H. Mtyer. 849

Ursprunges seien und der Ausscheidung der Ionen an den Electrodenflllchen entsprechen, etwa auf diese Weise, wie es Hr. Prof. G. Wiedemann l) bei Gelegenheit einer Kritik der Theorie von Hrn. B r a u n angedeutet hat, oder durch eine Wechselwirkung zwischen denselben und den Electroden.

Ware diese Annahme richtig, so konnte von einer Aequi- valenz der chemischen Action und der electromotorischen Kraft um so eher die Rede sein, als eine Trennung der beiden Grbssen p und v jedenfalls kiinstlich ist und im Wesen des wirklichen Vorganges nicht begriindet zu sein scheint.

Es ware noch eine Schwierigkeit zu erwahnen, auf die auch Hr. B r a u n die Aufmerksamkeit gelenkt hat, niimlich wie es komme, dass bei offenem Kreise wenigstens die unpo- larisirbaren Ketten die nlmliche electromotorische Kritft er- geben, wie bei geschlossenem. Es scheint dies in der That, wie Hr. B r a u n hervorhebt, in einer eigenthiimlichen Be- ziehung zwischen Electricitat und chemischer Action be- griindet zu sein, von der man sich etwa nur die Vorstellung machen konnte, dass im statischen Zustande die Molecule der Electrolyten derart um die Electroden gruppirt sind, dass bei der geringsten virtuellen Verschiebung der Electri- citiiten die namlichen electromotorischen Krafte zur Wirkung gelangen, wie bei geschlossenem Stromkreise.

I lemberg, 21. Mai 1883.

VI. Ueber d$e Abhang$gJce$t der Magnet$s$rungs- fuwct$om von der Har te ci%s Stahles;

vom Hwgo M e y e r .

Nach den gellufigen Ansichten uber das Harten des Stahles macht sich der Einfluss dieser Operation rucksicht- lich des mechanischen Verhaltens vornehmlich durch eine Volumenvergrbsserung und eine ,Abnahme des speciflschen

1) G. Wiedemann, Electricitlt Bd. 11. 8 989. Hr. Wiedemann wird, wie ich erfahre, diesen in seinem Werk nur kurz angedeuteten Gegen- stand demnachst in einer besonderen Abhandlung ausfiihrlich besprechen.

Ann d Phya n. Chem. N. F. XIX. 54

850 H. Meyer,

Gewichtes geltend. l) Was das magnetische Verhalten an- langt, so sagt Lamont2 ) , dass die Quantitiit des aufgenom- menen Magnetismus unter allen Umstanden bei ganz harten Magneten geringer ausfalle als bei weicheren, dass geharte- ter Stahl eine geringere Inductionsfhhigkeit , aber eine grossere Retentionsfahigkeit als weicher Stahl besitze. Es muss danach die Magnetisirungsfunction (allgemein magne- tisehes Moment dividirt durch die magnetisirende Kraft) Ciir hBrteren Stahl kleiner ausfallen als flir weichen. Als sicher- stes Kriterium fiir die HSirte mtissen nach den Untersuchungen von S t r o u h a l und B a r u s 3 ) das galvanische Leitungsver- magen und das thermoelectrische Verhalten des Stahles an- geeehen werden: das Leitungsvermogen ist um so kleiner, und in thermoelectrischer Beziehung steht der Stahl dem Wismuth um so naher, je harter er ist.

Die Untersuchungen uber die Magnetisirungsfunction ver- schiedener Stahlsorten bei verschiedenen Hiirtegraden, welche ich vor einiger Zeit publicirt habe 9, bestatigen diese Resul- tate nur zum Theil. Von drei untersuchten Stahlsorten ver- hielten sich zwei ganz wie nach dem Obigen zu erwarten war; die dritte Sorte aber, ,,gezogener weicher blanker Stahl", zeigte bei gleicher Behandlung mit jenen das entgegengesetzte Verhalten. Die Volumina der Cylinder dieser Sorte hatten abgenommen , die specifischen Qewichte waren gewachsen, und die Magnetisirungsfunctionen hatten in dem hiirteren Zustande des Materials grijssere Werthe als im weicheren. Eine Bestimmung der galvanischen Leitungsfahigkeit war leider nicht vorgenommen, sodass die Annahme, der gezogene Stahl sei durch den Act des Hartens in einen weicheren Zustand iibergefiihrt , nicht unbedingt ausgeschlossen blieb, doch schien diese Annahme aus den a. a. 0. angefiihrten Griin- den sehr unwahrscheinlich, und ich glaubte, behaupten zu

1) A. Wurtz, Dictionnairc de Chimie. 1. 1. p. 55.1874. C.Fromm8,

2) Lamont, Handbuch des Magnetismus. p. 250. 1667. 3) Strouhal u. Barus, Wied. Ann. 11. p. 930. 1880. 4) H. Meyer, Wied. Ann. 18. p. 233. 1883.

Gott. Nachr. 1876. p. 165.

H. Meyer. 85 1

miissen, ,,dass nicht bei allen Stahlsorten die Magnetisirungs- function abnimmt, wenn der Hiirtegrad steigt.'l

Da dieser Satz fur die Theorie des inducirten Magne- tismus nicht ohne Bedeutung sein diirfte, so habe ich meine beziiglichen Untersuchungen nochmals aufgenommen. Dieselben haben zu den nachverzeichneten Resultaten ge- fiihrt.

Zu den Beobachtungen habe ich die in meinem fruhe- ren Aufsatze mit III 5, 6, 7, 8, 9 bezeichneten Stiibe benutzt, weil zu erwarten war, dass bei ihnen, als den diinneren, die durch die HZirtung und das Anlassen hervorgebrachten Aen- derungen am deutlichsten hervortreten wurden. Ich habe fiir dieselben zuntichst abermals in dem gehiirteten Zustande, wie sie von meinen friiheren Beobachtungen her vorlagen, die Magnetisirungsfunction in derselben Weise wie ehedem fur die inducirende Wirkung der verticalen Componente ( V = 4,006) des Erdmagnetismus bestimmt und ihren galvp nischen Leitungswiderstand gemessen. Alsdann wurde jeder Cylinder f ~ r sich in eine 12 mm weite GlasrShre mit Ham- merschlag eingestampft, und diese Rohren wurden mit einer etwa 5 mm dicken Lehmschicht umgeben. So umkleidet, blieben die Stabe nach mehrstiiadigem Gliihen in dem erster- benden Feuer und unter der Asche bis zum nitchsten Mor- gen liegen. Nach dem Reinigen erschienen sie schwarz- blau. In diesem angelassenen Zustande wurde eine neue Bestimmung des specifischen Gewichtes, der Magnetisirungs- function und des galvanischen Leitungswiderstandes vorge- nommen.

In der nachfolgenden Tabelle theile ich zunachst Volu- men v , Gewicht p und specifisches Gewicht s der Stahl- cylinder mit. Zur bequemeren Uebersicht habe ich die beziiglichen Werthe fur die Stiibe im rohen (A) und im ge- harteten Zustande (B) aus meiner friiheren Arbeit l) hier wieder mit angefuhrt; der angelassene Zustand ist mit C b ezeichnet .

1)*1. C. p. 235 u. 236.

54 *

B 1 B i C I / 1 B I C C

862 H. Meyer.

Tabel le 1.

Es ergibt sich hieraus, dass beim Hiirten die Volumina siimmtlicher Stiibe abgenommen haben, und die specifischen Gewichte, mit Ausnahme von 7, nach dem Hiirten grbsser sind als vorher. Das Anlassen hat auf die St'abe weniger gleichmiissig eingewirkt: die Volumina von 5 , 7, 9 haben abermals abgenommen, wahrend die von 6 und 8 sich dem urspriinglichen Zustande wieder etwas genahert haben, ohne indessen die frliheren Werthe wieder zu erreichen. Die specifischen Gewichte von 5 , 7, 9 sind gewachsen, die von 6 und 8 haben abgenommen.

Da nun (s. u. Tabelle 3) der Zustand B in der That der hlirteste ist, so wird man behaupten mussen, dass die obigen Ansichten uber die mechanischen Aenderungen des Stahles nicht allgemeingultig sind, wenn sie auch in den meisten Fallen das Richtige treffen.

Bei der Bestimmung der Magnetisirungsfunction habe ich die in Tabelle 2 enthaltenen Werthe bekommen. Dabei sind diejenigen, welche vor der Bestimmung der galvanischen Leitungsfahigkeit erhalten wurden, mit einem * bezeichnet.

Tabel le 2.

H. Meyer. 853

Die Magnetisirungsfunction wird also durch die beim Hindurchleiten eines galvanischen Stromes durch die Stabe auftretende centrale Magnetisirung nicht merklich geilndert. Die Abweichungen unter den Werthen 5 im Zustande B werden jedenfalls einen anderen Grund haben, fiber den ich allerdings keine Vermuthung aussprechen kann.

Die Mittel aus diesen Werthen stelle ich in Tabelle 3 mit den fruher mitgetheilten Werthen der Magnetisirungs- function R , l ) im Zustande A zusammen. Damit vereinigt sind die galvanischen Leitungswiderstande der verschiedenen Stabe, reducirt auf gleiche Lange und gleichen Quersehnitt in willkurlichen Einheiten, wie sie nach der M a t t hies s en'- schen Methodea) bestimmt wurden. Fiir den Zustand A konn- ten die Widerstande an den Cylindern 5 bis 9 selbst nicht mehr gemessen werden, die in der Tabelle unter A aufge- fiihrten Werthe sind daher aus zwei Staben abgeleitet, die resp. mit 5,6 und 7,8,9 nahe gleichen Durchmesser hatten und mit ihnen gleichzeitig angefertigt waren, die aber spilter nicht mit gehartet wurden. Ihrem magnetischen Verhalten nach standen sie resp. 5, 6 und 7, 8, 9 sehr nahe, man wird daher ihren Leitungswiderstand wenigstens rnit grosser An- naherung fur den der ubrigen Stabe substituiren k6nnen. Lasst man dieses zu, so ist auf Grund der Beobachtungen von S t r o u h a l und B a r u s unzweifelhaft, dass von den drei Zustanden A , B , C, mit Ausnahme von Stab 8, B der h t tes te ist.

Tabel le 3.

Magnetisiigsfunction kv Leitungswiderstand - A l B C A

Mit alleiniger Ausnahme von Nr. 9 zeigen also silmmt- liche Stabe eine Zunahme der Magnetisirungsfunction mit

1) 1. c. p. 243. 2) Maxwell , Treatise on Electricity andMagnetism. (2) 1. p. 444.

884 H; Meyer.

dem galvanischen Leitungswiderstand, also auch mit der Hgrte. Lilsst sich auch eine bestimmtere Beziehung zwischen diesen beiden Grbssen nicht erkennen, s o h a t doch d e r Satz, d a s s d i e Magne t i s i rungs func t ion urn so k l e i n e r aus fa l l e , j e hi i r ter d e r S t a h l i s t , oder der oben ange- fiihrte S a t z von L a m o n t keine Allgemeingiil t igkeit .

Nach Mousson') haben wir uns von dem Vorgang des Hartens folgende Vorstellung zu machen. ,,Durch Abkuhlen des erhitzten Stuckes wird die Oberflache kalt und fest, wilh- rend'das Innere noch heiss und ausgedehnt ist; erkaltet nach- her der Kern, so findet er in der als Gewolbe widerstehenden H u e ein Hinderniss gegen die naturliche Zusammenziehung. So gelangen die iiusseren Theile in einen Zustand gewalt- samer Pressung, die inneren gewaltsamer Spannung, der als Sprodigkeit sich offenbart. In Uebereinstimmung damit findet man das Volumen des Stahlstiickes nach der Hilrtung in der Regel ve rg rosse r t , die Hulle dichter und harter, der Kern leichter und weicher. Das Verhaltniss der dichteren Hulle zum lockeren Kern iindert sich mit der Grijsse der Stucke, der Natur des Stahles und der Art des Hartens." - Ob der innere Kern sich in einem Zustande gewaltsamer Spannung befinden und doch gleichzeitig weich und locker sein kann, bleibe hier dahin- gestellt. Jedenfalls muss, wenn das Resultat unserer magne- tischen Beobachtungen mit der Theorie drehbarer Molecu- larmagnete vereinbar sein soll, der Kern sich in einem sehr weichen und hijchst lockeren Zustande befinden, und wenn gewaltsame Spannungen vorhanden sind, 80 diirfen diese die Drehbarkeit der Molecule in keiner Weise beein- trlichtigen.

Man kann namlich nach Webera) auf Grund jener Theorie das durch eine magnetisirende Kraft f in der Volumeneinheit inducirte magnetische Moment m darstellen durch:

1) Mousson, Die Physik auf Grundlage der Erfahrung. 1. p. 238.

2) W. W e b er, Electrodyn. Maassbestimmungen, inbesondere iiber 1879.

Diamagnetismus. p. 572.

H. Meyer. 855

f m = Q n p - 7

wenn n die Anzahl der in der Volumeneinheit enthaltenen Molecule, p das magnetische Moment jedes derselben rind D die ,,moleculare Directionskraft", d. i. die Kraft bezeichnat, welche das unter dem Einflusse von f aus der Ruhelage ab- gelenkte Molecul in die ursprungliche Stellung zuriickzu- fuhren strebt. Dabei ist vorausgesetzt, dass f < D, eine Vor- aussetzung, die bei Verwendung so schwacher Krafte wie die hier benutzten erfiillt sein diirfte, anderenfalls tritt an die Stelle der hier angefuhrten Formel eine etwas andere, deren Discussion indessen zu demselben Resultate fiihren wiirde, wie die der hier benutzten. Stellen wir die Gleichung etwas um, so erhalten wir fur die Magnetisirungsfunction y den

D

Ausdruck : rn y = - = nnp. f 3 - 5

Es ist also der Werth der Magnetisirungsfunction pro- portional der in der Volumeneinheit enthaltenen Anzahl yon Moleculen und dem magnetischen Momente derselben, um- gekehrt proportional der molecularen Directionskraft. Macht man nun die Hypothese, dass durch die HIrtung nur die relative Lage der Molecule geiindert wird, dass aber das magnetische Moment der einzelnen Molecule bei Einwirkung derselben &aft vor und nach dem H t t e n dasselbe ist, so kann ein Anwachsen der Magnetisirungsfunction seinen Grund nur darin haben, dass die Zahl der in der Volumeneinheit enthaltenen Moleciile beim Earten vergrassert wird, oder darin , dam die moleculare Directionskraft abnimmt , oder endlich darin, dass beides gleichzeitig stattfindet.

Die Zahl der in der Volumeneinheit enthaltenen Mole- cule kann dem specifischen Gewichte proportional gesetzt werden. Bezeichnen wir daher zur Abkurzung die Magne- tistisirungsfunctionen fur die Zustinde A, B, Cmit YA, YB, yo, so miisste, wenn wir einstweilen von D absehen, auf Grund von Tabelle 1 Y A < < yo sein, mit Ausnahme von Nr. 7, fur welchen Stab sich yA > y B , und Nr. 6 und 8, wofur sich Y B > yo ergeben wiirde. Nun ist zwar Y A < Y B , allein es

856 H. Meyer.

wird der grosse Unterschied zwischen diesen Werthen schwer- lich auf Rechnung von n gesetzt werden kiinnen, zumal fur 7 > Y B sein miisste, was nicht der Fall ist, ferner auch mit Ausnahme von 9, die Aenderungen von y beim Ueber- gang von B in C in dem entgegengesetzten Sinne erfolgt sind, als es die Aenderungen von n bedingen wiirden.

Maassgebend ftir k ist hiernach nur D. Es ist un- zweifelhaft, dass das Geftige der ausseren Hullen gehfrteter Stahlstiibe ein vie1 festeres ist als das weichere Stucke; dem ent- sprechend wird die moleculare Directionskraft in den gusseren Schichten beim harten Stahl eine grossere sein, als beim weichen. Nach dem Inneren hin nimmt die Festigkeit und damit die moleculare Directionskraft ab. Will man nun unsere Beobachtungen nach der Theorie drehbarer Molecular- magnete erklaren, so muss man annehmen, dass bei der vorliegenden Stahlsorte durch das Harten D in den lusseren Hiillenschichten zwar gesteigert wird , dass aber fur den inneren Kern das Gefuge derart gelockert wird, dass, was auch sonst fiir EriLfte auftreten magen, die moleculare Direc- tionskraft hier ganz erheblich sinkt, sodass der Mittelwerth der Directionskrafte sammtlicher Molecule nach dem Harten kleiner ausfallt, als er vor demselben war. Wird dann der Stahlstab wieder angelassen, so miissen wir annehmen, dass nun D in den ausseren Schichten wieder abnimmt, im Inneren dagegen wachst, dass aber der Mittelwerth der Directions- krafte wieder grbsser wird als im geharteten Zustande. - Diese Annahmen haben gewiss mancherlei Unwahrschein- liches, doch durfte es nur mit ihrer Hulfe gelingen, die oben mitgetheilten Beobachtungsresultate und die Theorie dreh- barer Molecularmagnete in Einklang zu bringen.

G b t t i n g e n , Phys. Inst., Mai 1883.