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  Uralte Methode zu Herstellung von Messing, das sogenannte Galmeiverfahren.

Messing, eine Legierung aus Kupfer und Zink, konnte in früherer Zeit nur mit dem uralten Galmeiverfahren hergestellt werden, da man damals Zink in seiner metallischen Reinform weder kannte noch darstellen konnte.

Hierbei wurden als Grundstoffe Kupfer, Holzkohle sowie Galmei eingesetzt. Letzterer ist ein Zinkerz, das in der Gegend um Stolberg abgebaut wurde. Diesen Galmei hat man zunächst gemahlen und mit ebenfalls gemahlener Holzkohle gut vermischt. Das so entstandene Gemenge gab man, zusammen mit Kupferstücken, in einen Schmelztiegel, der auf 950 bis 1000oC erhitzt wurde. Durch die im Tiegel befindliche Holzkohle ist das Zinkkarbonat zu dampfförmigem Zink und Kohlenmonoxid reduziert worden. 

Bei dieser archaischer Vorgehensweise laufen im Schmelztiegel zwei Vorgänge gleichzeitig ab, nämlich:

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Skizze: F. Holtz.

In nachfolgendem Foto ist ein ovales Stück Kupfer gezeigt, welches vor wenigen Jahren bei einem Versuch zur Nachstellung des Galmeiverfahrens im Tiegel eingesetzt war. Ursprünglich handelte es sich um Rundkupfer mit einem Durchmesser von zirka 10 mm. Im Tiegel wurde das eingesetzte Kupferstück zu einem Oval (Querausdehnung etwa 12 mm) verformt und vom dampfförmigem Zink nur teilweise (links, oben und rechts) zu Messing umgebildet.


Kupfer, am äußeren Rand zu Messing umgebildet.
Sammlung: F. Holtz, Foto: RWTH Aachen

Aus lauter Ungeduld und Neugier auf ein wie auch immer geartetes Ergebnis, wurde die Charge viel zu früh aus dem Tiegel genommen. Rückblickend betrachtet gibt die Fehleinschätzung der zeitlichen Abläufe Gelegenheit, darüber nachzudenken, wie die Umbildung von Kupfer nach Messing ablaufen könnte.

Wie in nachfolgender Abbildung zu ersehen ist, folgt der Übergang der stofflichen Zusammensetzung vom Kupferkern (exakt 100% Cu und 0% Zn) zum am äußeren Rand befindlichen, bereits auflegierten Messing (ca. 65 % Cu und 35 % Zn) einer nahezu idealen Sprungfunktion.

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Line Scan über die gesamte Querlänge der Probe, (RWTH Aachen).

der stofflichen Zusammensetzung zwischen dem Kupferkern (exakt 100 % Cu und 0 % Zn) und dem am äußeren  Rand bereits auflegierten Messing (ca. 65 % Cu und 35 % Zn) erfolgt nahezu ohne Übergang, folgt also einer fast idealen Sprungfunktion. Hinsichtlich der außen liegenden Legierungsschicht dürfte man sich vor dem Aufschmelzen der fertigen Legierung mit den Prozessparametern also knapp oberhalb der Soliduslinie befunden haben.