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.

Krantenbank Zeeland

de Stem | 1967 | | pagina 19