Servus! Was Zementation bedeutet, erklären wir Ihnen hier. Gern kommen wir für Ihre Steinflächen vorbei.
Symbolbild, KI-generiert
Glossar
Zementation: Bedeutung in Metallurgie und Geologie
Fachbegriff aus dem SteinRein-Glossar
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Jeweils eine eigene Bedeutung besitzt der Begriff Zementation in Metallurgie, Geologie und geologischer Bohrtechnik. Die Oberfläche von Metallen verändert sie in der Metallurgie oder scheidet Metalle aus einer Flüssigkeit ab; unter anderem ein Verfahren zur Abdichtung bezeichnet sie in der Bohrtechnik.
Was ist Zementation?
In unterschiedlichen Bereichen findet der Begriff Zementation mit jeweils unterschiedlicher Bedeutung Anwendung. Dazu zählen der Bereich der Metallurgie, die Geologie sowie die geologische Bohrtechnik.
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Zementationsprozesse in der Metallurgie
Zu unterschiedlichen Zwecken werden Zementations-Prozesse im Bereich der Metallurgie verwendet. Einerseits werden Fremdmetalle eingebracht, um die Oberfläche von Metallen zu verändern; andererseits dienen die Prozesse der Abscheidung von Metallen aus einer Flüssigkeit auf elektrochemischem Weg. Auch die Kohlenstoffgehalte von Metallen lassen sich im Bereich der Zementation mit speziellen Verfahren reduzieren.
Zementationsvorgänge bei Kupfer
Elementares Kupfer lässt sich beispielsweise sehr einfach zum Ausfallen bringen, indem Eisen durch Einlegen in eine Kupfersulfat-Flüssigkeit gelangt. Diese wird Zementwasser oder bei natürlichem Vorkommen auch Grubenwasser genannt.
Beim Erhitzen von kupferhaltigen Erzen oder Abfällen entstehen danach Kupfer-II-Verbindungen. Diese lassen sich als Ausgangsmaterialien zunächst in Schwefelsäure auslaugen, wobei eine Kufpersulfatlösung entsteht. Auch hier lässt sich das elementare Kupfer durch neuerliches Versetzen mit Eisen wiederum abscheiden, sodass es ausgefällt wird.
Kupfer lässt sich zur Oberflächenbehandlung mit Zink behandeln. Dabei entsteht das bekannte Knittergold, eine goldglänzende Kupferoberfläche. Beim Einsatz von Zementierpulver lassen sich dagegen Fremdmetalle gezielt in eine Metalloberfläche einbringen. Dafür werden lediglich das Pulver und das Werkstück gemeinsam erhitzt.
Um Kupfer in Messing zu verwandeln, wurden früher auch Zementationsverfahren angewendet (Galmeiverfahren mit Absorption von Zinkgas).
Zementationsvorgänge bei Stahl
Um die Stahleigenschaften gezielt zu beeinflussen, lässt sich im Bereich der Stahlerzeugung der Kohlenstoffgehalt entweder erhöhen oder erniedrigen. Ersteres ist die früher sehr gebräuchliche Aufkohlung zu sogenanntem Zementstahl, die heute nicht mehr verwendet wird; Letzteres ist sogenanntes Adoucieren.
Zementationsvorgänge bei Gold und Nickel
Ein vorhandener Silbergehalt im Gold lässt sich ebenfalls mittels eines sogenannten Zementations-Prozesses verringern. Dafür wird Gold in möglichst feiner Form, als Körnchen oder Dünnstbleche, zusammen mit Eisensulfat, Kochsalz und Ziegelmehl erhitzt. Ein großer Teil des enthaltenen Silbers verwandelt sich dabei in Silbernitrat. Dieses wird vom Ziegelmehl der Mischung vollständig aufgesogen.
Auch Nickeloxid lässt sich durch Zementation zu Nickel reduzieren, wenn ein mit Kohle ausgefütterter Tiegel verwendet wird. Zementation wird auch dieser Vorgang genannt.
Zementation in der Geologie
Einerseits kommt in der Geologie im Bereich der Bohrtechnik ein Zementationsverfahren zum Einsatz: Dieses technische Verfahren dient der Abdichtung zwischen Rohraußenwand und Bohrlochwand. Andererseits lässt sich bei der Gesteinsbildung (Diagenese) von Sedimentiten (Sedimentgesteinen) das Auftreten eines Prozesses beobachten, der Zementation genannt wird.
Zunächst liegen die abgelagerten Sedimente hierbei als sogenanntes Lockersediment vor. Minerale werden durch wässrige Lösungen, das sogenannte Porenwasser, in die Zwischenräume zwischen den Sedimenten geführt. Dort werden sie ausgefällt und bilden die sogenannten Zemente. Die einzelnen Elemente des Lockersediments verkitten durch diese Zemente miteinander. Wenn anschließend Druck von außen auf die verkittete Masse wirkt, entsteht daraus über längere Zeiträume allmählich Gestein.
Fazit
Als bewusster und künstlicher Prozess dient Zementation einerseits dazu, Metalle zu gewinnen oder ihre Oberfläche beziehungsweise Zusammensetzung zu verändern, und ist dabei ein chemischer Vorgang. Bei der Bildung von Sedimentgesteinen kommt es in der Natur zu einem natürlichen Zementations-Prozess: Er sorgt für die Verfestigung von lockeren Sedimenten zu festem Gestein.
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