View source for Physikalische Eigenschaften der wichtigsten Metalle

In den nachfolgenden Tabellen sind die physikalischen Eigenschaften der gebräuchlichen
reinen Metalle sowie von Kohlenstoff aufgeführt (Tab. 1 - Tab. 4). Die
Werte können je nach Reinheitsgrad u. U. stark schwanken, teilweise sind sie
auch schwierig zu bestimmen und daher mit Unsicherheiten behaftet. Bei der
Zusammenstellung der Tabellen wurde versucht, aus den Angaben in der Literatur
diejenigen Werte auszuwählen, die als die wahrscheinlichsten anzusehen
sind. Einige Eigenschaften sind anisotrop, d.h. ihre Werte variieren je nach Kristallorientierung.
In solchen Fällen wurden - wenn möglich - die Werte für Vielkristalle
angegeben. <br>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of the Most Important Metals">
<caption>'''Mechanische Eigenschaften der wichtigsten Metalle'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Element/Metall 
!Dichte [[#text-reference|<sup>1</sup>]]
[g/cm³]
!Elastizitätsmodul [[#text-reference|<sup>1</sup>]][GPa]
!Schubmodul
[GPa]
!Querkontraktionszahl
|-
|Aluminium 
|2.70
|65
|27
|0.34
|-
|Antimon 
|6.62
|56
|20.4
|0.28
|-
|Beryllium
|1.85
|298
|150
|0.12
|-
|Blei
|11.36
|14.5
|6
|0.44
|-
|Cadmium
|8.65
|57.5
|29
|0.30
|-
|Chrom
|7.19
|160
|
|0.25
|-
|Eisen
|7.89
|208
|83
|0.28
|-
|Gallium
|5.91
|9.6
|
|0.46
|-
|Gold
|19.32
|79
|28
|0.42
|-
|Indium
|7.31
|11
|
|0.45
|-
|Iridium
|22.65
|538
|214
|0.26
|-
|Kobalt
|8.85
|216
|
|0.31
|-
|Kohlenstoff (Grafit)
|2.1-2.3
|5
|
|
|-
|Kupfer
|8.95
|115
|48
|0.34
|-
|Magnesium
|1.74
|46
|18
|0.28
|-
|Mangan
|7.43
|165
|77
|0.24
|-
|Molybdän
|10.21
|347
|122
|0.30
|-
|Nickel
|8.90
|216
|83
|0.31
|-
|Niob
|8.57
|113
|39
|0.38
|-
|Osmium
|22.61
|570
|220
|0.25
|-
|Palladium
|12.02
|124
|51
|0.39
|-
|Platin
|21.45
|173
|67
|0.39
|-
|Quecksilber
|13.55
|
|
|
|-
|Rhenium
|21.04
|480
|215
|0.26
|-
|Rhodium
|12.41
|386
|153
|0.26
|-
|Ruthenium
|12.45
|485
|172
|0.29
|-
|Silber
|10.49
|82
|27
|0.37
|-
|Tantal
|16.60
|188
|70
|0.35
|-
|Titan
|4.51
|120
|43
|0.34
|-
|Vanadium
|6.10
|136
|52
|0.36
|-
|Wismut
|9.80
|33
|13
|0.33
|-
|Wolfram
|19.32
|360
|158
|0.30
|-
|Zink
|7.13
|96
|36
|0.29
|-
|Zinn
|7.30
|47
|18
|0.33
|-
|Zirkonium
|6.49
|98
|36
|0.33
|-
|}
<div id="text-reference"><sub>1</sub> bei 20°C</div>
</figtable>
<br/>
<br/>
<figtable id="tab:Atomare Eigenschaften der wichtigsten Metalle">
<caption>'''Atomare Eigenschaften der wichtigsten Metalle'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Element/Metall
!Chemisches<br/>Symbol
!Ordnungszahl
!Atommasse
!Kristallstruktur [[#text-reference1|<sup>1</sup>]]
!Gitterparameter [[#text-reference1|<sup>1</sup>]]<br />a oder b [[#text-reference2|<sup>2</sup>]]<br />[10<sup>10</sup>m]
!Gitterparameter [[#text-reference1|<sup>1</sup>]]<br />a oder b [[#text-reference2|<sup>2</sup>]]<br />[10<sup>-10</sup>m]
!Arbeitsleistung<br />[eV]
!Ionisierungspotenzial<br/>[eV]
|-
|Aluminium
|Al
|13
|26,98
|foc
|4,049
|
|4,08 - 4,3
|5,98
|-
|Antimon
|Sb
|51
|121,75
|rhl
|4,507
|
|4,1
|8,64
|-
|Beryllium
|Be
|4
|9,01
|hcp
|2,286
|3,584
|3,2 - 3,9
|9,32
|-
|Blei
|Pb
|87
|207,19
|fcc
|4,949
|
|4,0 - 4,1
|7,42
|-
|Cadmium
|Cd
|48
|112,40
|hcp
|2,979
|5,617
|3,7 - 4,1
|8,99
|-
|Chrom
|Cr
|24
|52,00
|bcc
|2,884
|
|4,4 - 4,7
|6,76
|-
|Eisen
|Fe
|26
|55,85
|bcc
|2,866
|
|4,1 - 4,5
|7,9
|-
|Gallium
|Ga
|31
|69,72
|ort
|4,524
|7,661
|3,8 - 4,1
|6,0
|-
|Gold
|Au
|79
|196,97
|fcc
|4,078
|
|4,3 - 5,1
|9,22
|-
|Indium
|In
|49
|114,82
|tet
|4,594
|4,951
|4,0
|5,79
|-
|Iridium
|Ir
|77
|192,20
|fcc
|3,839
|
|4,6 - 5,3
|9,1
|-
|Kobalt
|Co
|27
|58,93
|hcp
|2,507
|4,069
|4,4 - 4,6
|7,86
|-
|Kohlenstoff (Graphit)
|C
|6
|12,01
|hcp-Schichtgitter[[#text-reference3|<sup>3</sup>]]
|2,456
|6,696
|4,8
|11,27
|-
|Kupfer
|Cu
|29
|63,54
|fcc
|3,615
|
|4,4
|7,72
|-
|Magnesium
|Mg
|12
|24,31
|hcp
|3,209
|5,210
|3,7
|7,64
|-
|Mangan
|Mn
|25
|54,94
|kubisch-komplex
|8,912
|
|3,8 - 4,1
|6,0
|-
|Molybdän
|Mo
|42
|95,94
|bcc
|3,147
|
|4,1 - 4,5
|7,18
|-
|Nickel
|Ni
|28
|58,71
|fcc
|3,524
|
|5,0 - 5,2
|7,63
|-
|Niob
|Nb
|41
|92,91
|bcc
|3,301
|
|4,0
|6,77
|-
|Osmium
|Os
|76
|190,23
|hcp
|2,734
|4,320
|4,5
|8,7
|-
|Palladium
|Pd
|46
|106,40
|fcc
|3,890
|
|4,5 - 5,0
|8,34
|-
|Platin
|Pt
|78
|195,09
|fcc
|3,931
|
|4,1 - 5,5
|9,0
|-
|Quecksilber
|Hg
|80
|200,59
|rhl[[#text-reference4|<sup>4</sup>]]
|3,061[[#text-reference4|<sup>4</sup>]]
|
|4,5
|10,44
|-
|Rhenium
|Re
|75
|186,20
|hcp
|2,760
|4,458
|4,7 - 5,0
|7,8
|-
|Rhodium
|Rh
|45
|102,91
|fcc
|3,804
|
|4,6 - 4,9
|7,46
|-
|Ruthenium
|Ru
|44
|101,07
|hcp
|2,704
|4,281
|4,5
|7,37
|-
|Silber
|Ag
|47
|107,87
|fcc
|4,086
|
|4,3
|7,57
|-
|Tantal
|Ta
|73
|180,95
|bcc
|3,303
|
|4,0 - 4,2
|7,89
|-
|Titan
|Ti
|2
|47,90
|hcp
|2,950
|4,683
|4,0 - 4,4
|6,83
|-
|Vanadium
|V
|23
|50,94
|bcc
|3,039
|
|3,8 - 4,2
|6,71
|-
|Bismut
|Bi
|83
|208,98
|rhl
|4,746
|
|4,1 - 4,5
|8,0
|-
|Wolfram
|W
|74
|183,85
|bcc
|3,158
|
|4,3 - 5,0
|7,98
|-
|Zink
|Zn
|30
|65,37
|hcp
|2,665
|4,947
|3,1 - 4,3
|9,39
|-
|Zinn
|Sn
|50
|118,69
|tet
|5,831
|3,181
|3,6 - 4,1
|7,33
|-
|Zirconium
|Zr
|40
|91,22
|hcp
|3,231
|5,148
|3,7 - 4,3
|6,92
|-
|}
<div id="text-reference1"><sub>1</sub> bei 20°C</div>
<div id="text-reference2"><sub>2</sub> Für rhomboedrische Kristalle wird der Rhomboederwinkel α in Winkelgraden und Minuten angegeben, für orthorhombische Kristalle wird der Parameter β in m x 10<sup>-10</sup> angegeben</div>
<div id="text-reference3"><sub>3</sub> α-Kristall</div>
<div id="text-reference4"><sub>4</sub> bei -50°C</div>
</figtable>
fcc = kubisch-flächenzentriert  //  bcc = kubisch-körperzentriert  //  hcp = sechseckig dicht kugelförmig //
ort = orthorhombisch  //  tet = tetragonal  //  rhl = rhomboedrisch  
<br/>
<br/>

<figtable id="tab:Thermische Eigenschaften der wichtigsten Metalle">
<caption>'''Thermische Eigenschaften der wichtigsten Metalle'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Element/Metall
!Spezifische Wärme [[#text-reference5|<sup>1</sup>]]<br/>[kJ/(K*kg)]
!ErweichungsTemperatur<br/>[°C]
!Schmelzpunkt<br/>[°C]
!Fusionswärme<br/>[kJ/kg]
!Dampfdruck beim Schmelzpunkt<br/>[Pa]
!Siedepunkt<br/>[°C]
!Verdampfungstemperatur<br />[kJ/g]
!Wärmeleitfähigkeit<br/>[W/(m*K)]
!Längenausdehnungskoeffizient<br />[10<sup>-6</sup>m/K]
!Volumenänderung beim Erstarren<br/>[%]
|-
|Aluminium
|0,900
|150
|660
|398
|2,5x10<sup>-6</sup>
|2467
|10,47
|237
|23,6
| -6,5
|-
|Antimon
|0,210
|
|630
|163
|2,5x10<sup>-9</sup>
|1587
|1,97
|24,3
|10,5
| +9,5
|-
|Beryllium
|1,824
|
|1277
|1090
|4,3
|2477
|
|200
|12,3
|
|-
|Blei
|0,130
|200
|327
|25
|4,21x10<sup>-7</sup>
|1750
|24,70
|35,3
|29,3
| -3,5
|-
|Cadmium
|0,230
|
|321
|54
|14,8
|767
|0,88
|96,8
|41,0
| -4,0
|-
|Chrom
|0,450
|
|1857
|314
|990
|2672
|5,86
|93,7
|6,2
|
|-
|Eisen
|0,444
|500
|1537
|268
|7,05
|2750
|80,2
|12,2
| -3,0
|
|-
|Gallium
|0,370
|
|29,8
|80,4
|9,6x10<sup>-36</sup>
|2204
|3,90
|40,6
|18,0
| +3,0
|-
|Gold
|0,128
|100
|1064
|63
|2,4x10<sup>-3</sup>
|3080
|1,55
|317
|14,3
| -5,1
|-
|Indium
|0,233
|
|157
|28,5
|1,5x10<sup>-17</sup>
|2072
|1,97
|81,6
|
| -2,5
|-
|Iridium
|0,130
|
|2410
|144
|1,5
|4130
|3,31
|147
|6,5
|
|-
|Cobalt
|0,420
|
|1495
|260
|175
|2927
|6,66
|100
|13,8
|
|-
|Kohlenstoff (Graphit)
|0,720
|
|
|
|
|3825 sublimiert
|119 - 165
|155
|
|
|-
|Kupfer
|0,385
|190
|1084
|205
|5,2x10<sup>-2</sup>
|2567
|4,77
|401
|16,5
| -4,2
|-
|Magnesium
|1,020
|
|650
|373
|361
|1107
|5,44
|156
|26,0
| -4,1
|-
|Mangan
|0,480
|
|1244
|264
|121
|1962
|4,10
|7,8
|23,0
| -1,7
|-
|Molybdän
|0,250
|900
|2623
|292
|3,6
|4639
|5,61
|138
|5,2
|
|-
|Nickel
|0,440
|520
|1453
|301
|237
|2913
|6,45
|90,7
|13,0
| -2,5
|-
|Niob
|0,272
|
|2477
|289
|7,9x10<sup>-2</sup>
|4744
|7,79
|53,7
|7,3
|
|-
|Osmium
|0,130
|
|3045
|141
|2,52
|5012
|3,81
|87,6
|6,5
|
|-
|Palladium
|0,244
|
|1554
|143
|1,33
|2970
|3,48
|71,8
|11,1
| -5,5
|-
|Platin
|0,130
|540
|1772
|113
|3,2x10<sup>-2</sup>
|3827
|2,62
|71,6
|9,0
| -6,0
|-
|Quecksilber
|0,140
|
| -38,9
|11,7
|3,1x10<sup>-4</sup>
|357
|0,29
|8,34
|60,8
| -3,7
|-
|Rhenium
|0,137
|
|3186
|178
|3,24
|5596
|3,42
|72
|6,7
|
|-
|Rhodium
|0,242
|
|1966
|211
|6,36x10<sup>-1</sup>
|3695
|5,19
|150
|8,5
| -10,8
|-
|Ruthenium
|0,238
|
|2310
|252
|1,4
|4150
|6,62
|117
|9,5
|
|-
|Silber
|0,232
|180
|961,9
|105
|3,4x10<sup>-1</sup>
|2212
|2,39
|429
|19,5
| -3,8
|-
|Tantal
|0,140
|850
|3017
|157
|7,86x10<sup>-1</sup>
|5448
|4,32
|57,5
|6,5
|
|-
|Titan
|0,520
|
|1668
|403
|4,9x10<sup>-1</sup>
|2830
|8,80
|21,9
|10,8
|
|-
|Vanadium
|0,490
|
|1902
|330
|3,06
|3287
|10,3
|30,7
|8,3
|
|-
|Bismut
|0,122
|
|271
|54
|6,5x10<sup>-4</sup>
|1564
|1,43
|7,87
|14,0
| -0,33
|-
|Wolfram
|0,138
|1000
|3422
|193
|4,27
|5555
|3,98
|174
|4,5
|
|-
|Zink
|0,385
|170
|420
|100
|3,06
|907
|1,76
|116
|36,0
| -4,7
|-
|Zinn
|0,228
|100
|222
|59
|6x10<sup>-21</sup>
|2602
|1,95
|66,6
|26,7
| -2,8
|-
|Zirconium
|0,281
|
|1852
|224
|1,7x10<sup>-3</sup>
|4409
|4,6
|22,7
|5,9
|
|-
|}
<div id="text-reference5"><sub>1</sub> bei 20°C</div>
</figtable>
<br/>
<br/>

<figtable id="tab:Elektrische Eigenschaften der wichtigsten Metalle">
<caption>'''Elektrische Eigenschaften der wichtigsten Metalle'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Element/Metall
!Spezifischer elektrischer Widerstand [[#text-reference6|<sup>1</sup>]]<br/>[Ω*mm<sup>2</sup>/m]
!Elektrische Leitfähigkeit[[#text-reference6|<sup>1</sup>]]<br/>[MS/m]
!Temperaturkoeffizient des<br/>elektrischen Widerstands[[#text-reference7|<sup>2</sup>]]<br/>[10<sup>-3</sup>/K]
!Absolute thermische<br/>e.m.f.[[#text-reference8|<sup>3</sup>]]<br/>[µV/K]
!Kritische Supraleitertemperatur<br/>[K]
!Dämpfungsspannung (gemessen)<br/>[V]
!Schmelzspannung (gemessen)<br/>[V]
!Schmelzspannung (berechnet)[[#text-reference9|<sup>4</sup>]]<br/>[V]
!Mindestlichtbogenspannung<br/>[V]
!Mindestlichtbogenstrom<br />[A]
|-
|Aluminium
|2,65
|37,7
|4,6
| -1,6
|1,18
|0,1
|0,3
|0,29
|11,2
|0,4
|-
|Antimon
|38,6
|2,6
|5,4
| +20,6 - +46,8
|
|0,2
|
|0,28
|10,5
|
|-
|Beryllium
|4,2
|23,8
|10,0
| -3,3
|0,026
|
|
|0,48
|
|
|-
|Blei
|19,2
|5,2
|4,2
| -1,2
|7,196
|
|0,19
|0,17
|11,5
|0,1
|-
|Cadmium
|7,50
|13,30
|4,3
| -0,1 - +3,6
|0,52
|0,12
|
|0,17
|12
|0,4
|-
|Chrom
|14,95
|6,7
|3,0
| +14,0
|3,0
|
|
|0,67
|16
|0,45
|-
|Eisen
|9,72
|10,3
|6,6
| +16,0
|
|0,19
|0,6
|0,54
|11,5
|
|-
|Gallium
|43,2
|2,3
|4,0
|
|1,08
|
|
|0,04
|
|0,35
|-
|Gold
|2,35
|42,6
|4,0
| +1,7
|
|0,08
|0,43
|0,42
|15
|
|-
|Indium
|8,37
|11,94
|4,9
|
|3,41
|
|
|0,11
|
|
|-
|Iridium
|5,31
|18,83
|4,1
| +1,5
|0,11
|
|
|0,86
|11,5
|
|-
|Cobalt
|6,24
|16,0
|6,6
| -18,5
|
|
|
|0,54
|
|0,01 - 0,02
|-
|Kohlenstoff (Graphit)
|30,0
|3,33
|
|
|
|
|
|
|20
|0,4
|-
|Kupfer
|1,67
|59,9
|4,3
| +1,7
|
|0,12
|0,43
|0,42
|12 - 13
|
|-
|Magnesium
|4,42
|22,62
|4,2
| +3,4
|
|
|
|0,28
|
|
|-
|Mangan
|185,0
|0,54
|0,5
|
|
|
|
|0,47
|
|0,75
|-
|Molybdän
|5,20
|19,2
|4,7
| +5,9
|0,92
|0,3
|0,75
|0,91
|12
|0,4 -0,5
|-
|Nickel
|6,85
|14,6
|6,8
| -18,9
|
|0,16
|0,65
|0,54
|14
|
|-
|Niob
|13,1
|7,6
|3,4
| -0,5
|9,2
|
|
|0,778
|
|
|-
|Osmium
|8,12
|12,31
|4,2
|
|0,66
|
|
|1,04
|
|0,8 -0,9
|-
|Palladium
|10,82
|9,24
|3,8
| -0,9
|3,3
|
|0,57
|0,57
|15 - 16
|0,8 -1,0
|-
|Platin
|10,54
|9,58
|3,9
| -4,4
|0,0019
|0,25
|0,71
|0,64
|17
|
|-
|Quecksilber
|94,9
|1,14
|1,0
| +8,5
|4,15
|
|
|
|
|0,35
|-
|Rhenium
|19,3
|5,2
|4,6
|
|1,7
|
|
|1,09
|
|
|-
|Rhodium
|4,51
|22,2
|4,4
| +1,7
|0,000325
|
|
|0,70
|14
|
|-
|Ruthenium
|7,62
|13,12
|4,6
| -18,0
|0,49
|
|
|0,81
|
|0,4
|-
|Silber
|1,59
|62,9
|4,3
| +1,4
|
|0,09
|0,37
|0,38
|12
|
|-
|Tantal
|12,4
|8,1
|3,5
| -2,3
|4,47
|0,3
|
|1,03
|12
|
|-
|Titan
|43,5
|2,3
|5,5
| +7,3
|0,4
|
|
|0,61
|
|
|-
|Vanadium
|26,0
|3,8
|3,9
| +1,0
|5,3
|
|
|0,68
|
|
|-
|Bismut
|12,1
|8,36
|4,5
| -53 - -110
|
|
|
|0,15
|
|
|-
|Wolfram
|5,65
|17,7
|4,8
| +0,8
|0,0154
|1,1
|1,16
|1,16
|
|0,8 - 1,2
|-
|Zink
|5,92
|16,9
|4,2
| +0,4 - +2,3
|0,85
|0,17
|0,2
|0,20
|15 - 16
|0,1
|-
|Zinn
|11,0
|9,09
|4,6
| -0,6 - -1,5
|3,72
|0,13
|0,14
|0,14
|11
|
|-
|Zirconium
|43,5
|2,3
|4,4
| +9,5
|0,55
|
|0,67
|0,67
|12,5
|
|-
|}
<div id="text-reference6"><sub>1</sub> bei 20°C</div>
<div id="text-reference7"><sub>2</sub> Nah an Raumtemperatur</div>
<div id="text-reference8"><sub>3</sub> Nah an Raumtemperatur, jedoch können die Werte für Metalle mit nicht kubischer Struktur stark variieren</div>
<div id="text-reference9"><sub>4</sub> Berechnet mit U<sub>Melt</sub> = [4L * (T<sup>2</sup><sub>Melt</sub> - T<sup>2</sup><sub>0</sub>)]<sup>1/2</sup> mit 
 U<sub>Melt</sub>= Schmelzspannung, L = Lorenz Konstante (2,45x10<sup>-8</sup>[V/K], T<sub>Melt</sub>= Schmelztemperatur, T<sub>0</sub>= Temperatur an einem von der Einschnürungsstelle entfernten Punkt</div>
</figtable>

===Referenzen===
 
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Landolt-Börnstein: Zahlenwerte und Funktionen. Springer-Verlag, Berlin-Göttingen-Heidelberg, 1959

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Fluck, E.; Heumann, K., G.: Periodensystem der Elemente. Weinheim: VCH-Verlagsgesellschaft, 1986

Kieffer, R.; Jangg, G.; Ettmayer, P.: Sondermetalle. Springer- Verlag, Wien-New York, 1963

Hering, E.; Schulz, W.: Physik für Ingenieure (Periodensystem der Elemente). Düsseldorf: VDI-Verlag, 1988

Degussa AG (Hrsg.): Edelmetall-Taschenbuch. Hüthig-Verlag, Heidelberg, 1995

Slade, P.; G. (editor): Electrical Contacts Principles and Applications. Marcel Dekker, Inc., New York-Basel, 1999

Gerritsen, A.; N.: Metallic Conductivity in: Flügge, S.: Handbuch der Physik, Bd. 19, Springer-Verlag, Berlin-Göttingen-Heidelberg, 1956

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Wyckoff, R., W., G.: Crystal Structures. Vol 1,New York, 1963

[[en:Physical_Properties_of_the_Most_Important_Metals]]