STOLLINGSPROCES
IS VOL GEHEIMEN
Brand-reddingslijn
voor elk gebouw
WONDERMETALEN
dankzij kennis van atoom
Tijd in atoomtrillingen
uwstofffen
Wetenschappelijk onderzoek
Publiek mist belangstelling
voor verkeersproblemeni
DAGLAD DE STEM
Metaalfilms
Stabiel
Nabootsing
Hitte en druk
Slijtvast
Lage kosten
Vezels
ONVEILIG
Tuld enstraat 4, vraagt
aire installaties, particulier»
onderhoud gasapparaten.
telefonische afspraak.
Wat gebeurt er in een drup-
Li soldeer die hard wordt, oï
j het algemeen, hoe verloopt
■jet stollingsproces in gesmolten
Imetalen? Het lijkt geen pro
hoofdpijn van te
behoefte in de industrie en in het
ruimte-onderzoek.
om
maar vreemd genoeg
metaalonderzoekers
Heem
krijgen,
«eten de
„oog heel weinig van. De voor
naamste reden voor het mysterie
li dat metalen ondoorzichtig
Het is onmogelijk te zien
Lat er binnenin gebeurt. Zelfs
foto's met harde röntgenstralen
jeven weinig opheldering, om-
li tij te grof zijn om de details
Jiebij het stollingsproces een
rol spelen, te laten zien.
I Ook andere methoden zijn weinig
■bevredigend gebleken. De metaal-
locderzoekers hebben het geprobeerd
Iset uiterst dunne, gepolijste schijf-
lies, die van de metaalmonsters waren
lesneden, om onder de microscoop de
liporen van het stollingsproces te kun-
Icen bekijken. Ze hebben radioactieve
■elementen door gesmolten metaal ge-
|mengd om te kunnen zien hoe de
■stralende deeltjes tijdens de stolling
■Tierden verdeeld, maar dat heeft alle-
Ipal niet veel geholpen.
Bij andere experimenten hebben
onderzoekers van IBM m New York
een nieuwe methode ontdekt om na
te gaan wat er gebeurt als damp-
vormige metalen direct worden neer
geslagen op een gekoeld oppervlak.
De metalen komen hierbij onmiddel
lijk van de dampvormige in een vaste
toestand, zonder eerst vloeibaar te
zijn geworden.
Dit plotselinge „bevriezen" van
metaaldampen wordt gebruikt om
uiterst dunne laagjes metaalfilm op
kleine onderdeeltjes van elektronische
apparatuur aan te brengen. Deze
metaalfilms worden via een etsings-
proces elektronische circuits vóór
computers en sterk geminiaturiseerde
radio-ontvangers. Maar bij deze nieu
we techniek van „geïntegreerde scha
kelingen" zijn ook nieuwe problemen
ontstaan, omdat de metaalfilms vaak
niet gehoorzamen aan de traditionele
wetten van de metallurgie.
De onderzoekers van IBM, dr. Ar
thur Nor wick en dr. Siegfried Mader,
ontdekten dat zij het gedrag van me
taalatomen in zulke dunne laagjes
kunnen nabootsen met een hellende
bak, waarin zich kogeltjes van ver
schillend formaat bevinden. De ko
geltjes rollen naar één kant en vor
men daar een patroon, dat veel lijkt
op dat van de atomen, die op een
gekoeld oppervlak worden „bevro
ren".
Metallurgen
werken met
modellen, van me
taalkristallen om
zich beter te kun
nen voorstellen
wat er binnen in
de atoomstructuur
gebeurt. Elk bolle
tje in zo'n model
stelt een atoom
voor.
De Hoornse uitvinder Bob de Heer
beeft opnieuw een uitvinding gedaan,
die de brandbeveiliging ten goede kan
iste ontdekking op dit
gebied* was een vorstvrije brandbijt.
J Amerikaanse onderzoekers hebben
■echter onlangs veel eenvoudiger me-
■Dioden ontdekt, die een dieper inzicht
lis de overgang van de vloeibare naar
Ide vaste toestand in metalen beloven,
lli de Bell Telephone laboratoria in
pewYork hebben dr. K. A. Jackson
n dr. J. D. Hunt vastgesteld, dat de
I stollingseigenschappen van metalen
■veel overeenkomst vertonen met die
Ivan sommige organische stoffen.
I Bij proeven hebben de onderzoekers
■doorzichtige organische materialen,
Izoals kamfer en koolstof-tetrabromide
■vloeibaar gemaakt en in kleine glazen
luizen gegoten. Vervolgens konden
jwoon door het glas bekijken hoe
het materiaal stolde. Door wijzigingen
|in de samenstelling van de mate
rialen aan te brengen en nauwkeurig
temperatuurverloop te regelen
|waren zij in staat de stolling van
verschillende soorten metalen na te
bootsen.
De resultaten van de proeven zijn
veelbelovend. Ze zullen mogelijk op
J de duur leiden tot de fabricage van
I metalen, die beter bestand zijn tegen
I buitensporige temperaturen en krach-
ten. Aan zulke metalen bestaat grote
ij oor kogeltjes van verschillende
groote in verschillende verhoudingen
te gebruiken hebben de onderzoekers
zich in grote lijnen een beeld kunnen,
vormen van wat er gebeurt als ato
men van verschillende metaallegerin
gen een dunne film vormen. Daarbij
werd een wonderlijke ontdekking ge
daan. Combinaties van onvermeng-
bare metalen, die eerst werden be
vroren en daarna weer ontdooid, ble
ken ook bij kamertemperatuur stabiel
te blijven en zich niet, zoals was
verwacht, in verschillende „klonten"
te verdelen. De proeven maakten dui
delijk dat deze stabiliteit wordt ver
oorzaakt door het „in elkaar haken"
van de atoomstructuur van de ver
schillende metalen, waardoor deze
zich niet van elkaar kunnen scheiden.
De IBM-onderzoekers hebben ook
kunnen aantonen hoe de metaal
atomen van een bestaande film de
atomen van een nieuwe laag, die er
overheen wordt aangebracht, beïn
vloeden. Om dit effect na te bootsen,
lijmden de onderzoekers de kogeltjes
atomen van de eerste laag aan
de bak vast, waarna ze er een tweede
hoeveelheid overheen strooiden en
bestudeerden op welke plaatsen deze
bleven liggen. Het lijkt kinderspel,
maar voor de metallurgen is het een
mogelijkheid dieper door te dringen
in de geheimzinnige atoomstructuur,
die het gedrag en het uiterlijk van
alle stoffen hier op aar do en in het
heelal bepaalt
Sinds de vroegste tijden is de
bewerking van metalen voor
praktisch gebruik van vitaal be
lang geweest voor het voortbe
staan en de vooruitgang van de
beschaving. Metalen hebben de
mens uit het stenen tijdperk
naar het bronzen tijdperk ge
bracht en vandaar naar de tijd
perken van ijzer en staal. In
onze twintigste eeuw zijn het
vervoer, de verbindingen, de
landbouw, de woningbouw en
de industrie allemaal afhanke
lijk van metalen. Zonder meta
len zouden ruimtevaart en diep
zeeverkenning zelfs onmogelijk
zijn.
Naarmate de samenleving ingewik
kelder en afhankelijker van techno
logische systemen wordt, moeten de
metalen aan hogere eisen voldoen. Ze
moeten lichter en sterker, beter be
stand tegen hoge en lage temperaturen
en corrosie, beter geschikt voor auto
matische fabricage en toch goedkoper
zijn dan de eerder bekende metalen.
Daarom werken metallurgen aan
nieuwe technieken, die het mogelijk
moeten maken metalen juist die meest
gewenste eigenschappen te geven. Zij
maken daarbij dankbaar gebruik van
de kennis, diie de mens over de klein
ste structuur van de materie het
atoom heeft verzameld.
Een van de nieuwe methoden is
verschillende metalen samen te voe
gen, zodra het eindprodukt de kwa
liteiten van beide soorten bevat. Dit
kan gebeuren door middel van zo
genaamd „explosief lassen". Bij dit
proces worden metalen platen, die
samengevoegd moeten worden, dicht
tegen elkaar aan geplaatst, waarna
ze door een nauwkeurig gecontro
leerde explosie zo krachtig tegen
elkaar worden geslagen, dat er een
onwrikbare lasverbinding ontstaat.
Op die manier worden bijvoorbeeld
platen vam drie mm titanium vast
gemaakt op dikkere stalen platen. Het
resultaat is een combinatie met de
sterkte van staal en de bestendigheid
tegen corrosie van titanium.
Twee verschillende metalen bunnen
ook worden samengevoegd door een
proces dat diffusie-binding of vaste-
stof-binding wordt genoemd. Geen
van beide metalen wordt hierbij ge
smolten, maar in vaste toestand ge
last, zonder dat er andere materialen
aan te pas komen. Nodig zijn alleen
maar voldoende verhitting en druk.
Deze methode wordt onder meer
gebruikt bij de fabricage van raket
onderdelen, die licht en toch bijzonder
sterk moeten zijn. Zij is ook toegepast
bij de bouw van de wanden van tien
vacuümkamers voor een reusachtige
atoomverbrijzelaar van het Argonne
Nationale Laboratorium bij Chicago.
De lassen in deze installatie moeten
bestand zijn tegen de geweldige druk
waaraan vacuümkamers zijn blootge
steld en tegen hoge doses straling, die
gewon e la sverb in dingen op de duur
verzwakken en uiteen doen vallen.
Een ander proces, bekend als poeder-
metallurgie, dat jarenlang weinig be
langstelling heeft gehad, is nu onder
werp van nieuwe onderzoekingen ge
worden. Fijne poedervormige metalen
uiteenlopend van aluminium tot
zirconium worden met elkaar ge
mengd en dan in de gewenste vorm
geperst. De vorm wordt vervolgens
verhit gesinterd tot een hoge
temperatuur, waarbij er echter voor
wordt gezorgd, dat het smeltpunt niet
wordt bereikt. De druk en de hitte
verbinden de poederdeeltjes met
elkaar
Een van de voordelen van dit pro
ces is, dat er weinig of geen verlies
aan afval is, omdat de geperste vorm
vrijwel geen nabewerkingen meer
behoeft. Metalen met verschillende
smeltpunten kunnen snel met elkaar
of met niet -metalen, zoals kera
mische materialen, glas en plastics
worden verbonden. De persvormen
maken het ook mogelijk een groot
aantal precis ie-onderdelen automa
tisch te fabriceren.
konden weerstaan. De metaal-vezel
combinaties van de toekomst zullen
waarschijnlijk vijf keer zo sterk zijn
als de sterkste metalen vandaag. Met
een metaal-vezeldraad ter dikte van
gewoon naaigaren zou gemakkelijk
een geladen spoorwagon van meer
dan 100 ton kunnen worden opgetild.
Maar sterkte valt niet altijd samen
met bestendigheid tegen slijtage. Twee
metaalonderzoekers van de NASA,
de Amerikaanse dienst voor lucht- en
ruimtevaart, hebben een geheel
nieuwe theorie ontwikkeld om me
talen een grotere bestendigheid voor
bepj aaide toepassingen te geven. De
twee metallurgen, Robert Johnson en
Donald Buckley, ontdekten dat be
paalde atoomstructuren van metalen
een betere slijtvastheid geven aan
lagers, afdichtingen, tandwielen en
nokken in ruimtevaartuigen, super
sonische vliegtuigen en zelfs in kunst
matige heupgewrichten. TJit hun on
derzoekingen bleek dat een zes
hoekige kristalstructuur beter bestand
is tegen slijtage in' een vacuüm, waar
geen gewone smeermiddelen kunnen
worden toegepast, dan de vierhoekige
structuur, waaraan de ruimte-inge
nieurs tot dusver de voorkeur hebben
gegeven. De zeshoekige bouw van de
metaalkristallen laat 'toe dat dunne
laagjes metaal in een lager soepel ten
opzichte van elkaar verschuiven zon
der het oppervlak te veranderen.
Duizenden jaren geleden was de
vervanging van stenen gereedschap
door metalen werktuigen een belang
rijke stap in de vooruitgang van de
menselijke beschaving. Het ziet er
naar uit dat de 20e eeuwse metal
lurgen nu weer op weg zijn naar zo'n
beslissend moment in de geschiedenis.
Zyn tweede uitvinding is een brand-
reddingslün, die voor elk gebouw
hoe hoog ook te gebruiken is. Het
apparaat bestaat uit drie delen: een
stalen buisconstructie, een roestvrije
staaldraad en een houten blok, waar
op een eenvoudig zitje is aangebracht.
Het houten blok kan worden open
geklapt en om de staaldraad worden
geklemd. In de goot van het houtblok,
waar de staaldraad doorheen loopt,
aijn rubber remstrippen aangebraeht.
Wanneer iemand op het blok gaat
zitten, gljjdt dit laAgs de staaldraad
naar beneden, echter met een geringe
snelheid, want de rubber strippen
remmen de snelheid sterk af.
De heer De Heer heeft het rem-
principe van een fiets toegepast, nl.
twee rubberblokjes, die op de velg
van een wiel drukken, als zij worden
aangetrokken. De staalconstructie
dient er voor om de staaldraad, die
wiaar beneden hangt, veilig te beves
tigen.
Uitvinder De Heer is op de ge
dachte gekomen om een ontsnappimgs-
apparaait te maken, nadat hij de af
gelopen maanden had gelezen over
het uitbreken van branden, waarbij
mensen in de vlammen omkwamen.
„Dit behoefde niet," zo meende hij,
„als deze mensen hadden beschikt
over een ontsnappingsapparaat, ddt
snel was aan te brengen en gemak
kelijk was te bedienen." Het maken
van een stalen constructie, die ge
makkelijk voor de ramen van een
bovenverdieping is te plaatsen om er
dan een staaldraad aan te bevestigen,
was voor hem niet zo moeilijk. De
constructie, die hij ontwierp, is in
schuifbaar, maar toch zo gebouwd,
dat hij, eenmaal geplaatst, niet meer
kan wegglijden of voorover tuimelen.
Een scherpe punt aan de onderzijde
voorkomt het wegglijden, terwijl een
stevig stootblok aan de bovenzijde
voorover tuimelen uitsluit. Er zit een
soort giek aan de stalen stang, die
buiten het raam wordt gestoken.
Langs deze giek wordt de staaldraad
geleid, zodat deze vrij hangt van de
gevel. De heer De Heer kan het
apparaat ook leveren zonder de staal
constructie. Hij heeft daarvoor in: de
plaats een nog eenvoudiger ophang-
fnstrument gemaakt, dat blijvend
moet worden aangebracht.
Het moeüijkste punt van zijn Idee
was het apparaat, dat de ontsnapping
uit een brandend huis moet mogelijk
maken. Dit apparaat moest snel kun
nen worden aangebracht en toch feil
loos werken, d.w.z. de man, die wil
ontsnappen, veüig op de grond bren
gen.
Ook dit is de uitvinder gelukt.
Hij ging daarbij uit van de werking
van een eenvoudige fietsrem, nl.
Het voornaamste onderdeel van
het apparaat, het remblok, dat om
de staaldraad kan worden geklemd.
twee rubberblokken op een velg. Hij
maakte een houten blok met daarin
een glijgoot. Het blok moest uit elkaar
kunnen worden geklapt teneinde om
de staaldraad te worden geklemd. In
de glijgoot maakte hij jubber strippen
en aan de buitenkant een sterke klem.
Op dit blok maakte hij een zitje en
zijn apparaat was compleet. Als het
blok om de draad wordt geklemd,
kan het niet meer worden heen en
weer bewogen. Alleen het gewicht
van een persoon is voldoende om het
met geringe snelheid langs de draad
naar beneden te laten glijden.
„Voordeel van dit apparaat is,*
aldus de uitvinder De Heer, „dat het
gemakkelijk is te verplaatsen en aan
te brengen. Voorts zijn geen ingewik
kelde handgrepen en een grote tech
nische kennis nodig om het apparaat
te bedienen."
„Tenslotte," aldus de heer De Heer,
„spelen de kosten een rol." Het ap
paraat kost met inbegrip van 20 me
ter staaldraad en één remblok met
zitje f50.-. Losse remblokken kun
nen worden bijgeleverd. Deze kosten
f7.- per stuk. Voor een gezin, be
staande uit vier personen, komt het
apparaat dus op ongeveer f75.-.
(Van onze parlementaire redactie)
DEN HAAG In het jaarverslag
1966 van de Stichting Wetenschappelijk
Onderzoek Verkeersveiligheid, wijst di
recteur ir. E. Asmussen erop dat de
belangstelling voor verkeersvraagstuk-
ken vaak ontstellend te kort schiet.
Naarmate de werkzaamheden zich af-
CtoM.lm h!liciten wden veel-
ind«str e de ruimtevaart-
b« de vervaar-
^rika's rp„!>ra,n.dstott:mks voor
"•Wnraket Saturnus 5
doen als tussenschot in de tweede
trap van de Saturnus. Op de ach
tergrond de installatie, waarin de
onderdelen van de uit meerdere la
gen opgebouwde metalen koepel on
gebouwde metalen koepel onder
grote hitte en druk aan elkaar wor
den gelast. De tanks van de tweede
Saturnustrap zullen meer dan an
derhalf miljoen liter vloeibare wa
terstof en vloeibare zuurstof met
een temperatuur van 150 tot 200
graden celsius onder nul bevatten.
De constructie van de tanks moet
aan zulke buitensporige eisen vol
doen, dat alle conventionele metaal
technieken tekort schieten.
Het meest revolutionair zijn mis
schien nieuwe methoden om metalen
te versterken met vezels. Voor me
talen is dit nieuw, maar het idee
stamt eigenlijk van de oude Egypte-
naren, die de keihlokken voor de
bouw van hun huizen versterkten
met bossen stro.
Omstreeks 1880 gingen de bouw
kundigen er toe over beton te wape
nen met ijzeren staven.
Het onderzoek naar het verstevigen
van metalen mét staaldraad, glas
vezels en keramische vezels is nu on
geveer 12 jaar aan de gang en som
mige metallurgen geloven nu al te
kunnen voorspellen, dat metalen in
de toekomst onherkenbaar zullen ver
anderen, omdat ze steeds meer zullen
worden gecombineerd met keramiek
en plastics. Uit deze combinaties zul
len totaal nieuwe materialen ontstaan
met bijzondere eigenschappen op het
gebied van buigzaamheid, elektrische
geleiding of weerstand en sterkte bij
hoge temperaturen.
Voor een zo groot mogelijke sterkte
schijnen „borstelharen" heel dunne
en korte vezels met bijna volmaakte
kristallajne structuur het beste
materiaal te zijn. Onderzoekers heb
ben al gerapporteerd, dat zij zulke
vezels hebben gemaakt, die een trek
kracht van anderhalf miljoen kilo
splitsen in specialismen, dreigt de moei
lijkheid te ontstaan dat de communi
catie tussen de specialisten en „de
anderen" steeds lastiger wordt.
Na enkele jaren van oriëntering en
voorbereiding heeft de S.W.O.V. nu
het stadium bereikt dat de onderzoek
resultaten regelmatig ter kennis kun-
nen worden gebracht en kunnen bij
dragen aan de beleidsvorming op het
gebied van het verkeer- Het aantal on
derzoeken van de stichting breidt zich
sterk uit. Ih het verslagjaar werden
2.000 automobilisten ondervraagt naar
hun ,,verkeers- en ongevallenhistorie"
Een onderzoek wordt ingesteld naar
de eigenschappen van banden en weg
dekken die kunnen leiden tot slipon
gevallen. Nog in de loop van dit jaar
zal een inventarisatierapport worden
uitgebracht dat als uitgangspunt voor
verder onderzoek kan dienen.
Een begin is gemaakt met een on
derzoek naar factoren die kunnen lei
den tot botsingen tussen weg- en rail
verkeer. In een hiervoor opgerichte
werkgroep hebben onder meer zitting:
De Nederlandse Spoorwegen de A.N.
W.B. en de Rijkswaterstaat
Het jaarverslag pleit nogmaals voor
een centrale registratie van verkeers
ongevallen. Nagegaan moet worden
welke instanties in ons land verkeers
ongevallen verwerken en analyseren.
In het verslagjaar werd begonnen met
een inventarisatie door de stuurgroep
„Statistische analyse verkeersongeval
len", die op initiatief van de stich
ting is ingesteld. De inventarisate zal
in de loop van dit jaar gereed zijn.
Een onderzoek is voorts ingesteld
naar verbetering van de stoptekens,
die politie, douane, rijksverkeersinspec
tie. enz. gebruiken. Het construeren
van een beter stopteken werd gewenst
geacht- Een nieuw model is gekozen.
In studie in welke veiligheidskleding
het beste is voor mensen die vlak
langs de rijbaan van wegen wer
ken. Er bestaat een grote verschei
denheid aan veiligheidskleding, maar
niet bekend is welke type en welke
kleur het beste voldoen. Vele model
len blijken de bewegingen te belem
meren. Vele dragers van veiligheids
kleding hebben nogal bezwaren tegen
het clowneske van het te dragen pek.
Naast een Belgische zandloper uit de
18e eeuw staat hier het hart van een
nieuwe atoomklok, die is ontwikkeld
door een Westduitse firma. De klok
„loopt" op trillingen van atomen.
In de gasresonantiecel van het appa
raat trillen rubidlnm-atomen. Een
atoomresonantie van het element rubi
dium geldt als het meest exacte proces
in de natuur. De atoomtriilingen corri
geren eventuele afwijkingen in de tijd
meting. D. het ongunstigste geval be
draagt de afwijking van de atoomklok
vjjf miljoenste seconde per dag. Pas na
ongeveer 3000 jaar zon een afwijking
van ongeveer een seconde kunnen wor
den vastgesteld. De uiterst nauwkeuri
ge tijdmeting van atoomklokken is on
der meer nodig bij het ruimte-onder
zoek en in de kernfysica.