unedle Metalle genannt. Edle Metalle geben ihre Valenzelektronen schwerer ab. Daher oxidieren sie auch nicht so leicht.

So können Sie Metall richtig bearbeiten

Es gibt ganz unterschiedliche Möglichkeiten der Metallbearbeitung – viele davon können Sie auch in der heimischen Werkstatt durchfĂŒhren. Passendes Werkzeug ist entweder griffbereit oder kann sich jeder aus dem Baumarkt leihen. Metalle können Sie biegen, frĂ€sen, verschrauben, schweißen und löten. Wie Sie Metall richtig trennen oder es verschweißen, lesen Sie in der folgenden Übersicht.

Metall trennen: So geht’s richtig

Das "Anreißen" von Metallen bezieht sich auf das Einschneiden oder Anritzen der OberflĂ€che eines Metalls. Beim Anreißen wird normalerweise ein scharfes Werkzeug wie eine Feile oder ein Anreißstift verwendet, um eine Linie auf der MetalloberflĂ€che zu ziehen. Diese Linie kann dann als Leitfaden fĂŒr weitere Schritte dienen.

Das Metall selbst trennen Sie je nach Dicke und MaterialqualitĂ€t mit einer Blechschere oder einem Bolzenschneider. Bei grĂ¶ĂŸeren MaterialstĂ€rken kommen andere Werkzeuge wie eine SĂ€ge oder ein Winkelschleifer zum Einsatz. MĂŒssen Rohre abgetrennt werden, gelingt dies am besten mit einem speziellen Rohrschneider.

Tipp: Trennen beschichteter Metalle

  • Wenn Sie beschichtete Metalle voneinander trennen wollen, dann sollte die Beschichtung vor der Bearbeitung entfernt werden. Sie wird spĂ€ter mit einem Reparaturanstrich wieder aufgetragen.

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Metall schweißen: darauf sollten Sie achten

Mit ein wenig Übung und handwerklichem Geschick braucht sich niemand vor einfachen Schweißarbeiten zu fĂŒrchten. Damit können Sie viele kleine Reparaturen an metallischen Verbindungen einfach selbst durchfĂŒhren. Metall fĂŒgt sich sehr schnell. Wird es erhitzt und anschließend wieder zusammengebracht, dann entsteht daraus wieder eine sehr feste und sichere Verbindung. Wichtig ist eine SchutzausrĂŒstung, um keine Verletzungen davonzutragen. Daneben benötigen Sie ein SchweißgerĂ€t und entsprechendes Schweißzubehör.

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