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Folie

Folie

Eine Folie (v. lat.: folium = Blatt) ist ein in Bahnen hergestelltes, flexibles, unter 1 mm dünnes Kunststoff- oder Metallblatt. Metallfolien werden durch Walzen, Kunststofffolien durch Gießen, Kalandrieren oder die Blasfolien-Extrusion hergestellt. Dünne Metallblättchen werden unter anderem für Schwingungsvorgänge verwendet, etwa in manchen Musikinstrumenten, zur Aufhängung des Pendels von präzisen Pendeluhren, oder als Torsionsband von Kreiselgeräten der Geodäsie. Plastikfolien dienen unter anderem der Verpackung, der Abdeckung von Baumaterial und der (meist vorläufigen) Verkleidung von Öffnungen. Andere Baufolien werden zur Isolation verschiedener Schichten verwendet. In der Geotechnik sind so genannte Geotextilien in Gebrauch, mit denen unterirdische Schichten gegeneinander isoliert werden oder - etwa bei Deponien - auch zum Sammeln der Deponiegase benützt werden. Durchsichtige Folien dienen als Trägermaterial von beschreibbaren Overheadfolien für Tageslichtprojektoren oder für die lichtempfindliche Schicht von Filmen. Mit Folien (in der Mehrzahl) ist sehr oft die Menge von realen oder virtuellen Folien eines Vortrags gemeint.
- Eine reale Folie in diesem Fall wäre eine beschriftete oder bedruckte Klarsichtfolie, die mittels Overheadprojektor auf eine entsprechende Fläche projiziert wird,
- eine virtuelle Folie wäre das virtuelle Pendant dazu, was mittels Computer und Beamer auf eine eben solche Fläche projiziert wird. Die eine solche Menge zusammengehöriger virtueller Folien wird oft auch als Präsentation bezeichnet. Aus diesem Grund werden sie auch
- PowerPoint-Folien oder auch
- OpenOffice-Folien genannt, je nachdem, in welchem Dateiformat diese Folien vorliegen. Daher rühren Sätze wie "Kannst du mir die Folien schicken?", was eigentlich auf das Senden einer entsprechenden Datei abzielt. Bei der Herstellung von Landkarten werden jeweils mehrere "Folien" für die einzelnen Inhalte graviert oder belichtet, etwa für die Isolinien, die Gewässer oder die Gebäude. Damit der Druck genau übereinander erfolgt, muss man sie mit Passpunkten oder Schlitzen genau justieren.
Von dieser Technik leitet sich auch der Begriff der digitalen "Themenfolie" bei Geoinformationssystemen ab: die thematischen Ebenen werden zwar in verschiedenen Dateien speichert, lassen sich aber miteinander kombinieren und verknüpfen. Die englische Bezeichnung "Foil" ist eine Schriftart, und als FOIL der Name einer früheren Programmiersprache. Siehe auch: Blasfolie, Drucktechnik, Dünne Schichten, Klarsichtfolie, Overheadprojektor, Plastiktüte, EL Folie http://www.elfolien.com Kategorie:Halbzeug Kategorie:schutz

Kunststoff

Als Kunststoffe bezeichnet man Stoffe, deren Grundbestandteil synthetisch oder halbsynthetisch erzeugte Polymere sind. Durch die Auswahl des Ausgangsmaterials, das Herstellungsverfahren und die Beimischung von Additiven lassen sich technische Eigenschaften von Kunststoffen wie Formbarkeit, Härte, Elastizität, Bruchfestigkeit, Temperatur- und chemische Beständigkeit in weiten Grenzen variieren. Solche mit Zuschlagsstoffen versehene Formmassen werden dann nach DIN EN ISO 1043 (Thermoplaste) und nach DIN 7708 (Duroplaste) gekennzeichnet. Kunststoffe werden zu Formteilen, Halbzeugen, Fasern oder Folien weiterverarbeitet. Halbsynthetische Kunststoffe entstehen durch die Verarbeitung natürlicher Polymere (zum Beispiel Zellulose zu Zelluloid). Synthetische Kunststoffe werden durch Polymerisation (Polyaddition, Polykondensation usw.) aus einem Monomer erzeugt. Rohstoff ist meist gecracktes Naphta. Umgangssprachlich und abwertend wird Kunststoff oft als Plastik oder Plaste bezeichnet, selbst wenn das Material eigentlich elastisch ist. Daher wird in der Wissenschaft der Begriff Kunststoffe bevorzugt.

Charakterisierung nach Eigenschaften


- Thermoplaste :Kunststoffe, die aus langen, linearen Molekülen bestehen. Durch Energiezufuhr werden diese Materialien formbar bis plastisch und können mit verschiedenen Verfahren verarbeitet werden. Nachdem das jeweilige Werkstück wieder abgekühlt ist, behält es seine Form. Dieser Prozess ist reversibel (wiederholbar). :Die meisten der heute verwendeten Kunststoffe fallen unter diese Gruppe. Für einfache Konsumwaren, Verpackungen etc. werden häufig Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polyethylenterephthalat (PET) und Polystyrol (PS) eingesetzt. Technische Teile werden meist aus Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS), Polyacetal (POM), Polyamid (PA), Polybutylentherephthalat (PBT), Polyethersulfon (PES), Polycarbonat (PC), Polyphenylensulfid (PPS), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyetheretherketon (PEEK) oder Polyimid (PI) gefertigt. In der Bauindustrie, insbesondere für Dachbahnen, Fensterprofile und Rohre wird vielfach der Werkstoff Polyvinylchlorid (PVC) verwendet, der aber in der Regel mit Zusatzstoffen in den Eigenschaften (hart oder weich) modifiziert wird. :Um neue bisher noch nicht vorhandene Eigenschaften zu erzeugen, können auch zwei oder mehrere Thermoplaste vermischt werden. Dieser neue Kunststoff ist dann ein Polyblend.
- Duroplaste :Kunststoffe, die bei der Verarbeitung räumlich eng vernetzen. Diese Vernetzung erfolgt chemisch zwischen den Molekülen der Ausgangsmaterialien. Dieser Vorgang ist nicht umkehrbar. Sobald ein derartiges Material vernetzt ist, kann es nur noch mechanisch bearbeitet werden. Duroplaste sind meistens hart und spröde. :Bei Hitzeeinwirkung werden Duroplaste nicht weich. Deshalb werden sie häufig für Elektroinstallationen verwendet. Einer der verbreitetsten und ältesten Kunststoffe dieser Klasse ist Bakelit. In diese Gruppe fallen auch praktisch alle Kunstharze wie beispielsweise Epoxide.
- Elastomere :Zu den Elastomeren gehören alle Arten von vernetztem Kautschuk. Die Vernetzung erfolgt beispielsweise durch Vulkanisation mit Schwefel, mittels Peroxiden, Metalloxiden oder Bestrahlung. :Die Elastomere sind weitmaschig vernetzt und daher flexibel. Elastomere werden beim Erwärmen nicht weich und sind in den meisten Lösemitteln nicht löslich. Daher werden sie für Hygieneartikel oder Chemikalienhandschuhe verwendet. Die Gummimischung von Autoreifen ist ebenfalls ein Elastomer, diese erhält ihre Eigenschaften durch Vulkanisation. :Beispiele für Elastomere sind Naturkautschuk (NR), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Chloropren-Kautschuk (CR), Butadien-Kautschuk (BR) und Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM).

Verarbeitung


- Extrudieren
- Spritzgießen
- Kalandrieren
- Schäumen

Wichtige Massenkunststoffe

Etwa 90% der weltweiten Produktion entfallen in der Reihenfolge ihres Anteils auf die folgenden sechs Kunststoffe:

Sonstige Kunststoffe

Entwicklungsgeschichte der Kunststoffe

Vorläufer von Kunststoffen gab es in allen Kulturen. In Arabien wurden Wasserbecken und Kanäle mit natürlichem Asphalt abgedichtet. Ebenso wurden dort bestimmte Baumharze als Gummi Arabicum eingesetzt und nach Europa exportiert. Aus Osteuropa ist Bernstein als fossiles Harz für die Verwendung bei Pfeilspitzen und Schmuckgegenständen bekannt. Im Mittelalter wurde Tierhorn durch bestimmte Verfahrensschritte in einen plastisch verformbaren Stoff verwandelt. Naturforscher brachten aus Malaysia und Brasilien im 17. und 18. Jahrhundert elastische Massen, gewonnen aus milchigen Baumsäften, mit. Hierfür wurde der Begriff Gummi in Deutschland eingeführt. Seit Mitte des 19. Jahrhunderts entwickelte sich eine rasch wachsende Gummi-Industrie. Der Erfinder Charles Goodyear stellte fest, dass sich Gummi durch Zusatz von Schwefel und durch Vulkanisation in einen guten Reifenwerkstoff verwandeln lässt. Ebenso entdeckte er Hartgummi, eine bei Wärme verformbare aber bei Raumtemperatur harte Masse, welche anfangs Ebonit genannt wurde. Daraus wurden zum Beispiel Schmuckstücke, Füllfederhalter, Teile von Musikinstrumenten und Telefonen gemacht. Dieser erste Duroplast startete die Entwicklung der Kunststoffe als Werkstoff im Umfeld des Menschen. Später wurde in England Cellulosenitrat zur Imprägnierung von Textilien und in den USA Schellack entwickelt. Im Jahre 1869 erfand John Wesley Hyatt das Celluloid und 3 Jahre später die erste Spritzgußmaschine. Der Werkstoff Casein (Galalith) wurde 1897 erfunden, und ähnelt stark Horn oder Elfenbein. Hierraus wurden in verschiedenen Farben zum Beispiel Knöpfe, Anstecknadeln, Gehäuse für Radios, Zigarettendosen, Spielzeug, Griffe für Regenschirme u. ä. hergestellt. Der Kunststoffverbrauch lag im Jahre 1930 schon bei ca. 10.000 t. Das von Otto Röhm 1928 angemeldetete Patent zu Polymethylmetacrylat (PMMA) startete eine Ära, die bis heute anhält. Weiterhin kommen in dieser Zeit die Phenolharze zur Geltung, wobei der Erfinder Leo Hendrik Baekeland mit dem Werkstoff Bakelite sehr erfolgreich ist. Durch die guten elektrischen Eigenschaften wird er u. a. rasch in der aufstrebenden Elektroindustrie eingesetzt. Der Münchner Chemiker Dr. Ernst Richard Escales gibt 1910 der Werkstoffgruppe den Namen „Kunststoffe“. Die von ihm gegründete gleichnamige Zeitschrift erscheint erstmals 1911. Fritz Klatte entdeckt 1912 die Hintergründe des Polymerisationsvorganges von PVC welches bereits 1838 erstmals erzeugt wurde. 1926 veröffentlichte Hermann Staudinger wichtige Theorien über den Aufbau von Kunststoff. Hierfür erhielt er 1952 den Nobelpreis. 1930 wird in Ludwigshafen die „PS“-Produktion begonnen. 1931 wird bei ICI in Großbritannien erstmals Polyethylen hergestellt. In Ludwigshafen wird 1934 die Herstellung von Epoxidharzen von Paul Schlack begonnen. In Jahre 1935 wird gleichzeitig von Henkel (Mainkur) und Ciba (Schweiz) die Entwicklung von Melamin-Formaldehydharz und von DuPont die Entwicklung von Polyamid 6 (Nylon) beschrieben. Das von Paul Schlack 1937 hergestellte Polyamid 6 auf Basis von Caprolactam wird dann Perlon getauft. Etwa zeitgleich wird in den Buna-Werken der IG Farben die Fertigung von Buna S und Buna N als synthetischer Gummi-Ersatz begonnen. Otto Bayer entwickelte in diesem Jahr Polyurethan in Ludwigshafen. Bei DuPont wird 1938 der Kunststoff Polytetrafluorethylen (Teflon) entwickelt. 1939 folgen bei ICI Low-Density Polyethylen (PE-LD). Der Werkstoff Polyethylenterephthalat (PET) wurde von J. R. Whinfielt und J. T. Dickson bei Calico Printers im Jahre 1941 erfunden. 1942 entdeckte Harry Coover (USA) bei Eastman Kodak den „Sekundenkleber“ Methylcyanoacrylat. Methylcyanoacrylat Im Zeitraum von 1910 bis 1950 wurde Kunststoff von einem Ersatzstoff mit besonderer Bedeutung zu einem Werkstoff für die industrielle Massenfertigung. Die Weltproduktion überschritt 1949 die Grenze von 1 Mio. t. Die Thermoplaste setzten sich von 1950 bis 1980 durch. In diesen Jahren wurden Werkstoffe wie PS, PE-HD, PP, PC, FEP, PVF, PES, PSU, PPE, PPO und einige andere entwickelt. Im Jahre 1976 lag die Weltproduktion bereits bei 50 Mio. t. Im Jahre 1971 folgten LCP und PPS sowie im Jahre 1972 PBT. Im Jahre 2003 erreichte die Weltproduktion ca. 200 Mio. t. Hierbei ging der Anteil der Duroplaste stetig zurück, und lag im Jahre 2000 nur noch bei ca. 15 %. Der Pro Kopf-Verbrauch an Kunststoffen im Jahr 2000 bei 92 kg in West-Europa, 13 kg in Ost-Europa, 130 kg in NAFTA, 19 kg in Lateinamerika, 86 kg in Japan, 13 kg in Südost-Asien und im mittleren Osten/Afrika bei 8 kg. Die Kunststoffindustrie ist bis heute weiterhin eine Wachstumsbranche, wobei die Herstellkapazitäten in Asien etwa im Jahre 2006-2008 die führenden und etwa gleichstarken Regionen Europa und Nord-/Südamerika überholen werden.

Literatur


- Oberbach et al. (Hrsg.): Saechtling Kunststoff-Taschenbuch. 29. Auflage. Carl Hanser Verlag, München 2004, ISBN 3-446-22670-2
- Otto Schwarz:Kunststoffkunde ISBN 3802319176
- Gottfried W. Ehrenstein: Polymer-Werkstoffe. 2. Auflage. Carl Hanser Verlag, München 1999, ISBN 3-446-21161-6
- Brigitta Huckestein, Thomas Plesnivy: Möglichkeiten und Grenzen des Kunststoffrecyclings. Chemie in unserer Zeit 34(5), S. 276 - 286 (2000), ISSN 0009-2851

Weblinks


- [http://www.peterlutz.ch/lernen/werkstoff/kunststoffe/mkun1a.html Geschichte der Kunststoffe] (von Peter Lutz)
- [http://www.kunoscoolekunststoffkiste.de Experimentierkoffer: Kunststoffe spielerisch kennenlernen]
- [http://www.greenplastics.com/ Green Plastics: Biopolymere] (engl.)
- [http://www.deutsches-kunststoff-museum.de Deutsches Kunststoff Museum, Kunststoff-Museums-Verein e. V. Düsseldorf] Kunststoffdatenbanken:

- [http://www.campusplastics.com/ CAMPUS Werkstoffdaten]
- [http://www.format.mwn.de/ FORMAT Werkstoffdatenbanken und Werkstoff-Informationsvermittlung] Institute und Verbände:

- [http://dki-online.de/ Deutsches Kunststoff-Institut]
- [http://www.gkv.de/ Gesamtverband Kunststoffverarbeitende Industrie e.V. (GKV)]
- [http://www.plasticseurope.org PlasticsEurope - Der Verband der Kunststofferzeuger in Europa (eng.)]
- [http://www.skz.de/ Süddeutsches Kunststoff Zentrum (SKZ)]
- [http://www.ikv-aachen.de Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV)] Fachinformationen und Branchenmedien für die Kunststoffindustrie:

- [http://www.kiweb.de/ Kunststoff Information, Branchendienst mit Marktinformationen (Rohstoffpreisen) und Unternehmensnachrichten]
- [http://www.kunststoff-magazin.de/ Kunststoff Magazin, Fachmagazin für die Kunststoff-Industrie (Kennziffern-Zeitschrift)]
- [http://www.k-zeitung.de/ Kunststoff-Zeitung, Fachzeitung der Kunststoff- und Kautschukbranche]
- [http://www.kunststoffe.de/ Kunststoffe, Ältestes Fachmagazin für die Kunststoff-Industrie und Organ mehrerer Verbände]
- [http://www.KunststoffWeb.de/ KunststoffWeb, Portal mit Fachinformationen für die Kunststoffbranche]

Siehe auch


- Polymerisation
- Polykondensation
- Polyaddition ! ja:???? simple:Plastic

Metall

] Metalle sind die größte Gruppe der chemischen Elemente, etwa 80 % der Elemente sind Metalle. Sie sind im allgemeinen gute elektrische Leiter. Im Periodensystem der Elemente sind sie nicht bestimmten Reihen oder Perioden zugeordnet, vielmehr befinden sie sich links und unterhalb einer Linie vom Bor zum Polonium. Oben rechts befinden sich die Nichtmetalle, dazwischen die Halbmetalle.

Metalle in der Chemie

Grundsätzliches

Metallatome sind durch folgende Eigenschaften gekennzeichnet:
- Die Zahl der Elektronen in der äußeren Schale ist gering und kleiner als die Koordinationszahl
- Die Ionisierungsenergie ist klein (< etwa 10 eV) Daraus ergibt sich, dass Metallatome sich nicht wie viele Nichtmetalle über Atombindungen zu Molekülen oder Gittern verbinden können. Allenfalls in Metalldämpfen kommen solche Atombindungen vor, z. B. besteht Natriumdampf zu etwa 1 % aus Na2-Molekülen. Metalle ordnen sich vielmehr zu einem Metallgitter, in dem die Valenzelektronen über das ganze Gitter verteilt sind, man spricht auch von einem Elektronengas. In dem Elektronengas ordnen sich die positiv geladenen Atomrümpfe. Eine exaktere Betrachtung unter Berücksichtigung des Orbitalmodells liefert das Energiebändermodell. In Verbindung mit Nichtmetallen treten die Metalle im Allgemeinen als Kationen auf, d. h. die äußeren Elektronen werden vollständig an die Nichtmetallatome abgegeben und es bildet sich eine Ionenverbindung (Salz). In einem Ionengitter werden die Ionen nur durch elektrostatische Kräfte zusammengehalten.

Eigenschaften

Aus der Bindungsart und dem Gitteraufbau resultieren folgende typische Eigenschaften der Metalle:
- Undurchsichtigkeit durch leicht verschiebbare Elektronen (dadurch, dass die Elektronen nicht an bestimmte Energieniveaus (Orbitale) gebunden sind, sondern frei in Form eines Elektronengases vorkommen, können sie viele Wellenlängen absorbieren und haben deshalb eine grau bis schwarze Farbe)
- Glanz, bedingt durch leicht verschiebbare Elektronen an der Oberfläche (dadurch dass die Elektronen nicht an bestimmte Energieniveaus (Orbitale) gebunden sind, sondern frei in Form eines Elektronengases vorkommen, können sie die ganze zuvor aufgenommene Energie wieder emittieren. So entsteht der Glanz)
- Gute Verformbarkeit (Duktilität): Im Metallgitter befinden sich Versetzungen, die sich schon bei einer Spannung unterhalb der Trennspannung bewegen können; je nach Gittertyp verformt sich also ein Metall eher, als dass es bricht
- Hoher Schmelzpunkt durch die allseitig gerichteten Bindungskräfte
- Gute Elektrische Leitfähigkeit durch leicht verschiebbare Elektronen
- Gute Thermische Leitfähigkeit durch leicht verschiebbare Elektronen ----

Schmelz- und Siedetemperaturen

Die folgende Tabelle zeigt die Schmelz- und Siedetemperaturen einiger Metalle (in °C bei Normaldruck):

Wärmeleiteigenschaften

Die für die Wärmeleitung relevaten Eigenschaften wie Dichte, Wärmekapazität, Wärmeleitfähigkeit und Temperaturleitfähigkeit variieren stark. So hat etwa Silber mit 427 W/(m K) eine ca. 20-fach höhere Wärmeleitfähigkeit als Mangan. Weitere Werte.

Einteilung

Traditionell unterteilt man Metalle nach der Dichte in Schwermetalle und Leichtmetalle, nach der Reaktivität in Edelmetalle und unedle Metalle. Daneben ist gerade für das chemische Verhalten die Zugehörigkeit zu Haupt- oder Nebengruppen des Periodensystems entscheidend. Siehe auch: Refraktärmetalle

Für technisch verwendete Metalle

Die technisch verwendete Metalle werden entsprechend ihrem Basismetall und nach dem Verwendungszweck unterteilt:
- Metalle
  - Eisenwerkstoffe
    - Stahl (unlegiert, niedriglegiert, hochlegiert)
    - Gusseisen (Grauguss, Stahlguss, Temperguss)
  - Nichteisenmetalle
    - Reinmetalle
      - Edelmetalle
      - Schwermetalle (ρ ≥ 4,5 g/cm3)
      - Leichtmetalle (ρ < 4,5 g/cm3)
    - Nichteisen-Legierungen
      - Knetlegierungen
      - Gusslegierungen ----

Vorkommen

Der Erdkern besteht zum größten Teil aus Eisen, da es das physikalisch stabilste Element ist. In der Erdkruste dagegen überwiegen die Nichtmetalle, relativ häufige Metalle sind Aluminium, Eisen, Mangan, Titan, Calcium, Magnesium, Natrium und Kalium. Viele seltene Metalle treten aber in ihren Abbaustätten stark angereichert auf, so dass sich ein Abbau lohnt. Gesteine, die klassische Werkmetalle in abbauwürdigen Konzentrationen enthalten, werden Erze genannt. Zu den wichtigsten Erzen gehören:
- Oxide
- Sulfide
- Carbonate Andere Metallverbindungen wie Kochsalz oder Kalk werden dagegen nicht als Erze bezeichnet. Manche Edelmetalle, v. a. Gold, kommen auch gediegen, d. h. in reiner Form und nicht als Verbindung/Erz vor.

Verbindungen

Die Verbindungen oder auch Lösungen von verschiedenen Metallen heißen Legierungen. Diese haben oft völlig andere physikalische und chemische Eigenschaften als die reinen Metalle. Vor allem die Härte ist teilweise um Größenordnungen höher. Ebenso ist vielfach die Korrosionsbeständigkeit deutlich erhöht. Reine Metalle werden praktisch nicht verwendet, außer bei der Herstellung elektrischer Leitungen, da reine Metalle die größte Leitfähigkeit besitzen. Hier werden unlegierte Metalle verwendet, vor allem Kupfer und Aluminium. Mit vielen Nichtmetallen werden Ionenverbindungen eingegangen, wobei aber gerade bei Übergangsmetallen und bei größeren Anionen (wie dem Sulfid-Ion) alle Übergangsstufen zur Atombindung vorkommen. Mit Nichtmetallen wie Wasserstoff, Kohlenstoff und Stickstoff werden auch Einlagerungsverbindungen gebildet, wobei sich die Nichtmetallatome in Lücken des Metallgitters befinden, ohne dieses wesentlich zu verändern. Diese Einlagerungsverbindungen behalten die typischen Metalleigenschaften wie die Elektrische Leitfähigkeit. Metallkationen, v. a. die der Nebengruppenmetalle, bilden mit Basen (Wasser, Ammoniak, Halogeniden, Cyanid u. v. a.) Komplexverbindungen, deren Stabilität nicht allein durch die elektrostatische Anziehung erklärt werden kann. Metalle in höheren Oxidationsstufen bilden auch Komplexanionen, z. B. löst sich Chromtrioxid CrO3 in Kalilauge unter Bildung des Chromat-Anions CrO42-: CrO3 + 2 KOH -> K2CrO4 + H2O

Verwendung

Viele Metalle sind wichtige Werkstoffe. Unsere moderne Welt wäre ohne Metalle unmöglich. Nicht ohne Grund werden Phasen der Menschheitsentwicklung nach den verwendeten Werkstoffen als Steinzeit, Bronzezeit, Eisenzeit bezeichnet. Die folgende Tabelle enthält die wichtigsten Metalle und Legierungsbestandteile, keine Verbindungen.
- Aluminium: bedeutendstes Leichtmetall
- Beryllium
- Bismut: Legierungen
- Blei: Legierungen, Bleiakkumulator, Lote, Korrosionsschutz, Gewicht
- Cadmium: Bestandteil von Akkumulatoren
- Chrom: Legierungsbestandteil (Chrom-Vanadium-Stahl, Chrom-Nickel-Stahl), Überzugsmetall
- Eisen: wichtigstes Werkmetall (Gusseisen, Stahl), viele Legierungen
- Gold: Schmuckmetall, Blattgold, Elektrotechnik, Wertanlage, Währungsabsicherung
- Iridium
- Kalium: legiert mit Natrium als Kühlmittel in Kernreaktoren
- Kobalt: Magnete
- Kupfer: Elektrotechnik (zweithöchste Leitfähigkeit nach Silber), Bronze, Messing
- Magnesium: für besonders leichte Werkstücke mit nicht allzuhohen Ansprüchen an die Festigkeit; Einweg-Blitzbirnen bzw. Blitzlichtpulver
- Mangan: Legierungsbestandteil (Manganstahl)
- Molybdän: Legierungsbestandteil (Molybdän-Stahl) zur Erhöhung der Warmfestigkeit
- Natrium: legiert mit Kalium als Kühlmittel in Kernreaktoren
- Nickel: Legierungen (Nickel-Eisen, Nickel-Chrom, Nickel-Kupfer etc.), Legierungsbestandteil (Chrom-Vanadium-Stahl, Chrom-Nickel-Stahl), Magnete
- Osmium: legiert mit Wolfram in Glühlampen
- Palladium: Katalyse, Wasserstoffspeicherung
- Platin: Schmuckmetall, Katalyse, Wertvollstes Metall
- Quecksilber: Thermometer
- Rhodium: Schmuckmetall
- Ruthenium
- Silber: Schmuckmetall, Fotografie
- Tantal: Kondensatoren
- Titan: für Leichtbauweise ohne Rücksicht auf die hohen Kosten, Schmuck
- Uran: Kernreaktoren, Radioaktivität
- Vanadium: Legierungsbestandteil (Chrom-Vanadium-Stahl) für wärmfeste Stähle, Katalysator zur Synthetisierung von Schwefelsäure (Vanadium-V-Oxid)
- Wolfram: Glühlampen (höchster Schmelzpunkt aller Metalle), Spezialstähle, Wolframcarbid
- Zink: Legierungsbestandteil (Messing), Zinkdruckgussteile (Zamak-Legierung), Verzinkung von Stahlteile (Feuerverzinkung, Bandverzinken, ..)
- Zinn: Legierungsbestandteil (Bronze), Lote (Lötzinn), Weißblech, Zinnfiguren
- Zirkonium: Lamdasonde im Auto (Messung des Sauerstoffgehalts im Abgas)

Metalle in der Astronomie

In der Astronomie bezeichnet Metall jedes chemische Element mit einer Ordnungszahl höher als Helium. Diese Unterscheidung ist sinnvoll, da Wasserstoff und Helium zusammen mit einigen Spuren von Lithium die einzigen Elemente sind, welche im Universum auftreten, ohne ein Produkt der Kernfusion innerhalb von Sternen zu sein. Die Metallizität von Objekten des Weltraums kann daher als Indikator für seine stellare Aktivität aufgefasst werden.

Metall in der Chinesischen Philosophie

Metall bezeichnet ein Element der traditionellen Fünf-Elemente-Lehre.

Siehe auch


- Metallurgie
- Metallgitter – Metallbindung
- Halbmetall – Nichtmetall
- Periodensystem
- Festkörper

Weblinks


- Animationen der Atome von Metallen und Nichtmetallen: http://www.physik.rwth-aachen.de/~harm/aixphysik/atom/Periodic/index.html ! Kategorie:Stoffgruppe Kategorie:Metallurgie ja:金属 ko:금속 simple:Metal th:โลหะ

Walzen

Walzen ist ein plastisches Umformverfahren von Werkstoffen zwischen zwei oder mehreren rotierenden Werkzeugen, den so genannten Walzen. Findet die Umformung oberhalb der Rekristallisationstemperatur des Werkstoffs statt, wird sie Warmwalzen genannt, sonst Kaltwalzen.

Walzen

Im Ordungssystem der Druckumformverfahren nach DIN 8583 unterscheidet man Längs-, Quer- und Schrägwalzen. :Längswalzen ::Flach-Längswalzen ::Profil-Längswalzen :Querwalzen ::Flach-Querwalzen ::Profil-Querwalzen :Schrägwalzen ::Flach-Schrägwalzen ::Profil-Schrägwalzen

Längswalzen

Beim Längswalzen wird das Walzgut senkrecht zu den Walzenachsen ohne Drehung um die eigene Achse durch den Walzspalt bewegt. Es tritt als Strang aus den gegensinnig umlaufenden Walzen aus. Der Strang mit gleichbleibendem Querschnitt ist meist Halbzeug, das weiter verarbeitet wird. Die Erzeugnisse können nach ihrer Geometrie in Flach und Profilprodukte unterteilt werden. Die Werkzeuge heißen dementsprechend Flach- beziehungsweise Profilwalzen.

Breit-/Flachproduke

Bleche und Bänder aus Stahl und Nichteisenmetallen werden durch Walzen zwischen zwei nahezu parallelen zylindrischen Walzen erzeugt. Damit der Walzspalt verändert werden kann (Einstellung des Bandprofils), werden manche Walzen auf eine spezielle, nicht exakt zylindrische, Form geschliffen. Dabei gibt es von verschiedenen Herstellern unterschiedliche Vorschläge. Durch eine Verschiebung der Walzen in Achsenrichtung wird die Bandwölbung gesteuert. Um die Durchbiegung der mit dem Walzgut in Kontakt stehenden Arbeitswalzen zu verringern, werden diese durch Stützwalzen – in der Regel großen Durchmessers – gestützt. Werden insgesamt 4 Walzen in einem Walzgerüst eingebaut spricht man von einer Quarto-Anordnung. Gerüste mit 6 Walzen können in vertikaler oder Sendzimir Anordnung gebaut werden. In letzterer wird jede Arbeitswalze durch zwei Walzen gestützt, die in einem Winkel von etwa 120° an der Arbeitswalze angreifen, um vertikales als auch horizontales Durchbiegen zu verringern. Zum Walzen von sehr dünnen oder sehr festen Materialien, werden Gerüste mit bis zu 20 Walzen benutzt. Durch die Belastung biegen sich im Walzprozess die Walzen durch. Zur Herstellung vollkommen ebener Bandprodukte ist es notwendig, diese Walzendeformation exakt zu kompensieren. Hierfür werden Arbeitswalzenbiegung, Arbeitswalzenschliff und lokale Kühlung bzw. Erwärmung gezielt eingestellt. Ein spezielles Verfahren für Flachprodukte ist das Rundwalzen zur Herstellung gebogener Bleche. Dieses Verfahren wird häufig für den Behälterbau eingesetzt.

Langprodukte

Langprodukte sind Draht, Stäbe und Profile aus Stahl und Nichteisenmetallen. Sie werden durch Walzen zwischen zwei bis vier Walzen hergestellt, in die eine Form eingeschnitten ist, das so genannte Kaliber.

Flachprodukte

Als Flachprodukte (Warm- und Kaltband) werden diejenigen Walzerzeugisse bezeichnet, deren Breite die Dicke (Höhe) um ein Vielfaches übertrifft. Sie stellen mengenmäßig den größten Anteil der weltweit benötigten Walzprodukte dar.

Reckwalzen

Reckwalzen ist ein Profil-Längswalzen bei dem der austretende Querschnitt nicht konstant bleibt. Die Walzen sind so ausgebildet, dass sich der Profilquerschnitt in Umfangsrichtung ändert. Das Verfahren wird häufig angewendet, um für das Schmieden im Gesenk Zwischenformen mit günstiger Masseverteilung herzustellen.

Querwalzen

Querwalzen liegt vor, wenn das Walzgut ohne Vorschubbewegung zwischen gleichsinnig umlaufenden Walzen um die eigene Achse rotiert. Auch bei diesen Druckumformverfahren unterscheidet man das Querwalzen von Vollkörpern und von Hohlkörpern entsprechend Ringwalzen.

Ringwalzen

Beim Ringwalzen werden nahtlose Ringe, beispielsweise Radreifen von Eisenbahnrädern, hergestellt. Ausgangsprodukt ist ein gestauchter und konzentrisch gelochter Vorring, der auf Ringwalzmaschinen aufgeweitet wird. Durch Reduktion der Wanddicke (radial) und der Ringhöhe (axial) nimmt der Ringdurchmesser gemäß der Volumenkonstanz zu.

Schrägwalzen

Kaliber Beim Schrägwalzen sind die Walzenachsen gekreuzt. Dadurch entsteht ein Längsvorschub in dem um seine Längsachse rotierenden Werkstück. Das Werkstück wird im Walzspalt durch Stützlineale oder Führungswalzen gehalten. Das Walzenkaliber ist so gestaltet, dass sich der Walzspalt verengt. Schrägwalzen wird als Verfahren zum Herstellen von Rohrluppen oder als Hochreduzierwalzwerk für Langprodukte angewendet.

Rohre

Durch Walzen können nahtlose Rohre hergestellt werden. Dafür werden verschiedene Verfahren angewendet. Man muss drei prinzipielle Prozessschritte unterscheiden, das Lochen, das Elongieren (Strecken) und das Reduzieren (Fertigwalzen). Das Lochen erfolgt auf Schrägwalzwerken oder Lochpressen. Das Elongieren erfolgt in mehreren Schritten. Dazu können z.B. Schrägwalzwerke und Längswalzwerke verwendet werden. Das Reduzieren auf den gewünschten Aussendurchmesser der letzte Umformschritt. Lochverfahren: Schrägwalzwerke zum Lochen:
- Das Mannesmann Schrägwalzen (Reinhard und Max Mannesmann 1885) verwendet zwei schräg zueinander angeordnete angetriebene Walzen und eine nicht angetriebene Stützrolle. Das Walzgut ist ein runder Knüppel, der sich nach dem Anstich spiralförmig durch den Walzspalt bewegt. Durch das so genannte Friemeln (Wechsel zwischen Druck- und Zugspannungen) wird der Kern aufgelockert und dann über einen Dorn gewalzt. Es entsteht ein Hohlblock (auch Rohrluppe genannt), also ein dickwandiges Rohr.
- Der Tonnenlocher ist eine durch Ralph Chalres Stiefel weiterentwickelte Art des Mannesmann Schrägwalzwerks. Es besteht aus zwei Schrägwalzen, die doppeltkonisch kalibriert sind, und zwei s.g. Führungslinealen, die die Umformzone begrenzen. Der Wirkmechanismus ist der gleiche wie beim Mannesmann Schrägwalzwerk.
- Das Diescher Schrägwalzwerk ist ein veränderter Tonnenlocher. Samuel Diescher ersetzte die starren Führungslineale des Tonnenlochers durch rotierenden Führungsscheiben. Elongierverfahren: Schrägwalzverfahren zum Elongieren: Längswalzverfahren zum Elongieren:
- Das Stoßbankverfahren verwendet als Ausgangsmaterial einen gelochten Knüppel mit Boden oder eine Rohrluppe mit einem angekümpelten Ende. In das Walzgut wird eine Dornstange eingeführt, mit der es dann durch mehrere hintereinander angeordnete nicht angetriebene Walzgerüste gestoßen wird. Dadurch wird die Wanddicke der Luppe verringert. Der Innendurchmesser wird von der Dornstange bestimmt. Die Dornstange wird durch ein kleines Schrägwalzwerk gelöst und kann anschließend gezogen und wieder in den Kreislauf eingebracht werden.
- Das Streckreduzieren verwendet eine Rohrluppe als Ausgangsmaterial, die dornlos in mehreren hintereinender liegenden Walzgerüsten gleichzeitig gewalzt wird. Die Wanddickenverringerung erfolgt durch Überlagern eines Längszugs. Da am Rohranfang der Längszug auf- und am Rohrende wieder abgebaut wird, ist die Wanddicke entlang der Rohrlänge nicht konstant. Die verdickten Enden müssen geschopft werden.
- Das Pilgerwalzen kann kalt oder warm ausgeführt werden. Durch Warmwalzen werden große nahtlose Rohre hergestellt und im Kaltwalzen werden die warmgewalzten Rohlinge fertig gewalzt. Das Walzgerüst besteht aus zwei Walzen, die sich entgegengesetzt der Walzrichtung drehen. In die Walzen ist ein Kaliber eingeschnitten, das so gestaltet ist, dass auf einer Hälfte des Walzenumfangs das Walzgut im Walzspalt bewegt werden kann und durch Weiterdrehen sich der Walzspalt immer weiter schließt. Zum Walzen wird ein Dorn in das Walzgut eingeführt, auf dem es gewalzt wird. Das Walzgut wird dann im Leerschritt in den Walzspalt eingeschoben und anschließend mit der Walzenumdrehung rückwärts bewegt. Im nächsten Leerschritt wird das Walzgut um 90° gedreht und wieder ein Stück vorwärts in den Walzspalt geschoben. Der Prozess wiederholt sich zyklisch, bis das gesamte Rohr gewalzt ist. Der Name stammt von der typischen Vorschubbewegung, die einem Pilgerschritt gleicht.

Sonderverfahren


- Das Gießwalzen fasst das Urformen und die erste Stufe des Umformens in einem Prozessschritt zusammen.
- Das Gewindewalzen dient der Herstellung von Gewinden in grösserer Stückzahl, beispielsweise für Schrauben.
- Das Walzprofilieren ist ein kontinuierliches Biegeverfahren, bei dem Blech schrittweise zum gewünschten Endquerschnitt umgeformt wird. Siehe auch: Balligkeit, Ballenbreite Kategorie:Umformen

Kalander

Kalander (frz. calandre – Rolle) ist ein System aus mehreren aufeinander angeordneten beheizten und polierten Walzen aus Schalenhartguss oder Stahl, durch deren Spalten ein Werkstoff hindurchgeführt wird. Es dient zur Herstellung von Folien aus Kunststoffen (PVC, PE, PS etc), Gummi und Metallen (Aluminium, Zinn). Bei Kunststoffen werden mit der Kalandertechnik vergleichsweise dicke Folien hergestellt. Diese kommen dann z.B. in der Pharmaindustrie für Blister (Sichtverpackung) zum Einsatz. Dünne Folien aus PE (Mülltüten), werden z.B. aus Zeit- und Kostengründen mittels Blasfolienextrusion hergerstellt. Gummifolien werden im Bereich von 0,1 bis 0,8 mm hergestellt. Diese Folien werden auch im Kalander doubliert. Kalander werden auch zum Prägen, Glätten, Verdichten und Satinieren von Papier und Textilien benutzt. Ferner können Vliese aus thermoplastischen Polymeren zu Vliesstoffen verfestigt werden. Es werden auch Elastomer-Mischungsplatten für die Herstellung von Transport-Fördergurten kalandriert. In der Textilindustrie werden Kalander oder Baugruppen aus mehrern Kalandern auf vielfältige Weise eingesetzt, unter anderem, als Vorstufe im Krumpfungsprozeß, zum Glätten von Oberflächen, um Flottenüberschüsse abzuquetschen, beim Heißfixieren oder um Flottenreste zu verdampfen (Heißkalander). Durch Veränderung von Druck, Temperatur und Walzengeschwindigkeit lassen sich verschiedene Effekte erzielen. Das Verfahren nennt sich Kalandrieren. Bei der Konstruktion von Kalandern sehen sich Ingenieuere mehreren Schwierigkeiten gegenüber. In der Regel erfordern die Anwendungen einen extrem fein regelbaren Abstand zwischen den Walzen, die Breite der Ware soll möglichst groß sein, die Walzen möglichst wenig Masse aufweisen aber hohen Druck standhalten. Durch die drei letzten Anforderungen ist es oft unvermeidbar, daß geringe Biegeeffekte entlang einer Walze auftreten(Durchbiegung), zudem oft thermische Verformungen. Dem wird durch (meist winzige) Abweichungen vom zylindrischen Walzenprofil Rechnung getragen. Eingesetzt werden Tonnenprofile(ballig geschliffene Walzenballen), die in der Mitte leicht verdickt sind, zwei gegenläufige Trapezprofile und S-Profile. Bei der Verdickung spricht man auch von einer soganannten "Bombage". Die beiden letzten haben den Vorteil, daß Abstandsfeinregulierungen durch Verfahren der Walzen möglich werden. Die Walzen können parallel zueinander im Walzenabsstand verändert werden oder auch geschränkt werden. Beim Schränken sind die Walzenachsen nicht mehr parallel. Kategorie:Fertigungstechnik

Schwingung

Eine Schwingung (auch Oszillation) bezeichnet den Verlauf einer Zustandsänderung, bei der ein mechanisches oder nichtmechanisches System nach einer Störung/Auslenkung durch eine gegenläufige Wirkung wieder in den Ausgangszustand gebracht wird. Außer der zeitlichen Änderung der Auslenkung schwingen dabei auch andere Größen: Geschwindigkeit und Energie. Diese Zustandsänderung kann periodisch verlaufen; dann wird der Ausgangszustand periodisch wieder erreicht. Man kann es auch noch allgemeiner formulieren: Eine Schwingung ist eine Funktion, die eine physikalische Zustandsgröße in Abhängigkeit von der Zeit definiert. In diesem Zusammenhang können mechanische, elektrische oder auch hydraulische Zustandsgrößen betrachtet werden:
- Mechanische Zustandsgrößen: Elongation (Auslenkung), Schwinggeschwindigkeit, Schwingbeschleunigung, Drehwinkel, Winkelgeschwindigkeit, Winkelbeschleunigung, Kraft, Moment
- Elektrische Zustandsgrößen: Strom, Spannung, Leistung, Ladung, Induktivität, Kapazität, Widerstand
- Hydraulische Zustandsgrößen: Volumenstrom (Förderstrom), Druck, Geschwindigkeit, Massendichte, Fallhöhe (Förderhöhe) Im Rahmen der Anschauung wird hier die harmonische Schwingung als ein wichtiger Spezialfall betrachtet: Das Bild auf der rechten Seite zeigt eine ungedämpfte harmonische Schwingung mit der Elongation (Schwingweg) y(t), der Amplitude y_0 und der Periodendauer T. Die Elongation y(t) zu einem Zeitpunkt t gibt den momentanen, die Amplitude den maximal möglichen Wert der Größe y an. Die Periode (Physik) oder die Schwingungsdauer ist die Zeit, die verstreicht, während ein schwingungsfähiges System genau eine Schwingungsperiode durchläuft, d. h. nach der es sich wieder im selben Schwingungszustand befindet. Der Kehrwert der Periodendauer T ist die Frequenz f, also :T = \quad.
Eine weitere Bezeichnungsform der Frequenz ist \nu (sprich: "nü") und deren Einheit Hz. Eine Schwingung ist harmonisch, wenn die Rückstellgröße (z.B. die rückstellende Kraft) proportional zur Elongation (z.B. Auslenkung eines Pendels) ist. Hierbei spricht man auch von einem linearen System, da die rückstellende Kraft sich linear mit der Elongation ändert: Verdoppelt sich die Auslenkung, verdoppelt sich auch die rückstellende Kraft. Eine solche Schwingung lässt sich beschreiben durch : y(t)=y_0\cdot\cos(2\pi f t+\varphi_0) mit :y_0  = Amplitude und :\varphi_0  = Anfangsphase der Schwingung. Mit : \varphi (t) = 2 \pi f t+\varphi_0 wird die (Gesamt-)Phase bezeichnet, und f oder \nu ist die Frequenz der Schwingung. Das 2\pi fache der Frequenz, \omega = 2\pi \cdot f, ist die Kreisfrequenz der Schwingung.

Unterscheidungen

Man unterscheidet:
- gedämpfte und ungedämpfte Schwingungen,
- freie, erzwungene (oder fremderregte), selbsterregte und parametererregte Schwingungen,
- lineare und nichtlineare Schwingungen,
- Schwingungen mit einem Freiheitsgrad, mit endlich vielen Freiheitsgraden und mit unendlich vielen Freiheitsgraden (kontinuierliche Schwinger). Alle diese Eigenschaften können kombiniert sein.

Gedämpfte und ungedämpfte Schwingungen

Tatsächliche physikalische Systeme sind immer gedämpft, da sie, z. B. durch Reibung, immer Energie an die Umgebung abgeben. Überlässt man ein solches System sich selbst (freie Schwingung), so führt dies letztendlich zum „Stillstand“, wie aus dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik hervorgeht. Perpetua Mobilia sind also (schon wegen des Energieerhaltungssatzes) nicht möglich. Im Falle einer freien gedämpften Schwingung ist die Abnahme der Amplitude durch die Dämpfungsgröße bestimmt. In der Realität ist die Dämpfungskraft häufig proportional zur Geschwindigkeit (lineares System) (allgemein: zu \dot(t), der ersten zeitlichen Ableitung von y(t)). In diesem Fall nimmt die Amplitude exponentiell ab, d.h. die Einhüllende ist eine Exponentialkurve. Das Bild auf der rechten Seite zeigt den zeitlichen Verlauf einer solchen gedämpften Schwingung. Ein Beispiel für geschwindigkeitsproportionale Reibung ist die Reibung in einem Fluid (Flüssigkeit oder Gas), etwa ein Pendel mit Luftreibung. Eine solche Schwingung (Schwingfall) lässt sich beschreiben durch : y(t)=y_0\,e^\cos(2\pi f\, t+\varphi_0), wobei \delta die Dämpfung im geschwindigkeitsproportionalen Fall ist. Voraussetzung dafür ist, dass die Dämpfung einen kritischen Wert (kritische Dämpfung) nicht erreicht oder nicht überschreitet. Anderenfalls findet keine Schwingung im eigentlichen Sinne (Oszillation) statt, sondern das System kriecht in die Ruhelage zurück (Kriechfall). Die Grenze zwischen den beiden Fällen bildet der aperiodische Grenzfall.

Freie oder erzwungene Schwingungen

Freie Schwingungen führt ein schwingfähiger Körper aus, der nach einer Störung/Auslenkung sich selbst überlassen, oszillierend (oder im Falle der kritischen bzw. überkritischen Dämpfung kriechend) in den Gleichgewichtszustand zurückkehrt (s. oben). Die Frequenz der freien Schwingungen ist die Eigenfrequenz des Schwingers. Bei Schwingungen mit mehreren Freiheitsgraden gibt es entsprechend viele Eigenfrequenzen. Erzwungene Schwingungen führt ein Schwinger aus, der durch zeitveränderliche äußere Einwirkung zum Schwingen angeregt (gezwungen) wird. Praktisch bedeutsam sind vor allem periodische Erregungen und darunter die harmonische, sinusförmige Erregung. Die Frequenz der periodischen Erregung wird als Erregerfrequenz bezeichnet. Es gibt auch mehrfrequente Erregungen. Aber auch Erregungen durch Zufallsprozesse (stochastische Schwingungen) werden untersucht. Im Falle der harmonischen Erregung führt ein lineares System i.allg. 2 Schwingungen gleichzeitig aus:
- die freie Schwingung (mit der Eigenfrequenz bzw. mehreren Eigenfrequenzen), deren Größe von den Anfangsbedingungen abhängt und die durch die stets vorhandene Dämpfung während der Einschwingzeit abklingt und
- die erzwungene Schwingung im engeren Sinn mit der/den Erregerfrequenz(en), deren Amplitude(n) konstant ist (sind) und durch die Stärke der Erregung, das Verhältnis zwischen der Erregerfrequenz (oder einer der Erregerfrequenzen) und der Eigenfrequenz (oder einer der Eigenfrequenzen) sowie die Dämpfung des Schwingungssystems bestimmt wird. In der Technischen Mechanik sind die wichtigste Erregungsmechanismen die Wegerregung, die Krafterregung und die Unwuchterregung. Die Amplitude der erzwungenen Schwingung nimmt im Falle der Resonanz ein Maximum an. Bei fehlender Dämpfung und Gleichheit von (einer) Erregerfrequenz und (einer) Eigenfrequenz wird die Amplitude unendlich. Mit wachsendem Dämpfungswert verschiebt sich die Resonanzstelle geringfügig und die Resonanzamplitude nimmt ab.

Selbsterregte Schwingungen

Schwingungssysteme, bei denen eine Energiezufuhr durch den Schwingungsvorgang selbst gesteuert wird, führen selbsterregte Schwingungen aus. In den Differentialgleichungen wirkt sich diese Erscheinung so aus, dass der Dämpfungswert negativ wird. Ein typisches Beispiel sind die Schwingungen der Saiten einer Violine. Diese werden dadurch verursacht, dass die Haftreibung zwischen Bogen und Saite größer ist als die Gleitreibung und die Gleitreibung mit wachsender Differenzgeschwindigkeit noch abnimmt. Ein weiteres Beispiel ist das Tönen von Gläsern durch Reiben des Randes. Selbsterregte Schwingungen sind praktisch immer nichtlinear, anderenfalls würden - wenn die Erregung zeitlich unbegrenzt wirkt - die Amplituden exponentiell anwachsen und zur Zerstörung des Schwingungssystems führen .

Parametererregte Schwingungen

Eine parametererregte Schwingung tritt dann auf, wenn sich Parameter des Schwingungssystems (Trägheitsgrößen, Dämpfungswerte oder Federkonstanten) periodisch ändern. So können z. B. bei Dampflokomotiven parametererregte Schwingungen zwischen den Treibachsen auftreten, weil sich die Steifheit der Verbindung durch die Koppelstangen mit der Radstellung ändert.

Lineare und nichtlineare Schwingungen

Lineare Schwingungen sind dadurch gekennzeichnet, dass in den Differentialgleichungen des Schwingungssystems alle Abhängigkeiten von der schwingenden Größe und ihren zeitlichen Ableitungen linear sind. Bei nichtlinearen Schwingungen ist das nicht der Fall. Nichtlineare freie Schwingungen und nichtlineare erzwungene Schwingungen mit harmonischer Erregung sind nicht mehr streng sinusförmig, sondern enthalten höhere Harmonische. Von größerer praktischer Bedeutung ist jedoch, dass sich auch das Resonanzverhalten erzwungener Schwingungen ändert und die Amplituden selbsterregter Schwingungen beschränkt bleiben.

Schwingungen mit einem Freiheitsgrad oder mit endlich vielen Freiheitsgraden

Schwingungen mit einem Freiheitsgrad sind solche, die sich mit einer schwingenden Größe vollständig beschreiben lassen. Ein Beispiel dafür sind Schwingungen des ebenen Fadenpendels. Lässt man beim Pendel räumliche Bewegungen zu, so handelt es sich bereits um einen Schwinger mit zwei Freiheitsgraden. Wenn ein mechanisches Schwingungssystem mehrere Massen hat, deren Bewegung durch mindestens je eine Koordinate beschrieben werden muss, führt dieses ebenfalls Schwingungen mit mehreren Freiheitsgraden aus. Das gilt z. B. für die Torsionsschwingungen einer Kurbelwelle oder für die Horizontalschwingungen eines mehrgeschossigen Bauwerkes unter Erdbebeneinfluss. Das Schwingungsverhalten eines Schwingers mit n Freiheitsgraden kann durch n Differentialgleichungen zweiter Ordnung beschrieben werden. Diese sind in der Regel über die schwingenden Größen, ihre ersten oder/und zweiten Ableitungen gekoppelt. Bei linearen Schwingungssystemen kann durch Einführung sog. Hauptkoordinaten mittels einer Koordinatentransformation eine Entkopplung der Differentialgleichungen bei den Koordinaten (Weggrößen) und ihren zweiten Ableitungen (Beschleunigungsgrößen) erreicht werden. In den meisten Fällen begeht man keinen großen Fehler, wenn man dann auch die Wirkung der ersten Ableitungen (Dämpfungsgrößen) als entkoppelt ansetzt. Aus den entkoppelten Differentialgleichungen bestimmt man die Eigenfrequenzen des Systems. Nach der Lösung der Differentialgleichungen kann die Zeitabhängigkeit der ursprünglichen Koordinaten dann durch Rücktransformation ermittelt werden. Bei nichtlinearen Schwingungssystemen ist eine Entkopplung der Differentialgleichungen in geschlossener Form nicht möglich. Es existieren jedoch Näherungsverfahren, die ausgehend von einer Linearisierung der Differentialgleichungen eine iterative Lösung ermöglichen.

Schwingungen mit unendlich vielen Freiheitsgraden

Unendlich viele Freiheitsgrade und damit unendlich viele Eigenfrequenzen haben Schwingungen der Kontinua, von praktischem Interesse sind in der Technik vor allem die Schwingungen von Saiten, Stäben, Platten und Schalen.

Weitere Beispiele

Typische Alltagsbeispiele für Schwingungen sind einfache Fadenpendel, die Schwingung des Quarzkristalls in der Quarzuhr, das Schaukeln auf einer Schaukel, uvm. Doch auch die Atome in einem Kristallgitter schwingen um eine Gleichgewichtslage. Aber auch die Änderung der Jahreszeiten, die Drehung der Erde, der Herzschlag oder die Bewegung der Blätter im Wind sind genaugenommen Schwingungen. Hier gibt es überall zeitliche Änderungen von Zustandsgrößen. Eine Schwingung des Fadenpendels beginnt damit, dass einem sich im Gleichgewicht befindlichen Körper eine Energie zugeführt wird (z.B. durch Auslenkung der Pendelmasse eines Fadenpendels, d.h. Zuführung von potentieller Energie). Im Prinzip kann dem Pendel auch eine Anfangsgeschwindigkeit (kinetische Energie) zugeführt werden. Die sog. rücktreibende Kraft ist hier die Schwerkraft, die das Pendel nach unten zieht. Wieder in der anfänglichen Gleichgewichtslage angekommen, ist die gesamte zugeführte potentielle Energie in kinetische Energie umgewandelt, das Pendel bewegt sich durch die Gleichgewichtslage hindurch und erreicht im Idealfall nichtvorhandener Reibung wieder dieselbe Höhe. Gleichgewicht stellt sich dann ein, wenn das System seine potentielle Energie minimiert hat. Das Fadenpendel führt nur im Grenzfall sehr kleiner Amplituden eine harmonische Schwingung aus. Werden die Auslenkungen größer, so wird die rückstellende Kraft nicht proportional zur Auslenkung wachsen. Dieses ist also ein Beispiel für ein nichtlineares System, welches sich für kleine Auslenkungen aber annähernd wie ein lineares System verhält. Schwingungen können jedoch auch gleichzeitig von mehreren Kräften beeinflusst werden, oder ein Körper kann mehrere Schwingungen gleichzeitig, d. h. überlagert, ausführen. Man kann jede beliebige Bewegung eines Körpers im Raum in voneinander unabhängige Bewegungsrichtungen zerlegen. Das heißt, ein Körper kann in die drei Raumrichtungen (sie stehen senkrecht zueinander) bewegt werden, und sich noch um drei gedachte Bewegungsachsen (sie stehen ebenfalls aufeinander senkrecht) drehen. Somit hat jeder starre Körper im Raum sechs Bewegungsfreiheitsgrade. Die entstehenden Überlagerungsfiguren werden nach ihrem Entdecker Lissajous-Schleifen genannt.

Weblinks


- [http://www.sengpielaudio.com/Rechner-periodendauer.htm Umrechnung von Schwingungsdauer oder Periodendauer T in Frequenz f und zurück] Kategorie:Wellenlehre Kategorie:Technische Mechanik ja:振動 ko:진동

Musikinstrument

Ein Musikinstrument ist ein Gegenstand, der mit dem Ziel konstruiert oder verändert wurde, Musik zu erzeugen. Im Prinzip kann jeder Gegenstand, der Töne oder auch nur Geräusche hervorbringt, als Musikinstrument dienen, jedoch wird der Ausdruck normalerweise nur für solche Gegenstände verwendet, die zu diesem Zweck hergestellt oder verändert wurden.

Klassifikation

Es gibt viele verschiedene Versuche, die Vielfalt der Musikinstrumente in Gruppen einzuteilen. Bei praktisch allen Klassifikationssystemen zeigen sich Vor- und Nachteile sowie mehr oder weniger zahlreiche Ausnahmen.

Klassifikation nach Art der Tonerzeugung


- Chordophone (Saiteninstrumente / Tonerzeugung durch Saiten)
  - Streichinstrumente wie die Geige
  - Zupfinstrumente wie die Gitarre
- Aerophone ("Luftklinger" / Tonerzeugung durch Luftstrom)
  - Blasinstrumente
    - Blechblasinstrumente
    - Holzblasinstrumente
  - Tasten-Aerophone:
    - Orgel
    - Harmonium,
    - Handzuginstrumente (Akkordeon und verwandte Instrumente)
- Membranophone ("Fellklinger" / Tonerzeugung durch schwingendes Fell)
- Idiophone ("Selbstklinger" / Tonerzeugung durch Klingen des gesamten Instruments)
- Elektrophone (Elektronische Instrumente) Innerhalb dieses Schemas sind Mischformen möglich. Im 1914 veröffentlichten Klassifikationsschema von Curt Sachs und Erich von Hornbostel werden die Instrumente ähnlich unterteilt.

Klassifikation nach Benutzung durch den Spieler


- Blasinstrumente
- Streichinstrumente
- Zupfinstrumente
- Schlaginstrumente
- Tasteninstrumente

weitere Klassifikationen


- nach geographisch-kultureller Herkunft
- nach Bestimmung (Konzert-, Übe-, Kinder-, Spielzeuginstrumente, Harmonieinstrument, Lärm-, Rhythmus- oder Effektinstrument)
- nach Musikrichtung (klassische, Popmusik-, Volksmusikinstrumente) Siehe auch Liste der Musikinstrumente ! ja:楽器 ko:악기 simple:Musical instrument

Pendeluhr

Die Pendeluhr ist eine Uhr, deren Schwingungsvorgang ein mechanisches Pendel ist. Sie wurde um 1640 von Galileo Galilei erdacht, aber erst von seinem Sohn Vincenzo gebaut.

Kurze Geschichte


- 1657 lässt Christiaan Huygens eine Hemmung patentieren, die den Gang auf 10 Sekunden pro Tag verbessert.
- In den 1680ern werden Haken- und Ankerhemmung erfunden und die Pendelaufhängung am Faden durch eine dünne Stahlfeder (Pendelfeder) ersetzt. Formeln für den Einfluss der Amplitude werden bekannt.
- 1720er entwickeln George Graham (Erfinder der Spiral-Unruh) und John Harrison unabhängig das temperaturkompensierte Pendel, was die Uhren auf 1 Sekunde/Tag verbessert.
- 1843 wird das elektromagnetisch angetriebene Pendel patentiert - eine etwa 10-fache Verbesserung und der erste Schritt zur Elektro-Uhr.
- Um 1930 Entwicklung des Shortt-Pendels (Tagesfehler unter 0.01 s) und Erfindung der damals ähnlich genauen Quarzuhr.

Genauigkeit der Schwingung

Hängende, stabil gebaute Pendel, die um eine horizontale Achse schwingen, besitzen eine höhere Genauigkeit im Gang als viele andere Pendelschwingungen. Solche ungenaueren Vorgänge sind beispielsweise das vertikal oszillierende Federpendel (siehe "Harmonische Schwingung") oder ein einfaches Fadenpendel. Diese übertreffen nur schwer Genauigkeiten von 0.01 Prozent, während ein abgeschirmtes Kompensatorpendel mindestens 0.0001 Prozent (10-6 oder ±0.1 Sekunden pro Tag) erreichen kann. Spezialkonstruktionen kommen sogar in den Bereich einiger ­ms pro Tag. Bei klassischen Pendeluhren wird die Schwingung über die Ankerhemmung in ein schrittartiges Drehen des "Steigrades" umgewandelt, das durch ein Gewicht angetrieben
- über ein Räderwerk (wie bei anderen mechanischen Uhren)
- einerseits die Zeiger antreibt,
- andererseits einen dosierten Impuls für eine konstante Amplitude (Schwingungsweite) des Pendels gibt. Das elektromagnetisch gesteuerte Pendel erhält seine dosierte Energie durch eine Weicheisen-Spule, die im richtigen Moment über Pendelkontakte mit Strom versorgt wird. Die Einsparung mechanischer Teile bei solchen Uhren verbessert den Gang merklich. Am präzisesten ist die von Störungen befreite Shortt-Uhr. In der Hauptuhr schwingt ein fast freies Pendel im Vakuum, während die synchrone "Slave"-Uhr alle anderen beweglichen Teile enthält, welche die Hauptuhr beeinträchtigen würden. Deren Genauigkeit (Millisekunden pro Tag) wurde erst um 1950 von Quarzuhren übertroffen.

Astronomische Pendeluhren

haben (beziehungsweise hatten) meist Sekundenpendel, die etwa 1 Meter lang sind. Die Schwingungsdauer T hängt mit der Pendellänge L und der Erdbeschleunigung g über die Formel T = 2\pi \sqrt zusammen. Der Sekundenschlag erlaubt(e) bei Messungen von Sterndurchgängen - etwa im Fernrohr eines Meridiankreises - die genaue Korrelation der Zeit mit dem durchs Gesichtsfeld ziehenden Stern (bis 15"/s). Mit der so genannten Auge-Ohr-Methode können Zeitmessungen auf 0,05 bis 0,1 Sekunden genau durchgeführt werden. Die Gangregulierung erfolgt durch feine Stellschrauben an der Pendellänge und durch Gewichtsplättchen, die Temperaturkompensation mittels Dreistabpendel oder Quecksilberpendel.

Private Pendeluhren

haben meistens Pendellängen von 15 bis 25 cm; letzteres entspricht etwa 0,5 s einfacher Schwingungsdauer. Sie erreichen etwa eine Gangkonstanz von Sekunden pro Tag. Horizontales Schwingen bei Zieruhren (oft mit Messingkugeln) ist noch ungenauer, wird aber heute oft mit in der Mechanik versteckten Quarzuhren gesteuert. Noch kürzere, vor dem Zifferblatt schwingende Pendel haben die sog. Zappler. Sie sind Tisch- oder kurze Wanduhren, deren Gehäuse nur auf der Schauseite geschlossen ist. Ihre Genauigkeit liegt bei Zehntelminuten pro Tag.

Reversionspendel für Gravimetrie

Ein Pendel, das umgedreht werden kann und um beide Achsen (meist Achatschneiden) dieselbe Schwingungsdauer hat, heißt Reversionspendel. Diese Technik erlaubt die genaue Messung der Pendellänge und daher mittels obiger Pendelformel auch der Schwerkraft g. Auf ähnliche Art erforschte man schon im 18. Jahrhundert das Erdschwerefeld. Durch Kombination von Gravimetrie und geometrischer Gradmessung wurde die Form der Erde bestimmt und das Meter definiert.

Heutige Zeitmess-Technik

Heute verwendet man dafür hochpräzise Federwaagen, die sogenannten Gravimeter. Die Zeitmessung im wissenschaftlichen Bereich wird hingegen seit etwa 1960 kaum mehr mit mechanischen Schwingungen von Pendeln oder Chronometern durchgeführt, sondern mit Kristall- und Mikroschwingungen von Quarz- und Atomuhren. Quarzuhren sind inzwischen in alle Mobiltelefone und fast alle Taschenrechner eingebaut, während Satelliten oft Atomuhren oder Wasserstoff-Maser tragen. Bei GPS (Global Positioning System) erlaubt erst diese genaue Laufzeitmessung eine Navigation im Meterbereich.

Siehe auch

Astronomie, Astrogeodäsie, Sonnenuhr, Uhrzeit, Zeitsignal, Isochronismus, Uhrenhemmung

Weblink


- http://www.phaenomen.de/deutsch/geschichte/html/neuzeit__galilei_und_huygens.html (Pendeluhren im 16. Jhdt und Zeitsystem)
- http://www.uhrenhanse.org/sammlerecke/elektro/eu_viredaz/eu_viredaz1.htm#Klassifizierung (mechanisch und elektrisch angeregte Präzisionspendel) Kategorie:Uhr Kategorie:1640

Torsion

Als Torsion wird immer eine Form von Drehung bezeichnet, etwa # in der Geometrie die Eigenschaft einer Raumkurve oder Fläche (Mannigfaltigkeit), von der Ebene oder einer konvexen Form abzuweichen, siehe auch Windung (Geometrie); # in der Algebra bezeichnet Torsion das Phänomen, dass Vielfache eines Elementes in einem Modul gleich 0 sein können (diese Verwendung des Wortes kommt vermutlich von Drehungen um Winkel, die rationale Vielfache von 2\pi sind, z.B. im Unterschied zu "echten" Drehstreckungen); # Torsion (Physik) beschreibt die Drehung, die durch die Wirkung einer Kraft entsteht, die parallel zur Grundfläche und tangential zur Seitenfläche wirkt. Diese Torsion wird auch als Scherung bezeichnet; # in der Technik Verdrillung eines Körpers um seine Längsachse. Durch die entstehende Materialspannung ist der Körper bestrebt, in die Ursprungsform zurück zu kehren, siehe: Torsion (Mechanik) (Beispiele Torsionsfeder, Torsionsstab); # in der Medizin die Verdrehung eines Organs, wie sie etwa bei einer Darmverschlingung, einer Hodentorsion oder einem Torsionsbruch vorkommt; # in der Biologie wie in der Medizin eine Verdrehung eines Organes, diese kann hier aber auch als Ablauf in der Evolution und der Ontogenese betrachtet werden. So kam es in der Evolution der Schnecken zu einer Drehung des Eingeweidesacks um seine Längsachse, bei der die ursprünglich hinten angelegte Mantelhöhle mit den Kiemen und anderen Organkomplexen auf die rechte Körperseite oder nach vorn (180°-Drehung) verlagert wurden. Diese Torsion findet bei den Schnecken auch in der Ontogenese statt, wobei eine Seite des Eingeweidesacks schneller als die andere wächst. Neben der Verlagerung der Mantelhöhle führt die Torsion zur Überkreuzung der Hauptnervenstränge (Streptoneurie). (Weitere Details siehe Schnecken)

Geodäsie

Geodäsie (griechisch γη = Erde, δαιζω = ich teile). Nach der klassischen Definition von F.R. Helmert ist die Geodäsie die "Wissenschaft von der Ausmessung und Abbildung der Erdoberfläche". Dies umfasst die Bestimmung der geometrischen Figur der Erde, ihres Schwerefeldes und der Orientierung der Erde im Weltraum (Erdrotation). Die Geodäsie zerfällt in die höhere Geodäsie (Erdmessung und Landesvermessung) und die niedere Geodäsie (Katastervermessung) (s.u.). In der wissenschaftlichen Systematik stellt die Geodäsie einerseits das Bindeglied zwischen Astronomie und Geophysik dar, andrerseits sind viele ihrer Verfahren den Ingenieurwissenschaften zuzuordnen. Im englischen Sprachraum wird dem durch eine Unterscheidung zwischen Geodesy und Surveying Rechnung getragen. In der Mathematik verwendet man den Begriff "geodätisch" für lokal kürzeste Verbindungen zwischen Punkten auf gekrümmten Flächen, siehe Geodäte.

Kurze Geschichte der Geodäsie

Ihren Ursprung hat die Geodäsie in der Notwendigkeit, Land aufzuteilen, Eigentumsgrenzen zu definieren und Landesgrenzen zu dokumentieren. Die Geschichte der Geodäsie reicht bis in das alte Ägypten zurück. Bemerkenswert war die Gradmessung des Eratosthenes zwischen Alexandria und Syene (heutiges Assuan) um 240 v. Chr.. Sie ergab den Erdumfang zu 252.000 Stadien, was dem wahren Wert trotz der unsicheren Entfernung auf etwa 10 Prozent nahekam. Er schätzte den Erdumfang um 240 v. Chr. aus dem um 7,2° unterschiedlichen Sonnenstand. Wichtige Marksteine der frühen Geodäsie waren die Entwicklung von Messinstrumenten im Arabien des 11. Jahrhunderts und in Nürnberg, sowie die Erfindung der Winkelfunktionen (Indien, Peuerbach), des Messtisches und der Triangulation (Snellius um 1615). Ab etwa 1700 verbesserten sich die Landkarten durch exakte Rechenmethoden und die beginnende großräumige Erdmessung, die 1740 mit der Bestimmung der ellipsoidischen Erdradien durch die Franzosen Bouguer und Maupertuis einen ersten Höhepunkt erlebte. Um die Ergebnisse verschiedener Projekte und Landesvermessungen besser kombinieren zu können, entwickelten Roger Joseph Boscovich, Carl Friedrich Gauß et al. schrittweise die Ausgleichsrechnung, die auch präzisen Bezugssystemen und der Vermessung des Weltraums zugute kam. Für die Geodäsie des 19. und 20. Jahrhunderts waren die wichtigsten Stationen:
- die Einführung des Meters, des Greenwicher Nullmeridians und ab 1950 eines globalen Zeitsystems mit Funktechnik und Quarzuhren
- die Geoid- und Schweremessung und Querverbindungen zur Geophysik
- Erhöhung der Messgenauigkeit auf etwa das Hundertfache (dm => mm pro km), wozu Weiterentwicklungen von Theodolit und Winkelmessung, die beginnende Distanzmessung und zuletzt die EDV beitrugen
- Ab 1960 der zunehmende Einsatz von Erdsatelliten mit der Möglichkeit interkontinentaler Messungen: die GPS-Systeme
- Radioastronomie (VLBI) als Basis hochpräziser Referenzsysteme ITRF, ETRS für globale Geodäsie und für die Geodynamik der Erdkruste.

Grundlagen und Teilgebiete

Die Geodäsie liefert mit ihren Vermessungsergebnissen (z.B. aus Kataster- und Landesvermessung, Ingenieurgeodäsie, Photogrammetrie und Fernerkundung) die Grundlagen für zahlreiche andere Fachgebiete und Tätigkeiten:
- im Bereich der Geo- und Naturwissenschaften z.B. für die Astronomie, Physik und Ozeanografie, für Geoinformatik und Kataster, für Landkarten (neben topografischenn auch thematische Karten) der Geologie, Geophysik und Kartografie, sowie für verschiedenste Dokumentationen, etwa der Archäologie.
- in der Technik vor allem für Bauwesen und Architektur, für verschiedene Ziviltechniker, den Ingenieurbau, die Funk- und Geotechnik und diesbezügliche Datenbanken oder Informationssysteme. Die so genannte Höhere Geodäsie (Mathematische Geodäsie, Erdmessung und Physikalische Geodäsie) beschäftigt sich unter anderem mit der mathematischen Erdfigur, präzisen Referenzssystemen und der Bestimmung von Geoid und Erdschwerefeld. Zur Geoidbestimmung werden verschiedene Messverfahren verwendet: Gravimetrie, geometrische und dynamische Methoden der Satellitengeodäsie und die Astrogeodäsie. Die Kenntnis der Schwere ist nötig, um ein genaues Höhensystem zu etablieren - z.B. bezüglich Normalnull der Nordsee (NN, Amsterdamer Pegel) oder der Adria. Das wichtigste Höhensystem in Deutschland ist das Haupthöhennetz DHHN.
Das Geoid (bzw. sein Gradient, die Lotabweichung) dient auch zur Definition und Reduktion lokaler Messungen und Koordinaten auf der Erdoberfläche. Zur Triangulierung und für längere Verbindungslinien nähert man den Meeresspiegel durch ein Referenzellipsoid an und berechnet sie mittels "geodätischer Linien, die auch in der Mathematik (Differentialgeometrie), der Navigation und beim Aufspannen leichter Gewölbe Anwendung finden. Das Geoid und Schwerefeld sind ferner für die Angewandte Geophysik und zur Berechnung von Satellitenbahnen wichtig. Ebenfalls der Höheren Geodäsie ist jener Bereich der Landesvermessung zuzuordnen, bei dem es um regionale Vermessungen und ihre Bezugssysteme geht. Diese Aufgaben wurden früher terrestrisch gelöst, nun aber zunehmend mit dem GPS und anderen Satellitenmethoden.
Eine interessante Anwendung von Geodäsie ist auch die Geodätische Kuppel, bei der man die Kugeloberfläche in Dreiecke unterteilt, um dadurch effiziente und stabile architekturale Kuppeln zu bauen. Die so genannte Niedere oder Allgemeine Geodäsie widmet sich vor allem der Aufnahme von Lageplänen und digitaler Modelle für technische Projekte. Dazu gehören auch Bauplanung und Dokumentation, die Aufnahme des Geländes, die Katastervermessung und Bereiche des Facility Management. Wenn sich im Laufe der Zeit die Eigentumsverhältnisse der Grundstücke verkompliziert haben (durch Teilung beim Kauf und Verkauf oder Vererbung), dann wird eine sog. Bodenordnung notwendig. Ihr wichtigstes Instrument ist die Flurbereinigung, in Österreich Melioration genannt. Mit Ingenieurvermessung bezeichnet man die technische, nicht amtliche Vermessung (z.B. Gebäudeabsteckungen, Ingenieurnivellements, Einrichtung von Großmaschinen etc.) Bei der Erfüllung geodätischer Aufgaben im Untertage- und auch Übertage-Bergbau spricht man von Markscheidewesen oder Bergvermessung. Zu den Spezialgebieten der Geodäsie zählen auch die Seevermessung und hydrografische Profile von Flüssen, die ozeanografische Altimetrie mit Satelliten sowie Kooperationen im Bereich der Navigation.

Bedeutende Geodäten


- George Biddell Airy, London
- al-Ma'mun, Bagdad
- Johann Jacob Baeyer, Berlin
- Karl Maximilian von Bauernfeind, München
- Friedrich Wilhelm Bessel, Königsberg
- Roger Joseph Boscovich, Rom/Berlin/Paris
- Pierre Bouguer, Frankreich/Peru
- Heinrich Bruns, Berlin
- Alexander Ross Clarke, London
- Lorand Eötvos, Ungarn
- Eratosthenes, Alexandria
- George Everest, Großbritannien, Indien
- Carl Friedrich Gauß, Braunschweig/Göttingen
- Friedrich Robert Helmert, Potsdam
- Hipparchos, Nikaia
- Idrisi, Arabien/Sizilien
- Pierre-Simon Laplace, Paris
- Adrien Marie Legendre, Paris
- Henri Poincaré, Paris
- J. H. Pratt, London
- Ptolemäus u. Posidonius, Alexandria
- Heinrich Christian Schumacher
- Johann Georg von Soldner, München
- George Gabriel Stokes, England

Bedeutende Geodäten nach etwa 1900


- Kurt Arnold, Potsdam
- C. F. Baeschlin, Zürich
- W. Bowie, USA
- Kurt Bretterbauer, Wien
- Junyong Chen, Wuhan China
- Yongling Chen, Wuhan China
- Eduard Dolezal, Wien
- Wilhelm Embacher, Innsbruck
- Richard Finsterwalder, München/Hannover
- Irene Fischer, USA
- Erik Grafarend, Stuttgart
- Erwin Groten, Dtl.
- John Fillmore Hayford, USA
- Weikko A. Heiskanen, Finnland
- Siegfried Heitz, Bonn
- Friedrich Hopfner, Wien
- L. Hradilek, Tschechosl.
- W. K. Hristow, Bulgarien
- Sir Harold Jeffreys, London
- W. Jordan, Dtl.
- Karl Jung, Dtl.
- Heribert Kahmen, Hannover/Wien
- William Kaula, USA
- Max Kneissl, München
- Karl-Rudolf Koch, Bonn
- Yoshihide Kozai, Boston
- Th. N. Krassowski, Russland
- Karl Ledersteger, Wien
- A. Marussi, Florenz
- M. S. Molodenski, Russland
- Helmut Moritz, Graz
- Theodor Niethammer, Schweiz
- Wolfgang Pillewizer, Dresden/Wien
- Karl Ramsayer, Stuttgart
- Christoph Reigber, Potsdam
- Karl Rinner, Dtl. und Graz
- Reiner Rummel, München
- Hellmut Schmid, Schweiz
- Rudolf Sigl, München
- L. Tanni, Helsinki
- Wolfgang Torge, Hannover
- F. A. Vening Meinesz, NL
- Helmut Wolf, Bonn
- Patrick Schönstedt, Pinneberg
- David Holler, Scheifling

Geodäten in der Literatur


- K. (Das Schloß (Romanfragment) von Franz Kafka)
- Hauke Haien (Der Schimmelreiter von Theodor Storm)
- Der Landvermesser (Bunte Steine - Kalkstein von Adalbert Stifter
- Old Shatterhand (Winnetou 1. Teil von Karl May)
- Vermessungsrat a.D. Stürenburg (in Stürenburg-Geschichten von Arno Schmidt)

Geodätische Referenzsysteme


- DHDN (Deutsches Hauptdreiecksnetz)
- DHHN (Deutsches Haupthöhennetz)
- DHSN (Deutsches Hauptschwerenetz)
- MGI Österr.Netz Erster Ordnung (siehe auch Hermannskogel)
- Schweregrundnetz von Österreich, Schweiz u. a.
- WGS84 (World Geodetic System) Ellipsoid (1984 definiert)
- ETRS'89 (European Terrestial Reference System 1989)
- ITRS (International Terrestrial Reference System)

Mess- und Rechenmethoden der Geodäsie


- Richtungs- und Winkelmessung
- Distanzmessung (EDM), Doppler- und Inertialnavigation
- Höhenmessung (trigonometrisch, barometr., Altimetrie)
- Photogrammetrie (terrestrisch, Aero-F.) und Satelliten-Fernerkundung
- Gravimetrie (Schweremessung) und Gradiometrie
- satellitengeodätische Messungen und Modelle.

Messverfahren im Detail (alphabetisch)


- Absteckung
- Astronomische Ortsbestimmung
- GNSS (Global Navigation Satellite System): Differential GPS (DGPS)
- Fernerkundung
- Freie Standpunktwahl oder Freie Stationierung
- relative und absolute Gravimetrie
- Gradiometrie
- Laserscanning
- Netzmessung
- Nivellement
- Polarpunktaufnahme
- Polygonierung (Polygonzug)
- Profilaufnahme
- Pseudoranging zu Satelliten
- Rückwärtsschnitt, Vorwärtsschnitt, Bogenschnitt
- SLR (Satellite Laser Ranging)
- SST (Satellite to Satellite Tracking)
- Spiegeln, Staffeln
- Triangulation, Trilateration
- VLBI (Very Long Baseline Interferometrie)

Rechenverfahren und Rechenhilfsmittel der Geodäsie


- Geodätisches Rechnen an PC und programmierbaren Taschenrechnern
  - geodätische Software, Vermessungs-Software
  - Helmert-Transformation und räumliche Methoden der Koordinaten-Transformation (z.B. 7-Parameter-Transformation bei GPS-Netzen)
- Rechenmodelle für Messgeräte-Kalibrierung, Eichung und Metrologie
  - Ausgleichungsrechnung und statistische Prüfmethoden
- Mathematische Geodäsie und kartografische Projektionen
- Koordinaten-Datenbanken, digitale Terrainmodelle (DTM), digitale Verschneidungs-Programme
  - digitaler Kataster und Grundbuch, Facility Management
- Geoinformationssysteme (GIS) und LIS und andere raumbezogene Datenbanken wie z.B. der Leitungskataster
- IGS, International GPS Service) für genaue Satellitenbahnen und DGPS
  - SA