MaterialMaterial

Silber Highend Kabel
Sie sind hier: GERMAN HIGHENDInfosMaterial

Pure Silver

Interner LinkGERMAN HIGHEND Silberkabel bestehen aus sehr grobkristallinem
Reinsilber (4-5N). Die State of the Art GH-Ausführungen gar aus
extrem aufwendig herzustellendem langkristallinem Reinsilber. 

Das verwendete Silber hat im Schnitt eine Reinheit von mind. 
99,995% (4N). Das bedeutet eine Verunreinigung von etwa 
50-80mg pro Kg Silber. Von diesen 50-80mg Verunreinigung 
entfallen etwa 40-50mg auf Kupfer. (1Kg = 1000000mg)

Nicht ohne Grund wird dieser enorme Materialaufwand betrieben.

Unter dem HD-Mikroskop wird sehr schnell klar, wo die Vorteile dieser
edlen Metalle liegen: Die großen Silber-Kristalle sorgen für einen 
extrem geringen elektrischen Widerstand und minimieren zugleich die,
an den Kristallübergängen entstehenden, unerwünschten Verzerrungen.
             

Hier einige Material-Schliffbilder (150fache Vergrößerung)

Langkristallines GH-Silber (LGS-Serie)
Grobkristallines GH-Silber (PSS-Serie)
Im Vergleich hochreines OFC-LGC-Kupfer

Wie unterscheidet sich die Leitfähigkeit von Reinmetallen ?

Die Leitfähigkeit von Metallen wird von zwei Größen bestimmt:
Von einer temperaturabhängigen Größe und einer temperaturunabhängigen Größe. Die temperaturabhängige Größe zeigt, dass die Leitfähigkeit mit steigender Temperatur abnimmt. Der elektrische Widerstand wird dabei größer. Die temperaturunabhängige Größe gliedert sich in mehrere Bereiche: Hier sind z.B. die Reinheit, Gitterfehlstellen (Fremdatome, Kristallbaufehler, Versetzungen, Korngrenzen, Sekundärphasen) zu nennen. Auch diese Bereiche verändern den elektrischen Widerstand. Als Beispiele sollen hier Kupfer (Oz. 29) und Silber (Oz. 47) in Reinform und Kupfer und Silber mit einem Legierungsanteil von 1-2 % betrachtet werden. Anschaulich wird dieses bei der Änderung des Widerstandes im jeweiligen Metall. (Oz. = Ordnungszahl oder auch Stellung im Periodensystem)

Als Reinmetall hat Kupfer einen Leitwert von  58 • 106 A/(V • m),
Silber hat einen Leitwert von 62 • 106 A/(V • m).

Legiert man Kupfer nun 1-2% an Fremdatomen zu, z.B. Nickel (Oz.28), Cobalt (Oz.27), Eisen (Oz.26), Zink (Oz.30), Gallium (Oz.31), Germanium(Oz.32) oder Arsen(Oz.33), hat das eine Erhöhung des elektrischen Widerstands zur Folge. Der gleiche Effekt ist bei einer Legierung von Silber mit 1-2% von z.B. Palladium (Oz.46), Rhodium (Oz.45), Cadmium (Oz.48), Indium (Oz.49), Zinn (Oz.50) oder Antimon (Oz.51) feststellbar.

Für die Widerstandserhöhung gilt im Allgemeinen folgende Regel: Die Widerstandserhöhung fällt umso höher aus, je größer die Differenz der Ordnungszahlen der Fremdatome und der Wirtsgitteratome ist. Wirtsgitteratome ist im hier beschriebenen Fall Kupfer oder Silber. Fremdatome sind die jeweiligen Legierungsbestanteil von 1-2%.

Fakten zu PSS, LGS und MCS Kabelserien

PSS –Silber:

Das verwendete Silber in der PSS-Serie hat eine Reinheit von 4 bis 5N .
Die Gefügestruktur ist sehr homogen, die Kornform ehr globular.
Die Restmetalle bestehen zum überwiegenden Teil aus Kupfer.
Die Herstellung des PSS-Drahtes erfolgt maschinell, er wird direkt aus der Schmelze
über Zugsteine auf Maß gebracht, geglüht und anschließend poliert.


LGS- Silber:

Die Reinheit des LGS-Silber liegt wie beim PSS bei mind. 4N eher 5N.
Das Gefüge ist sehr homogen und die Kornform globular mit einzelnen polyedrischen
Körnern.
Die Kristallite sind etwa 6-8mal größer als die des PSS- Silbers.
Dieser Größenunterschied wird durch einen sehr aufwändigen Glüh/Kühlprozess erreicht. Der Silberdraht wird bei einer Temperatur, unterhalb der Schmelztemperatur, mehrere Stunden geglüht. Das bis dato bestehende Gefüge verschwindet so vollständig.
Beim anschließenden definiert langsamen Abkühlen kommt es zu einer völligen Korn-  Neubildung.
Deren Größe kann im Verhältnis zur Abkühlgeschwindigkeit in bestimmten Grenzen in Richtung größeres Korn beeinflusst werden. (langsameres Abkühlen = gröbere Körnung)
Der Abkühlvorgang ist nicht linear, es müssen verschiedene Haltepunkt beachtet werden.
Ist der Glühprozess abgeschlossen, wird der Draht auf Endmaß gezogen und poliert.
Hier strecken sich die im Glühprozess sehr groß gewordenen Silberkristalle noch einmal deutlich in die Länge.

Die Grenze des Machbaren: Die German Highend MCS- Serie:

Die positiven Auswirkungen größerer Metall-Kristalle auf die klangliche Performance sind sehr erstaunlich.
Dieses war auch der Anlass für uns, einen Weg zu finden, die Größe der Kristalle noch einmal deutlich zu steigern.
Wie erwartet stellte sich schnell heraus, dass der oben beschriebene Prozess bereits bis ans realistisch technisch Machbare ausgereizt war.
Da in der metallverarbeitenden Industrie eigentlich eher das Gegenteil, nämlich ein möglichst feinkörniges homogenes Gefüge benötigt wird, musste ein neues Verfahren entwickelt werden.

Die Lösung des Problems lag im händischen Gießen eines Silberzylinders in einer Kokille. Ist die oben beschriebene Herstellung des LGS-Silbers ein halbautomatischer Prozess mit extrem hohem Zeit-und Energieaufwand, so muß die Herstellung von PMCS-Silberleiter nahezu komplett in Handarbeit erfolgen.
Das Silber wird unter Ausschluss von Sauerstoff geschmolzen und in eine Kokille gegossen. Die Kokille wird dabei vorher auf eine Temperatur nahe dem Schmelzpunkt von Silber gebracht um eine Unterkühlung der Schmelze zu vermeiden und damit ein spontanes Erstarren der Schmelze zu verhindern.
Um den Sinn dieses Prozesses zu verdeutlichen muss ein kleiner Exkurs in der Bildung von Metallgefügen gemacht werden:
In einer Metallschmelze bewegen sich die Metallatome frei und regellos durcheinander.
Kühlt die Schmelz nun langsam ab, wird die Bewegung der Atome langsamer.
Beim Erreichen der Erstarrungstemperatur beginnt ein Zusammenlagern der Metallatome nach einem bestimmten Kristallgittertyp. In unserm Fall „kubisch flächenzentriert“.
Diese ersten Zusammenlagerungen nennt man auch Kristallisationskeime. Ausgehend von diesen „Keimen“, gliedern sich immer mehr Metallatome aus der Restschmelze an die entstehenden Kristalle.
Da die entzogene Wärme zur Kristallbildung verbraucht wird, würde die Temperatur während der gesamten Auskristallisation konstant bleiben. Die Abkühlkurve würde waagerecht verlaufen.
Wird dem System nun aber gezielt eine bestimmte Mengen Wärme zugeführt, kann auf die Anzahl der sich bildender Kristalle Einfluss genommen werden.
So verringert sich die Anzahl der Kristalle und gibt zugleich den Verbleibenden die Zeit deutlich größer zu werden.
Ist die Schmelze fast aufgebraucht, stoßen die Kristalle an ihre Grenzen aneinander. Die Auskristallisation erfolgt 3-Dimensional und unregelmäßig.
Diese unregelmäßig begrenzten Kristalle nennt man Kristallite oder Körner.
Die Metallatome im Grenzbereich zwischen den Körnern können teilweise nicht in das Kristallgitter eingeordnet werden. Sie bilden zusammen mit möglichen Fremdatomen zwischen den einzelnen Körnern eine ungeordnete Begrenzungsschicht, die Korngrenze.

Ist die die Schmelze völlig erstarrt, haben alle Metallatome ihren festen Platz. Es hat sich ein Gefüge gebildet. Die Temperatur des entstandenen festen Metallzylinders nimmt durch den Wärmeentzug nun stetig ab, die Abkühlkurve fällt.

Der erste Schritt zum PMCS- Silber ist gemacht.
Schaut man sich das Gefüge des entstandenen Silberzylinders an, so wird man feststellen dass dies ca. 2-3mal gröber als das des LGS- Silbers ist.
Um aus diesem Zylinder einen Draht herzustellen, muss dieser mechanisch enorm verformt werden, hier gewinnt das PMCS-Silber den zweiten Teil seiner erstaunlichen Eigenschaften.
Metalle verformen sich bei geringer Belastung elastisch und bei hoher Belastung zusätzlich plastisch. Ist die Krafteinwirkung gering, so werden die Metallatome nur geringfügig von ihrem Gitterplatz verdrängt und federn bei Wegnahme der Kraft wieder in ihre Ausgangslage zurück. Sie verformen sich elastisch. Bei großer Krafteinwirkung kann an einer Stelle des Kristalls die obere Atomlage von der stabilen „ Übereinander-Anordnung“ in die ebenfalls stabile „ Auf-Lücke-Anordnung“  verschoben werden.
Diese neue stabile Lage bleibt auch erhalten, wenn die Kraft nachlässt wird. Der Körper hat sich bleibend plastisch verformt.
Für den Silberzylinder bedeutet das, je länger er gezogen wird, umso länger werden die Kristalle im Gefüge. Ein Metall kann nur in Grenzen kalt mechanisch verformt werden. Es treten starke Spannungen und Kaltverfestigung ein und das Metall würde im Grenzbereich verspröden und brechen, selbst ein so weiches Metall wie Silber.
Aus diesem Grund muss der entstehende Draht in zeitlich definierten Abständen spannungsarm geglüht werden. Durch Spannungsarmglühen werden innere Spannungen im Werkstück durch plastisches Fließen des Werkstückes verringert. Um das entstandene langgezogen grobe Gefüge nicht zu zerstören, wird der Draht präzise unterhalb der Gefüge-Umwandlungstemperatur geglüht. 
Am Ende des Fertigungsprozesses wird der Draht auf das Endmaß gezogen und nachträglich aufwändig oberflächenpoliert. (Die Relevanz des Polierens sollte nicht unterschätzt werden.)

Es gibt diverse wichtige Parameter, die bei der Leiterherstellung entscheidend sind.
Ein Draht ist eben doch nicht einfach nur ein Draht !

 

 

Einige Hersteller werben mit unrealistischen Reinheitsgraden
oder gar monokristallinem Aufbau ihrer Produkte.
Wer sich etwas mit Materialkunde beschäftigt,
wird schnell feststellen, dass dieses meist der
Phantasie der Marketingstrategen entsprungen 
ist und mit der Realität seltenst übereinstimmt.
Ein 8N-Kupfer oder gar Silber gehören zu den
amüsantesten Räubergeschichten der Branche.
Ein sauerstofffreies Leitermaterial herzustellen
ist derzeit zu realistischen Kosten nahezu unmöglich !!!


     

Elektrische Leitfähigkeit von Metallen

Typische Werte (bei 25 °C), typischerweise > 106 S/m:

· Silber: 62 · 106 S/m
· Kupfer: 58 · 106 S/m
· Gold: 45,2 · 106 S/m
· Aluminium: 37,7 · 106 S/m
· Messing: 15,5 · 106 S/m
· Eisen: 9,93 · 106 S/m
· Chrom: 7,74 · 106 S/m
· Edelstahl (1.4301): 1,36 · 106 S/m

Silber hat die höchste elektrische Leitfähigkeite aller Metalle.

 

Widerstandserhöhung durch den Einbau von Fremdatomen, links Kupfer (Cu) ,
rechts Silber (Ag). Konzentration: 1 % Fremdatome im Wirtsgitter.

Man kann also feststellen, dass Legierungen im allgemeinen den elektrischen Strom schlechter leiten als Reinmetalle. Um nun einen hochwertigen elektrischen Leiter wie Kupfer oder Silber zu nutzen, sollten diese so rein als möglich sein. Fremdatome könne im Wirtsgitteratom also als Verunreinigung betrachtet werden, egal ob nun 1% Silberanteil im Kupfer enthalten ist (obwohl Silber der etwas bessere Leiter ist: Ordnungszahldifferenz 18 !), oder wie in Beschreibungen einiger Anbieter zu lesen ist: 1% Goldanteil im Silber (Ordnungszahldifferenz 32). In reiner Form werden Kupfer wie Silber immer die besseren elektrischen Leiter sein. Ein Vorteil von solchen Legierungen kann teilweise die höhere mechanische Elastizität sein, sicherlich jedoch nicht eine geringere Beeinflussung des analogen Tonfrequenz- Signals. Auch hier ist die theoretische Physik im realen Hörvergleich eindeutig nachvollziehbar.

( Bitte beachten Sie dabei, dass für aussagekräftige
Hörvergleiche längere Einspielzeiten unverzichtbar sind !!! )

Allgemeines zum Edelmetall Silber

 

Silber war bereits den Zivilisationen des Altertums bekannt. Silber ist ein weiches, schmiedbares Metall mit einem charakteristischen Glanz. Es hat die höchste thermische und elektrische Leitfähigkeit aller Metalle. Silber wird für gewöhnlich in ungebundener Form oder in Sulfid- bzw. Arseniderzen angetroffen. Aus diesen Erzen kann es als Cyanid-Komplex gelöst werden, der dann in einer wäßrigen Lösung unter Verwendung von Zink zu Metall reduziert wird. Das Reinmetall verhält sich Wasser und Sauerstoff gegenüber stabil, wird aber an der Luft von schwefelhaltigen Elementen angegriffen, die zur Bildung der typischen schwarzen Schicht von Silber-Sulfid führen. Silber ist in Schwefel- und Salpetersäure löslich. Einige Silbersalze sind lichtempfindlich (z.B. AgI, AgCl und AgBr) und daher für die Photographie von grundlegender Bedeutung.

Andere Anwendungsbereiche für Silber sind die Schmuckherstellung (sowohl das Reinmetall als auch die verschiedenen Legierungen), die Elektroindustrie (z.B. bei der Produktion von Kontakten u. Leitern) und die Versilberung von Glas. 

 

 

Atomische Eigenschaften

Angegebene Valenzen  1, 2 

Atomgewicht ( amu )    107,8682

Atomradius - Goldschmidt ( nm )  0,144 

Elektronenstruktur        Kr 4d10 5s1

Ionisationspotential       Nr.  eV

1          7,58 

2          21,5 

3          34,8  

Kristallstruktur kubisch flächenzentriert

Natürliche Isotopenverteilung   Massenzahl %

107      51,83

109      48,17

Ordnungszahl   47

Photoelektrische Austrittsarbeit ( eV )  4,7

Thermischer Neutronenabsorptionsquerschnitt (Barns)  63,8

 

Elektrische Eigenschaften  

Temperaturkoeffizient ( K-1 )  0,0041 bei 0-100C     

Elektrischer Widerstand ( µOhmcm )   1,63 bei 20C  

Therm. EMK gegenüber Pt (kalt 0C warm 100C) ( mV ) +0,74  

                                           

Mechanische Eigenschaften  

Materialzustand    weich    hart     polykristallin 

E-modul im Zugversuch ( GPa )   82,7 

Härte - Vickers            25        95

Kerbschlagzähigkeit nach Izod ( J m-1 ) 5         

Kompressionsmodul ( GPa )      103,6  

Poissonsche Konstante              0,367  

Zugfestigkeit ( MPa )   172      330 

                                              

Physikalische Eigenschaften   

Dichte ( g cm-3 )         10,5 bei 20C  

Schmelzpunkt ( C )      961,9  

Siedepunkt ( C )          2212 

Thermische Eigenschaften 

Latente Schmelzwärme ( J g-1 ) 103

Latente Verdampfungswärme ( J g-1 ) 2390

Linearer Wärmeausdehnungskoeffizient ( x10-6 K-1 ) 19,1 bei 0-100C

Spezifische Wärme ( J K-1 kg-1 ) 237 bei 25C

Wärmeleitfähigkeit ( W m-1 K-1 ) 429 bei 0-100C

 

 

Externer LinkInfos zu Silber auf Wikipedia 

 

 

 

 

Audio Silberkabel

Letzte Änderung: 26. Apr. 2013, © German Highend