T E C H N I S C H E H O G E S C H O O L D E L F T
De voorgeschiedenis
T o t v o o r enige jaren kon men gaande langs de schilderachtige grachten in de oude binnenstad van Delft aan de gevel van een eenvoudig herenhuis een b o r d aantreffen met het o p s c h r i f t : „Metallografisch L a b o r a t o r i u m " . In d i t pand, O u d e Delft 7 1 , waar thans het Bureau van Politje is gevestigd, was vanouds de metallografie en de m l c r o -chemle, o o r s p r o n k e l i j k als vak g e k o p p e l d , ondergebracht.
Met de benoeming van Prof. Brandsma In 1934 t o t hoogleraar In de afdelingen der W e r k t u i g b o u w k u n d e en der Scheikunde kreeg de metaalkunde als vak een meer eigen
betekenis. Van een facultatief w e r d het t o t een v e r p l i c h t studievak, eerst v o o r w e r k t u i g , scheeps en v l i e g t u i g b o u w k u n d i g e studenten, later eveneens v o o r n a t u u r k u n -digen en e l e k t r o t e c h n i c i . D o o r de b e p e r k t e plaatsruimteen a p p a r a t u u r - d e oefeningen geschiedden dikwijls o o k 's avonds moest al spoedig naar een betere behuizing w o r -den uitgezien. Deze w e r d gevon-den In de lokalen van de vroegere t e x t i e l t e c h n o l o g l e in het oude g e b o u w v o o r W e r k t u i g - en Scheepsbouwkunde aan de N i e u w e Laan. O p 9 januari 1936 w e r d e n de nieuw i n g e r i c h t e l a b o r a t o r i u m r u i m t e n in g e b r u i k genomen. Z e betekenden v o o r die t i j d een belangrijke v o o r u i t g a n g mede d o o r u i t b r e i d i n g van de apparatuur. Vele jaren is in deze zalen de toenemende s t r o o m van practicanten goed v e r w e r k t en velen zullen zich de i n t i e m e sfeer van deze in 1939 iets v e r g r o t e r u i m t e n nog goed h e r i n n e r e n .
Na de o o r l o g , toen een nieuwe opzet van verschillende gebouwen der T . H . nood-zakelijk bleek, ontstonden o o k de Ideeën v o o r een geheel nieuw metaalkundig labora-t o r i u m . Daar helabora-t melabora-taalkunde-onderwijs basisvak v o o r de ingenieursopleiding In ver-schillendeafdelingen was, diende rekening t e w o r d e n gehouden met de sterk groeiende aantallen studenten, doch tevens met de toenemende betekenis van het technische en fundamentele metaalonderzoek. H o e w e l centralisatie van alle metaalonderzoekingen aan de gehele T . H . niet alleen onmogelijl<, maar o o k niet wenselijk was, w e r d wel be-seft dat een zekere concentratie van voordeel was en vooral de confrontatie en coör-dinatie van de technische en fundamentele metaalresearch.
De kloof tussen deze beide gebieden, v r o e g e r d u i d e l i j k g e m a r k e e r d , begon enkele o v e r b r u g g i n g e n t e k r i j g e n . Deze coördinatiegedachte w e r d sterk gestimuleerd d o o r Prof. Holst, toenmalig presidentcurator van de T . H . ; mede d o o r zijn toedoen o n t -stond het plan om de metaalkunde van de technische legeringen en het technisch alge-mene metaalonderzoek, destijds onder leiding van P r o f Brandsma en thans onder Prof. Z u i t h o f f en P r o f j o n g e n b u r g e r , in hetzelfde l a b o r a t o r i u m onder t e brengen als het meer fundamentele w e r k , dat in de laboratoria v o o r Technische N a t u u r k u n d e en Fysische Scheikunde onder resp. Prof. Druyvesteyn en Prof. Burgers plaats v o n d . Het nieuwe in het bijeenvoegen van deze docenten in één gebouw was hierbij dat zij
De hoofdvleugel aan de zijde van de binnenplaats. De geprefabri-ceerde raamelennenten zijn reeds in de gevel aangebracht.
niet t o t één afdeling behoorden en dat studenten van verschillende studierichtingen bij hen w e r k t e n . T e g e l i j k e r t i j d ontstond de wens t o t instelling van een specifiek metaal-kundige o p l e i d i n g , die t o t het diploma van metaalkundig ingenieur zou v o e r e n . D o o r het instellen van een tussenafdeling v o o r metaalkunde w e r d later de organisatorische basis v o o r deze plannen geschapen. Het realiseren van de bovenstaande gedachte be-tekende een gebouw waarin niet alleen het metaalkunde-onderwijs v o o r w e r k t u i g - , scheeps- en v l i e g t u i g b o u w k u n d i g e , elektrotechnische en n a t u u r k u n d i g e studenten kon plaats hebben en waarin de opleiding v o o r metaalkundige Ingenieurs zou zijn gecon-c e n t r e e r d , maar waarin tevens het fundamenteel wetensgecon-chappelijk onderzoek van n a t u u r k u n d i g e en scheikundige ingenieurs op metaalgebied zou geschieden.
In 1947 w e r d d o o r Prof. D r . W . F. Brandsma begonnen met de opstelling van een v o o r lopig plan dat in de volgende jaren geleidelijk nader w e r d u i t g e w e r k t , In w e l k e u i t -w e r k i n g Ir. A . F. E. Jansen een belangrijk aandeel had. Het gebou-w zou een verdieping o m v a t t e n v o o r metaalfyslcaen v o o r het fysisch chemische s t r u c t u u r o n d e r z o e k der vaste stof. De smelttechnologie, de g i e t e r i j t e c h n i e k , de lastechnologie en de corrosie kregen eveneens een plaats in het geheel van v o o r de verschillende opleidingen noodzakelijke r u i m t e n .
A l moest met een v o o r l o p i g b e p e r k t e omvang aan r u i m t e w o r d e n gestart, gestreefd w e r d naar een gebouw dat v o o r de v e r d e r e o n t w i k k e l i n g voldoende mogelijkheden bood. Helaas is op dit laatste punt de o n t w i k k e l i n g sneller voortgeschreden dan de b o u w , zodat het thans gereedgekomen l a b o r a t o r i u m een zeer geringe reserve heeft. Aan de hand van voorstudies over het p r o g r a m m a van eisen w e r d d o o r het archi-tectenbureau Van den Broek en Bakema een plan o n t w o r p e n v o o r het gebouw op het inmiddels toegewezen t e r r e i n aan de hoek Jaffalaan-Rotterdamseweg. Aanvankelijk w e r d in het tijdschema van de bouwwerkzaamheden aangenomen dat het nieuwe labo-r a t o labo-r i u m omstlabo-reeks 1956 gelabo-reed zou zijn. D o o labo-r allelabo-rlei omstandigheden, v o o labo-r n a m e l i j k samenhangende met de g r o t e b o u w a c t i v i t e i t van de gehele T . H . en temporisatie van de beschikbare gelden, is het o o r s p r o n k e l i j k e schema aanmerkelijk vertraagd.
De bouw van het gehele complex, bestaande uit een hoofdblok van d r i e lagen met collegezaal en een hal len gedeelte, is u i t e i n d e l i j k in t w e e etappes u i t g e v o e r d . 26 o k t o b e r 1953 w e r d de eerste paal v o o r de hallenbouw geslagen. D i t deel kwam tegen 1956 ge-reed en w e r d in de loop van dat jaar in g e b r u i k genomen. De aanbesteding van het hoofdblok had pas het volgende jaar plaats en op 11 november 1957 w e r d de eerste paal geslagen. Het graafwerk begon k juli 1958 en op 16 juli 1959 was het hoogste punt van de bouw bereikt. In mei 1961 waren de bouwwerkzaamheden v o l t o o i d en w e r d met de I n r i c h t i n g begonnen. De officiële opening vond plaats op k o k t o b e r 1961.
Doorzicht naar de grote collegezaal die na de entree onmiddellijk links van de hal ligt.
Conceptie en indeling van het gebouw
Bij de conceptie van het g e b o u w is uitgegaan van de functionele eisen. Daaruit o n t -stond de gedachte van een splitsing in t w e e hoofdbestanddelen nl. een hoofdvleugel en een hallengedeelte.
De hoofdvleugel is langgerekt met de lange zijde aan de Rotterdamseweg en heeft t w e e verdiepingen. In de kopwand aan de Jaffalaanzijde bevindt zich de hoofdingang. Links daarvan is de g r o t e collegezaal als een apart r u i m t e l i j k element aangebracht.
O p de begane g r o n d speelt zich het drukste studentenverkeer naar de g r o t e college-zaal en de zich aldaar bevindende practica v o o r de propaedeuse a f H i e r d o o r is over-matig geloop d o o r het g e b o u w v e r m e d e n . Aan het einde van de gang op de begane g r o n d en op de eerste verdieping bevinden zich de r u i m t e n v o o r speciaal-onderzoek, de kabinetten van hoogleraren en staf, de administratie, b i b l i o t h e e k , kleine college-zaal, kantine en afdelingsvergaderzaal e.d. De langgerekte b o u w w i j z e maakte het moge-lijk de metaalfysica en het fyslsch-chemisch s t r u c t u u r o n d e r z o e k op één verdieping nl. de bovenste onder t e brengen.
In de kelder zijn fietsenberging, magazijn, technische installaties en gecondltionneerde t r i l l i n g s v r i j e r u i m t e n v o o r k r u i p o n d e r z o e k ondergebracht.
In het gehele gebouw is praktisch geen reserve aanwezig. Daarvoor zal in de t o e k o m s t een 3e verdieping moeten dienen, iets waarop reeds bij de b o u w is g e r e k e n d .
T w e e glazen gangen verbinden de hoofdvleugel met het hallengedeelte. D i t laatste bestaat uit een aaneensluitende serie van zes hoge hallen l o o d r e c h t tegen een kabinet-t e n - v o o r b o u w In kabinet-t w e e lagen. De hallen zijn uikabinet-t de boven- en benedengang van deze v o o r b o u w bereikbaar, t e r w i j l d o o r de glazen scheidingswand een v r i j uitzicht uit de gangen in de hallen is v e r k r e g e n .
H e t hallencomplex is d o o r l i g g i n g en karakter bestemd v o o r de zwaardere machines en apparaten die als t r i l l i n g s b r o n kunnen fungeren of loopkranen behoeven v o o r m o n -tage of materiaaltransport, zoals bijv. de vermoeiingsmachines, vormmachines, de g r o t e ovens, zware t r e k b a n k e n , voedingstransformatoren enz.
De hallen zijn losgebouwd zodat geen t r i l l i n g e n naar de hoofdvleugel w o r d e n over-gebracht. Z e hebben een schuine glasdekking die het werkplaatsachtige karakter ac-centueert en w e r d e n 3 0 x 1 5 m g e p r o j e c t e e r d . Helaas moest d o o r economische beper-king deze maat w o r d e n t e r u g g e b r a c h t op 2 5 x 1 2 m, een verlies dat in de p r a k t i j k v o o r t d u r e n d voelbaar Is.
Architectonisch is het o n t w e r p van het gehele l a b o r a t o r i u m c o m p l e x in zijn v o r m -geving bepaald d o o r een gevarieerde compositie van langs- en dwarselementen die een wisselend spel van massa's geeft en een meer plastisch dan frontaal gebonden r i t m e .
Nadere beschrijving van het gebouw
de h o o f d v l e u g e l H e t gebouw d o o r de hoofdingang betredende l<omt men in de hal met het trappenhuis.
D i t laatste is v r i j d r a g e n d u i t g e v o e r d en geeft de entree een fraaie allure. Links bevindt zich de g r o t e collegezaal. De hal is o o k vla de fïetsenkelder bereikbaar. H o o f d i n g a n g , kelder-entree en hal zijn g e m a k k e l i j k t e overzien vanuit de glazen portiersloge t e r z i j d e van het t o c h t p o r t a a l .
De hal gaat over in de gang die een breedte heeft van 5 m (veel studentenverkeer) en naar het einde versmalt t o t 2,80 m, w e l k e breedte o o k de bovengangen hebben. Tussen de vrijstaande m i d d e n k o l o m m e n in de benedengang zijn vitrines geplaatst met verschillende demonstratie-objecten.
De g r o t e collegezaal die plaats kan bieden aan ± 180 personen is van een ventilatie-systeem v o o r z i e n . De ramen op het zuiden zijn beglaasd met t h e r m o l u x glas (dubbel-glas waartussen een (dubbel-glaswol deken is g e k l e m d ) , d i t om licht en w a r m t e h i n d e r van bui-ten t e v o o r k o m e n . De draagbalken (voorgespannen beton) van het plafond zijn boven het dakvlak gehouden zodat meer hoogte ontstaat v o o r de projectie. Het laagste punt van de zaal is beneden het maaiveld om een goede aansluiting met de hoofdvleugel t e v e r k r i j g e n . V l o e r en plafond zijn in hout u i t g e v o e r d , het plafond in gelakt oregonpine en de vloer in k r o e w i n g h o u t .
Projectiescherm en borden zijn t e g e l i j k e r t i j d te g e b r u i k e n , t e r w i j l onafhankelijk daar-van demonstratieprojectie of schrijfprojectie kan plaatshebben op een apart scherm dat In verschillende standen kan w o r d e n gedraaid.
De benedengang doorgaande v i n d t men een t w e e d e en derde trappenhuis t e r plaatse waar de glazen verbindingsgangen naar het hallengedeelte leiden. De afstanden tussen de verschillende r u i m t e n in het g e b o u w zijn daardoor b e t r e k k e l i j k k o r t .
In de buitengevel zijn d e „ k n o o p p u n t e n " geaccentueerd d o o r uitspringende elementen die met hun gekleurde t e g e l p a t r o o n tevens een verlevendiging geven in de lange gevel-w a n d . Bij het t gevel-w e e d e trappenhuis Is een lift v o o r personen en goederen. Per auto op de binnenplaats aangevoerdetransporten kunnen In een r u i m t e naast de lift w o r d e n gelost, uitgepakt en vandaar uit g e d i s t r i b u e e r d .
Aan de andere zijde van de gang is een l o k e t v o o r materiaal-uitgifte ten behoeve van de practica. De op de begane g r o n d gelegen practicumzalen hebben glaspuien waar-d o o r waar-de gang licht is en in waar-de zalen een v r i j overzicht mogelijk w o r waar-d t .
O p de eerste etage is de kleine collegezaal v o o r ca. 70 personen. Daarnaast aan het einde van de gang is de vergaderzaal die geen geluidshinder o n d e r v i n d t vanuit het gebouw. Recht tegenover de hoofdtrap bevindt zich de kantine v o o r personeel, stu-denten en staf. Een deel hiervan kan d o o r een flexibele wand w o r d e n afgescheiden en als colloquiumzaaltje dienst doen. O p deze verdieping ligt centraal de b i b l i o t h e e k .
t e r w i j l de administratie vlak bij het trappenhuis Is ondergebracht. De rest van de eerste verdieping bevat kabinetten en o n d e r z o e k r u i m t e n .
D o o r toepassing van een w a r m t e - a c c u m u l a t o r kan het voorste deel van de hoofdvleugel waarin de collegezalen, v e r g a d e r r u i m t e en kantine zijn gevestigd 's avonds afzonderlijk w o r d e n v e r w a r m d ten behoeve van lezingen of bijeenkomsten, waardoor in die ge-vallen een besparing in de verwarmingskosten w o r d t v e r k r e g e n .
De t w e e d e verdieping die geheel bestemd is v o o r fysisch en fysisch-chemisch metaal-onderzoek heeft eveneens k a b i n e t t e n , r u i m t e n v o o r metaal-onderzoek, d o n k e r e kamers en t w e e g r o t e practicumzalen. De verschillende secties zijn d o o r t o c h t d e u r e n o n d e r l i n g afsluitbaar.
het h a l l e n g e d e e l t e Van het hallengedeelte zijn de beide eerste hallen bestemd v o o r mechanisch o n d e r z o e k .
De vijfde en zesde hal bevatten de smeltovens en de v o r m e r i j en v o r m z a n d b e r e i d i n g . Daartussen liggen de hallen v o o r de elektrische en pneumatische v o o r z i e n i n g , de w e r k plaats, de harderij en de lasserij. Geheel apart in een geïsoleerde r u i m t e Is de h o o g -frequentpulsator v o o r vermoeiingsonderzoek opgesteld.
In de hallenvoorbouw zijn een aantal kabinetten en onderzoekingsruimten v o o r mede-werkers v o o r wie tevens contact met de hallen noodzakelijk is. O o k zijn hierin de m o d e l m a k e r i j , het v o r m z a n d l a b o r a t o r i u m , de giettechnische d e m o n s t r a t i e r u i m t e en de was- en k l e e d r u i m t e n o n d e r g e b r a c h t .
De d e m o n s t r a t i e r u i m t e Is zodanig i n g e r i c h t dat hier besprekingen van assistenten met kleine groepen studenten kunnen plaatshebben.
Bezoekers kunnen vanaf de bovengang de hallen bezichtigen t e r w i j l de werkzaam-heden v o o r t g a n g vinden.
Beganegrondschets. Links de entree met hal, hoofdtrappenhuis en collegezaal. Ter plaatse van de secun-daire trappenhuizen de verbindingsgangen tussen hoofdvleugel en hallengedeelte.
Technische bijzonderheden
c o n s t r u c t i e Hoewel de toepassing van staal juist v o o r een metaalkundig l a b o r a t o r i u m karakteristiek
zou zijn geweest en vooral v o o r de hallenbouw praktisch en f l e x i b e l , is uit economische o v e r w e g i n g e n d o o r de Rijksgebouwendienst, destijds in zijn functie als opdrachtgever-adviseur, beslist om dit complex in gewapend beton te doen u i t v o e r e n . Het betonskelet met zijn vrijstaande k o l o m m e n is een i n t e g r e r e n d onderdeel van de architectonische v o r m g e v i n g g e w o r d e n . De kolomafstand dus de modulus van het gehele gebouw is 3,60 m, zowel In hoofdvleugel als in de k a b i n e t t e n v o o r b o u w . De gang in de hoofd-vleugel is asymmetrisch gelegd w a a r d o o r de diepte der v e r t r e k k e n aan de voorzijde 5,60 m en aan de achterzijde 7,20 m is. De vloeren zijn u i t g e v o e r d als vlakke plaat-vloeren met een toelaatbare belasting van 500 k g / m ^ . A l l e leidingen zijn in het zicht gehouden, zowel In de l a b o r a t o r i u m r u i m t e n als in de kabinetten. De verdiepingen zijn verbonden d o o r verticale leidingkokers. D i t systeem is goedkoop wegens bespa-ring op de betonbekisting, en van voordeel bij reparatie en u i t b r e i d i n g .
g e v e l V o o r de gevelconstructie zijn geprefabriceerde beton-elementen toegepast, 3,60 m
lang, 3,50 m resp. 2,50 m hoog. In deze elementen zijn stalen schuif- en uitzetramen aangebracht. De uitzetramen t e r hoogte van het plafond zijn over de gehele lengte te openen. V o o r de gevel van de h a l l e n v o o r b o u w is een iets gewijzigde constructie toegepast. De kelder is o p de binnenplaats, geheel van een glaswand voorzien met een k o e k o e k van 3,50 m hoogte. Daardoor is een goed b r u i k b a r e r u i m t e o n t -staan.
a f w e r k i n g De borstweringen op de verdiepingen zijn van dubbelglas aan de voorzijde met
Isolatie-f i l m . O p de begane g r o n d zijn de metselvullingen van w i t geglazuurde baksteen. Z o w e l v o o r I n t e r i e u r als e x t e r i e u r zijn o v e r w e g e n d de kleuren grijs, g e b r o k e n w i t en z w a r t gebezigd. O m de r u i m t e w e r k i n g t e v e r d u i d e l i j k e n zijn de k o l o m m e n middelgrijs ge-schilderd, de plafonds licht t e r w i j l daarnaast v o o r enkele elementen d o n k e r b l a u w Is toegepast en lichtblauw v o o r de verdeelkasten van het elektrische net. V o o r de vloeren Is z w a r t linoleum g e b r u i k t t e r w i j l de benedengang en het bordes zijn a f g e w e r k t met kwartsiet tegels. De eenvoud en rust van kleur is bewust gekozen als tegenstelling met het geschakeerde beeld van apparatuur en machines.
v e r s i e r i n g Ter verfraaiing van de entree schonk de Vereniging van Metaalindustrieën een
me-taalplastiek o n t w o r p e n door de beeldhouwer jan Snoeck.
De directie van de Hoogovens en Staalfabrieken N.V. t e IJmulden v e r r i j k t e het t r a p -penhuis met een wandmozaïek van de kunstenaar Henk de Vos,
Situatietekening die de ligging en de structuur van het nieuwe laboratorium t.o.v. de aangrenzende gebouwen Iaat zien.
e l e k t r i s c h e Het l a b o r a t o r i u m c o m p l e x heeft een u i t g e b r e i d e en v r i j ingev/ikkelde elektrische i n -I n s t a l l a t i e stallatie. V o o r de energievoorziening zijn in hal 4 drie
draaistroom-krachttransforma-t o r e n van elk 500 k V A en een l i c h draaistroom-krachttransforma-t draaistroom-krachttransforma-t r a n s f o r m a draaistroom-krachttransforma-t o r van 300 k V A opgesdraaistroom-krachttransforma-teld. V o o r de vlam-boogoven is nog een afzonderlijke t r a n s f o r m a t o r van 400 k V A aanwezig. De energie-verdeling l o o p t via een centraal schakelbord van 18 panelen op een bordes boven de transformatoren geplaatst. Met deze installatie zal o o k in de t o e k o m s t i g e behoefte k u n -nen w o r d e n v o o r z i e n . V o o r g e l i j k s t r o o m zijn in de kelder een m o t o r g e n e r a t o r van 200 A bij 110 V en een m e t a a l g e l i j k r i c h t e r van 50 A bij 110 V aanwezig met een eigen bedieningsbord. Daarnaast zijn er nog t w e e verplaatsbare g e l i j k r i c h t e r s 110 V. V o o r t s is nog een dieselgenerator v o o r 100 k V A als noodaggregaat opgesteld. Deze moet bij storingen in het hoofdnet In 8 seconden automatisch de belasting overnemen van die apparaten w e l k e , eenmaal In bedrijf zijnde, moeten blijven d o o r w e r k e n . D i t zijn bijv. de kruiptoestellen, de koelwater-installatie v o o r de inductie-ovens, de centrifugaal-v e n t i l a t o r centrifugaal-v o o r de koepelocentrifugaal-ven. Bewust is hierbij beperking toegepast.
De energieverdeling geschiedt via hoofdverdeelkasten in elke hal en een aantal verdeel-kasten in de gangen van het o n d e r w i j s g e b o u w , in principe per travee één kast, die evenwel niet alle bezet zijn. O p deze wijze zijn latere aanvullingen en veranderingen g e m a k k e l i j k uit t e voeren. Een zelfde principe is aangehouden v o o r de w a t e r - , gas-, afvoer- en luchtleidingen die alle in het zicht tegen de plafonds der lokalen zijn aange-bracht, ieder soort op een eigen niveau. De stijgleidingen zijn langs de k o l o m m e n be-vestigd. D o o r de vloer in elke travee van 8 sparingen (opgevuld met een gemakkelijk t e v e r w i j d e r e n vulstof) t e v o o r z i e n , kunnen later nodig gebleken wijzigingen zonder veel b r e e k w e r k w o r d e n u i t g e v o e r d . V o o r het instellen van verschillende spanningen op de aansluitborden in enige lokalen op de tweede verdieping zijn speciale stop-ver-deelborden g e m o n t e e r d . Spanningsstablllsatie geschiedt plaatselijk.
De v e r w a r m i n g geschiedt v o o r n a m e l i j k d o o r radiatoren waarin w a r m w a t e r c i r c u l e e r t . Er Is een zogenaamde o n d e r v e r d e l i n g met tweepijpsysteem en versnelde circulatie d o o r pompen toegepast. De w a r m t e w o r d t v e r k r e g e n uit het centrale ketelhuis van de T . H . via een h e e t w a t e r d i s t r i b u t i e n e t in het t e r r e i n w e r k e n d met een t e m p e r a t u u r van 160-80 °C. In de kelder zijn de warmtewisselaars opgesteld die w a r m w a t e r produceren met een maximum t e m p e r a t u u r van 90 ° C . Van d i t onderstation is de installatie in ver-schillende groepen o n d e r v e r d e e l d . Deze w o r d e n d o o r buiten-thermostaten en elek-trische mengafsluiters afhankelijk van de weersomstandigheden automatisch geregeld. O p enkele plaatsen is v l o e r v e r w a r m i n g toegepast met name in de vergaderzaal en de collegezaal. De afritten naardefletsenkelderzijn van een sneeuwsmeltinstallatie v o o r z i e n .
c e n t r a l e v e r w a r m i n g
Bovengang in de tiallenvoorbouw. De glazen pui maakt een vrij overzicht van de hallen mogelijk.
Ten behoeve van de a v o n d v e r w a r m i n g in enige v e r t r e k k e n dient een warmte-accumu-lator. Overdag w o r d t deze accu, die is aangesloten op het h e e t w a t e r d i s t r i b u t i e n e t automatisch op t e m p e r a t u u r gebracht. Hij kan daarna 's avonds naar behoefte dienst doen. O p de hoogste punten van het g e b o u w zijn expansiereservoirs opgesteld. Bij het projecteren van de installatie is gerekend met een u i t b r e i d i n g .
k o u d w a t e r Daar de d r u k van de gemeente-waterleiding onvoldoende hoog is om overal voldoende v o o r z i e n i n g w a t e r t e leveren Is een automatisch w e r k e n d e drukverhogingsinstallatie aangebracht,
bestaande uit enige d r u k k e t e l s en d r u k v e r h o g i n g s p o m p e n . In de kelder is een r i n g -leiding aangebracht, waarop de -leidingen t e n behoeve van de l a b o r a t o r i u m - r u i m t e n zijn aangesloten. O m de w a t e r d r u k zo constant mogelijk te houden Is deze ringleiding uitgerust met een w a t e r d r u k r e g e l a a r . H e t systeem van leidingaanieg is met behulp van systeemsparingen, aftakkingen en afsluitbaarheid per travee zodanig u i t g e v o e r d , dat mogelijke w i j z i g i n g e n op eenvoudige wijze kunnen plaatsvinden en eventueel stag-natie t o t één enkel travee w o r d t b e p e r k t . D i t systeem is o o k aangehouden v o o r alle andere leidingen.
Brandslangen en gevelkommen zijn eveneens op de drukverhogingsinstallatie aange-sloten. D o o r bij brand de k n o p , boven iedere brandkraan In t e d r u k k e n , w o r d e n de d r u k v e r h o g i n g s p o m p e n automatisch in w e r k i n g gesteld waardoor de t o e v o e r van voldoende bluswater is v e r z e k e r d . H e t gehele leidingnet is In koper u i t g e v o e r d .
p e r s l u c h t De ringleiding In de kelder is aangesloten op een in het bestaande gebouw opge-v o o r z i e n i n g stelde compressor, die geheel automatisch w e r k t . De d r u k In het leidingnet bedraagt
ca. 6 ato. V o o r de h i e r v o o r in aanmerking komende afdelingen zijn reduceer-inrich-t i n g e n aangebrachreduceer-inrich-t, w a a r d o o r de d r u k verlaagd en consreduceer-inrich-tanreduceer-inrich-t kan w o r d e n gehouden. H e t gehele leiding net is uitgevoerd in staal.
g a s v o o r z i e n i n g In de kelder is een ringleiding aangebracht, die met tussenplaatsing van een gasmeter
op de t e r r e i n l e i d i n g is aangesloten. O p deze ringleiding zijn de leidingen van het l a b o r a t o r i u m aangesloten. H e t leidingnet is uitgevoerd in Ijzer.
a f v o e r l e i d i n g e n De afvoerleidingen van de l a b o r a t o r i u m r u i m t e n zijn op een apart leidingnet
aange-sloten. D i t leidingnet is u i t g e v o e r d in hard PVC-buizen (plastic). Waar nodig zijn onder de laboratorium-tafels en zuurkasten verdunningsbakken aangebracht om de leidingen t e beveiligen tegen ongelukjes met v l o e i s t o f f e n - o p l o s m i d d e l e n - d i e de buizen kunnen aantasten.
oz
•MnoqaB jaq U EA u jn Ji us D 3L)DSUJ>18|8 j aq U ! u3 |3 UE d| 3> |E qD s a av u i [ w a t e r a f v o e r V o o r het opvangen van v u i l w a t e r op plaatsen die lager zijn gelegen dan het h o o f d r i o o l
zijn in de keldervloer verzamelputten aangebracht, waaruit het w a t e r d o o r middel van elektrische pompen automatisch in het hoger gelegen r i o o l w o r d t g e p o m p t .
v e n t i l a t i e Collegezalen, vergaderzaal, cantine, r i j w i e l k e l d e r , t o i l e t t e n en verschillende
labora-t o r i u m - r u i m labora-t e n , doka's, laadruimlabora-ten accu's, rönlabora-tgenafdeling, alsmede alle zuurkaslabora-ten w o r d e n mechanisch g e v e n t i l e e r d . Ten behoeve hiervan zijn tal van elektrisch gedreven t o e - en afvoerventilatoren in en op het g e b o u w opgesteld. V o o r bepaalde r u i m t e n w o r d t de lucht v o o r het b i n n e n t r e d e n eerst g e f i l t r e e r d . De lucht w o r d t zonodig d o o r l u c h t v e r w a r m e r s automatisch op de gewenste t e m p e r a t u u r gebracht. V r i j w e l alle v e n t i l a t i e - i n r i c h t i n g e n kunnen w o r d e n bediend in de r u i m t e n w a a r v o o r zij be-stemd zijn.
l u c h t b e h a n d e l i n g V o o r het onderhouden van de luchtcondities in de meetkamer, de k r u i p r u i m t e n , het
d i l a t o m e t e r - en het ijklokaal en de kamers v o o r bijzonder onderzoek zijn vijf lucht-behandelings-installaties aangebracht. In de genoemde r u i m t e n kan zowel in de w i n t e r als in de zomer een t e m p e r a t u u r van + 2 0 ° C w o r d e n o n d e r h o u d e n , waarbij het rela-tieve vochtigheidsgehalte van de lucht niet hoger w o r d t dan 55 a 6 0 % . De nauwkeu-righeid van de t e m p e r a t u u r r e g e l i n g bedraagt -|- en —1 °C. De toegepaste regelsyste-men w e r k e n pneumatisch. Ten behoeve van de koeling is g e b r u i k gemaakt van een centraal compressor koelaggregaat.
De b o u w is uitgevoerd onder directie van het architectenbureau Van den Broek en Bakema d o o r N.V. Dura's A a n n e m i n g s m i j . ; de warmtetechnische installaties en v e n t i -latie v o o r de hoofdvleugel d o o r N.V. Bronswerk, v o o r de hallenbouw d o o r N.V. van Buuren en Z n . ; de elektrotechnische installaties v o o r de hoofdvleugel d o o r N.V. Sterel & Wechgelaar, v o o r de hallenbouw d o o r N.V. Groeneveld en v. d. Poll. O n t w e r p en tekeningen van alle technische installaties zijn van het adviesbureau P. W . Deerns.
Algemene metaalkunde
Het gedeelte van het l a b o r a t o r i u m , dat tegenv^oordig w o r d t aangeduid met de naam „ A l g e m e n e Metaalkunde" is v o o r t g e k o m e n uit het vroegere w e r k g e b i e d van Prof . D r Ir W . F. Brandsma. Deze groep h o u d t zich in hoofdzaak bezig met de mechanische eigenschappen, de microscopische s t r u c t u u r en de warmtebehandeling van metalen. De werkzaamheden vallen uiteen in t w e e hoofdgedeelten.
In de eerste plaats v e r z o r g t de „algemene m e t a a l k u n d e " het onderwijs In de elemen-taire algemene metaalkunde ten behoeve van studenten van diverse s t u d i e r i c h t i n g e n . D i t onderwijs bestaat uit colleges en bijbehorende practica. Het gaat hier om g r o t e aantallen s t u d e n t e n ; jaarlijks komen r u i m 600 eerstejaars elk 5 proeven doen en onge-veer 250 tweedejaars elk 12 proeven, t e r w i j l bijna 200 derdejaars een aaneengesloten week in het l a b o r a t o r i u m w e r k e n (vnl. In de g i e t e r i j ) . Het eerstejaars-practicum omvat de mechanische beproeving van m e t a l e n ; de b e n o d i g d e t r e k b a n k e n , buigbanken, hard-heidsmeters etc. zijn opgesteld in hal 1. H e t tweedejaars-practicum beslaat, met de bij-behorende instructeurs- en examenkamers, ongeveer van de p a r t e r r e van de hoofd-v l e u g e l ; het omhoofd-vat r u i m t e n hoofd-v o o r de hoofd-verhoofd-vaardiging hoofd-van metaal preparaten en micro-scopisch onderzoek, en een zaal v o o r warmtebehandeling van eenvoudige staalsoorten. O p deze verdieping v i n d t men o o k een gedeelte van het derdejaars-practicum. In de t w e e d e plaats w o r d t gespecialiseerd o n d e r w i j s op hoger niveau gegeven aan af-studerende metaalkundigen; hun aantal is slechts g e r i n g . Naast de colleges valt hierbij de nadruk wel zeer In het bijzonder op de research. De onderzoekingen w o r d e n in het algemeen v e r r i c h t d o o r leden van de staf, en de afstudeerders w o r d e n daarbij inge-schakeld of met bepaalde deelproblemen belast. Het onderzoek richt zich enerzijds op een u i t b r e i d i n g van reeds bekende onderzoekingstechnieken, en anderzijds op de be-studering van die mechanische eigenschappen die theoretisch interessant en praktisch belangrijk zijn.
Als aanvulling op de klassieke microscopische techniek hebben we een zgn. microsonde besteld ; deze zal ons In staat stellen, gebiedjes t e r g r o o t t e van 1 [i,^ In een microscopisch preparaat t e analyseren op elementen. D i t Instrument zal van veel belang zijn bij de studie van Inslultsels in metalen, van diffusie- en preclpltatie-verschijnselen, van segregaties, etc. Vooral In combinatie met extractiereplicatechnieken en met de r ö n t g e n -en e l e k t r o n e n d i f f r a c t i e , faciliteit-en waarover Prof. Burgers beschikt, kan dit Instru-ment veel nut hebben.
De mechanische eigenschappen die we v o o r nadere bestudering hebben uitgekozen zijn in hoofdzaak v e r m o e i i n g en k r u i p . Ten behoeve van het vermoeiingsonderzoek is d o o r ons een zeer g r o t e , d o o r ponsband bestuurde, g e p r o g r a m m e e r d e vermoeilngs-machine besteld, die opgesteld zal w o r d e n in hal II, waar zich o o k onze conventionele
vermoeiingstnachines bevinden. G e p r o g r a m m e e r d e vermoeiingsproeven w o r d e n steeds meer g e b r u i k t bij het o n t w e r p e n van kritische onderdelen en constructies In de a u t o m o b i e l - en v l i e g t u l g t e c h n l e k , en bieden bovendien zeer Interessante theoretische aspecten.
Ten behoeve van het k r u i p o n d e r z o e k beschikken we over een r u i m t e van constante t e m p e r a t u u r in de kelder van de hoofdvleugel. H i e r i n w o r d t een batterij kruipappara-ten opgesteld die ons In staat zal stellen r u i m 20 k r u l p p r o e v e n t e g e l i j k t e lakruipappara-ten lopen, gedeeltelijk met elektronische registratie, bij t e m p e r a t u r e n tussen 300 en 1000 °C. Daar kruipverschijnselen nauw samenhangen met roosterfouten en preclpitatie, zal o o k hier slechts een samenspel van metaalfysisch Inzicht, microsonde-technleken, diffractie-technieken, microscopie en elektronenmicroscopie t o t dieper inzicht kunnen voeren. W e beschikken voorts over een laboratoriumzaal op de 1e verdieping waar afstudeer-ders hun opstellingen kunnen bouwen en waar reeds een aanvang Is gemaakt met het plaatsen van min of meer permanente opstellingen v o o r de meting van meer fysisch g e t i n t e materiaaleigenschappen (mede ten behoeve van derden), zoals elektrisch- en w a r m t e g e l e l d i n g s v e r m o g e n , s o o r t e l i j k e w a r m t e , elastische constanten e t c , faciliteiten die we later naar behoefte hopen uit t e breiden t o t het gebied van de zeer hoge en zeer lage t e m p e r a t u r e n . Ten behoeve van d i t soort metingen beschikken we over een t a m e l i j k uitgebreid elektrisch I n s t r u m e n t a r i u m .
O p de eerste verdieping t r e f t men tevens aan de onderzoekingsruimten v o o r w a r m t e -behandeling en v o o r microscopie. Vanzelfsprekend mogen deze conventionele tech-nieken niet verwaarloosd w o r d e n , en we beschikken dan ook over enkele metaal-microscopen van topklasse en een microscoop met een vacuumverhittingstafel v o o r t e m p e r a t u r e n t o t 1600 ° C .
De achtergevel van van het hallengedeel-te met het uitge-bouwde bedrijfskan-t o o r van de giebedrijfskan-terij.
Toegepaste metaalkunde en gietepijteclmiek
De toegepaste metaalkunde h o u d t zich bezig met de technische legeringen in het alge-meen en in het bijzonder met het smelten, gieten, de v o r m m e t h o d i e k , de eigenschap-pen van gietlegeringen en het gedrag van metalen bij stolling.
De g i e t e r i j t e c h n i e k , vanouds een empirisch vakgebied, Is pas in de laatste 25 jaar meer in de sfeer van het technisch-wetenschappelijk onderzoek b e t r o k k e n geraakt. D i t hangt mede samen met de o n t w i k k e l i n g die zich In de metaalindustrie heeft v o l t r o k k e n van ambacht t o t industrie. Het belang van het gegoten constructie-onderdeel In de moderne massaindustrie en de eisen die aan de k w a l i t e i t w o r d e n gesteld, vragen in t o e -nemende mate om ingenieurs met kennis van zaken, zowel constructeurs als materiaal-deskundigen.
Bij de i n r i c h t i n g van het l a b o r a t o r i u m In de genoemde sector was geen Nederlands voorbeeld t e r beschikking, wel enkele buitenlandse i n s t i t u t e n .
In de p r o e f g l e t e r i j zijn de voornaamste t y p e n van smeltovens v e r t e g e n w o o r d i g d . Z e dienen zowel om de studenten hiermede v e r t r o u w d te maken, als v o o r de t o e l e v e r i n g van gesmolten materiaal v o o r de practica en het wetenschappelijk onderzoek. Aanwe-zig zijn een koude-lucht koepeloven van 400 mm binnendiameter, compleet met meetapparatuur, een e l e k t r o v l a m b o o g o v e n van 500 kg Inhoud en een t r a n s f o r m a t o r v e r mogen van 400 k W . Een oliegestookte kroesoven met l u c h t v e r h i t t e r . Een drietal m i d -delfrequent Inductieovens van 40 k g , t o t 5 kg i j z e r i n h o u d . Naast deze normale aggregaten zijn een speciale vacuum-inductleoven en een kleine hoogfrequent smelt-Installatie opgesteld.
De v o r m e r i j heeft slechts een beperkte mechanisering, enerzijds wegens de hoge kos-t e n , anderzijds in verband mekos-t hekos-t o n d e r w i j s p r o g r a m m a . Een schok-pers-vormmachine van g e b r u i k e l i j k t y p e , een e x p e r i m e n t e l e v o r m m a c h i n e , een installatie v o o r v o r m - en kernzandbereiding en voorts een g r o t e gloeioven en een tweetal droogovens v o r m e n de voornaamste u i t r u s t i n g . Een m o d e l m a k e r i j , waarin niet d o o r de studenten w o r d t g e w e r k t , v o o r z i e t de v o r m e r i j van modellen en maakt het mogelijk bepaalde g i e t -o n t w e r p e n in de p r a k t i j k te t-oetsen. Het zandlab-orat-orium is z-owel bestemd v -o -o r het r o u t i n e - o n d e r z o e k van de practica v o o r j o n g e r e studenten als v o o r s p e u r w e r k d o o r ouderejaars.
V o o r het mechanisch en microscopisch onderzoek van de gegoten legeringen w o r d t g e b r u i k gemaakt van de faciliteiten die in de afdeling algemene metaalkunde beschik-baar zijn. Daarnaast is apparatuur v o o r magnetisch, ultrasonoor en r ö n t g e n o n d e r z o e k aanwezig v o o r het opsporen en herkennen van g i e t f o u t e n . Wegens r u i m t e g e b r e k in de afgelopen periode van de b o u w kon de röntgen-apparatuur nog niet w o r d e n g e b r u i k t . V o o r bijzonder onderzoek zijn een aantal proefopstellingen beschikbaar. Genoemd
kunnen w o r d e n een apparatuur om kleine hoeveelheden metaal g e c o n d i t i o n e e r d te smelten en t e laten afkoelen volgens een gegeven t e m p e r a t u u r p r o g r a m m a ; een i n r i c h -t i n g om he-t on-tleden van me-taalcarbiden In gie-tijzer en de diffusie van kools-tof -te be-palen; een eenvoudige opstelling om de viscositeit van gesmolten metalen te meten. B i n n e n k o r t zal w o r d e n beschikt over een moderne apparatuur v o o r de bepaling van zuurstof en waterstof In metalen. Het g e b r u i k hiervan zal juist v o o r de gietlegeringen van nut kunnen zijn.
Het smelten van technische legeringen in hoog vacuum neemt een bijzondere plaats In. Er Is een Balzers Installatie t e r beschikking met een kroesinhoud van ca. 1 liter t e r w i j l een Philips hoogfrequentapparatuur van 12 k W geschikt is v o o r proeven op kleine schaal. Hoewel in principe zowel ijzer- als niet-ijzermetalen w o r d e n bestudeerd valt het accent om zuiver praktische redenen ( t e k o r t aan medewerkers) op de ijzerlegeringen. T o t de o n d e r w e r p e n die voorts w o r d e n bestudeerd behoren het dilatometrisch gedrag van gietlegeringen en het effect van isotherme o m z e t t i n g . V o o r belde is in het labora-t o r i u m apparalabora-tuur aanwezig.
H e t analytisch l a b o r a t o r i u m b e h o o r t s t r i k t genomen niet uitsluitend t o t de g r o e p t o e -gepaste metaalkunde, maar v e r r i c h t er wel zeer veel w e r k voor. Metaalanalyses zijn v o o r tal van onderzoekingen onmisbaar en aan de modernisering van metaalanalytlsche methoden dient regelmatige aandacht t e w o r d e n besteed.
•ED!sXj|EE}3UJ ap J OO A |E EZ UJ II DI PE Jd 8 }O j6 3Q
Metaalfysica
De kloof die bestaat tussen de technische metaalkunde en de metaalfysica, is niet meer zo diep of zo m o e i l i j k t e o v e r b r u g g e n als een 30 jaar geleden.
H e t l i g t v o o r de hand dat de fundamenteel Ingestelde onderzoeker allereerst zuivere elementen of eenvoudige (bijv. binaire) legeringen zal onderzoeken. De technicus zal - daar hij altijd v/enst dat aan een g r o t e combinatie van eisen voldaan w o r d t - dikwijls gecompliceerde legeringen o n t w i k k e l e n . O o k is de prijs van deze m i n d e r zuivere stoffen dikwijls lager. Toch is d i t verschil in zuiverheid niet de belangrijkste reden v o o r de verschillende opvattingen en onderzoekingen van de t w e e genoemde groepen van metaalkundigen. V o o r 1930 bestudeerden de metaalfysici v o o r n a m e l i j k de volgende eigenschappen der metalen: elektrische weerstand en t h e r m o ë l e k t r i c i t e i t , thermische uitzettingscoëfFiciënt en s o o r t e l i j k e w a r m t e . De meer technisch ingestelde metaal-kundigen maten echter vooral v l o e i - of strekgrens, t r e k s t e r k t e , hardheid en kerfslag-taalheid, allemaal eigenschappen die met de s t e r k t e samenhangen of, meer fundamen-teel u i t g e d r u k t , met plastische v e r v o r m i n g .
Een curieus gevolg van deze scheiding in fysische en technische eigenschappen is, om een voorbeeld te noemen, dat men In sommige tabellen de waarden v o o r d e elastlciteits-modulus van metalen niet v i n d t bij de mechanische eigenschappen maar bij de fysische eigenschappen. Deze splitsing in fysische en mechanische eigenschappen is een onge-l u k k i g e naamgeving. Er zijn echter o o k een aantaonge-l eigenschappen die zich g e onge-l u k k i g in de belangstelling van fundamentele en technische onderzoekers belde kunnen ver-heugen. W i j noemen slechts k r i s t a l s t r u c t u u r , toestandsdiagrammen, rekristallisatle, eigenschappen overigens, die g e w o o n l i j k meer door fysico-chemici dan d o o r fysici onderzocht w o r d e n . In enkele gevallen w e r d e n d o o r de technici wel „fysische" schappen gemeten, zoals de elektrische weerstand van koper en de magnetische eigen-schappen van ijzer en enkele ijzerlegeringen, maar het contact bleef g e r i n g . Een begin van een verandering ontstond t o e n de plastische v e r v o r m i n g aan metaal-éénkristallen gemeten w e r d . Hoewel de proeven d o o r fundamenteel ingestelde w e r k e r s w e r d e n v e r r i c h t , betraden deze hiermee het gebied van de eigenschappen die g e w o o n l i j k d o o r technici w e r d e n onderzocht. De o n t w i k k e l i n g van deze onderzoekingen leidde t o t het inzicht dat bepaalde soorten r o o s t e r f o u t e n , in het bijzonder de dislocaties, een zeer g r o t e invloed op de vloeigrens en andere plastische eigenschappen uitoefenen. O p het o g e n b l i k is het gebied van de invloed van roosterfouten op de fysische eigenschappen van metalen een uitgebreid t e r r e i n van onderzoek dat door metaalfyslcl en d o o r tech-nische metaalkundigen beide t e r hand is genomen.
De onderzoekingen die in het l a b o r a t o r i u m v o o r Technische N a t u u r k u n d e op dit ge-bied in de laatste jaren hebben plaats gevonden - en dus nu op de metaalfysische sector
van het l a b o r a t o r i u m v o o r Metaalkunde gecontinueerd w o r d e n - kunnen beschouwd w o r d e n als bescheiden pogingen om de in de aanvang genoemde kloof te helpen o v e r -b r u g g e n . De meeste onderzoekingen zijn echter niet -bewust met dit doel v o o r ogen opgezet. Z i j betreffen echter wel de bovengenoemde belangrijke vraag naar de invloed van roosterfouten op de fysische eigenschappen van metalen. Het voornaamste bestudeerde o n d e r w e r p kan als v o l g t w o r d e n g e f o r m u l e e r d : „ W e l k e roosterfouten o n t -staan in een metaal d o o r plastische v e r v o r m i n g bij lage t e m p e r a t u u r resp. d o o r afschrik-ken van hoge t e m p e r a t u r e n . Hoe v e r d w i j n e n deze roosterfouten en hoe kunnen w i j ze onderzoeken met behulp van veranderingen in fysische eigenschappen." H e t is d u i d e l i j k dat het o n d e r w e r p u i t g e b r e i d Is, daar vele metalen en vele fysische eigen-schappen bij verschillende t e m p e r a t u u r onderzocht kunnen w o r d e n . T o t nu toe zijn v o o r n a m e l i j k de zuivere metalen C u , A g , A u en A l en A u - C u legeringen onderzocht. De eigenschappen welke in het bijzonder w o r d e n bestudeerd zijn de elektrische weer-stand, t h e r m o ë l e k t r i c i t e i t , de elastische eigenschappen en de bij het v e r d w i j n e n van de
roosterfouten v r i j k o m e n d e energie. Een achttal dissertaties van n a t u u r k u n d i g e Inge-nieurs zijn over d i t o n d e r w e r p gereedgekomen of in b e w e r k i n g . Het Is een voordeel dat v r i j veel onderzoekers op één gebied w e r k e n waardoor een team g e v o r m d w o r d t en bijv. de l l t e r a t u u r b e s p r e k i n g e n vruchtbaar w o r d e n . Aan de andere kant geeft het o n d e r w e r p aanleiding t o t zeer verschillende experimenten en m e e t m e t h o d e n . Een t e ver doorgevoerde specialisatie w o r d t h i e r d o o r vermeden.
Verschillende o n d e r w e r p e n die met het hoofdthema samenhangen w o r d e n soms onder-zocht. Als voorbeeld noemen w i j de diffusie. Immers, verscheidene roosterfouten ver-dwijnen geleidelijk uit het rooster, d o o r d a t zij diffunderen naar bepaalde plaatsen waar de roosterfouten kunnen w o r d e n geannihileerd. Vele proeven w o r d e n bij lage t e m p e -r a t u u -r v e -r -r i c h t , omdat dan de diffusie snelheid nog bijzonde-r klein is en v -r i j w e l geen roosterfouten gedurende de p r o e f v e r d w i j n e n . G e w o o n l i j k Is een bad van kokende vloeibare stikstof (—195 °C) v o o r deze proeven zeer geschikt.
Een ander o n d e r w e r p waaraan g e w e r k t w o r d t , is het scheuren van metaalfolies. H e t doel van d i t ' o n d e r z o e k is het breukverschijnsel in metalen beter te begrijpen. H e t technische belang van de b r e u k Is wel d u i d e l i j k . De reden dat w i j d i t verschijnsel aan dunne foiiën onderzoeken is, dat hier de o p t r e d e n d e verschijnselen van plastische de-f o r m a t i e en uitbreiden van een scheurtje d i r e c t aan het oppervlak te volgen zijn bijv. d o o r een n e t w e r k op het folie aan t e brengen. De hoop bestaat dat d o o r d i t zoveel eenvoudiger scheurproces na t e gaan tevens algemene grondslagen v o o r het d r i e -dimensionale breukproces zoals bijv. in staven zullen w o r d e n gevonden.
Een van de kamers voor het fysisch-chemische structuur-onderzoek met de röntgen-d iff ractiespect rog raaf.
F y s i s c h e chemie der vaste stof
Fysische en technische eigenschappen van metalen w o r d e n In hoge mate beïnvloed d o o r hun s t r u c t u u r , d.w.z. d o o r de w i j z e , waarop de atomen ten opzichte van elkaar zijn gerangschikt. D i t is in feite k e n m e r k e n d v o o r elke vaste stof. De kristallijne materialen, waarin de atomen op regelmatige wijze gerangschikt liggen, v o r m e n daaronder een bijzondere g r o e p . Tengevolge van hun regelmatige bouw v e r t o n e n zij enerzijds m e r k -waardige en veelal technisch belangrijke eigenschappen; anderzijds kunnen kleine af-w i j k i n g e n van de regelmaat, bijvoorbeeld als gevolg van in zeer g e r i n g e mate aanwezige vreemde atomen ( „ o n z u i v e r h e d e n " ) of van het o p t r e d e n van bepaalde o n r e g e l -matigheden in de rangschikking der atomen (zgn. roosterfouten) deze eigenschappen sterk beïnvloeden.
W a t de fysische eigenschappen b e t r e f t w e r d e n In het hoofdstuk „Metaalfysica" reeds een aantal voorbeelden hiervan naar v o r e n gebracht. W i j noemen e r nog enige van andere aard: de rekristallisatiesnelheid van zeer zuiver aluminium kan d o o r de aan-wezigheid van 0 , 0 1 % mangaan t o t op een factor 1 0 " " w o r d e n v e r m i n d e r d ; t o e v o e g i n g van 0 , 1 % bismuth aan t i n b r e n g t de o m z e t t i n g van w i t in g r a u w t i n (de zgn. tinpest) praktisch v o l k o m e n t o t stilstand ; de toename in hardheid bij de uitscheiding van koper uit a l u m i n i u m - k o p e r l e g e r i n g e n (zgn. d u r a l u m i n i u m ) b l i j k t zijn hoogste waarde t e be-reiken in een voorstadium van het uitscheidingsproces, waarbij bepaalde veranderingen In de o n d e r i i n g e rangschikking van de a l u m i n i u m - en koperatomen hebben plaats ge-v o n d e n .
H e t is dientengevolge van g r o o t belang zoveel mogelijk gegevens over de atomaire o p b o u w van de als materiaal te g e b r u i k e n vaste stof t e v e r k r i j g e n . Daarbij nemen de metalen wel de meest vooraanstaande plaats In. Echter zal men de niet-metalen (zouten, o x y d e n , etc.) niet uit het oog mogen verliezen. O o k afgezien namelijk van hun eigen belang als „ m a t e r i a a l " , kunnen bij bestudering van hun s t r u c t u u r of s t r u c t u u r a f w i j k i n -gen Inzichten w o r d e n v e r k r e g e n die o o k v o o r de kennis van metalen waardevol zijn. H e t gedeelte van het l a b o r a t o r i u m v o o r metaalkunde, waar s t r u c t u u r o n d e r z o e k w o r d t v e r r i c h t , zal daarom o o k niet-metalen in zijn gezichtskring moeten b e t r e k k e n . H e t moet w o r d e n beschouwd als een i n s t i t u u t v o o r het s t r u c t u u r o n d e r z o e k der vaste stof in algemene z i n , al zal uiteraard de meeste aandacht aan metalen w o r d e n gegeven. Terloops zij het volgende o p g e m e r k t : O o k v o o r hoogmoleculaire „vaste s t o f f e n " (zgn. plastics) Is vanzelfsprekend de w i j z e , waarop de moleculen o n d e r l i n g gerangschikt en met elkaar verbonden zijn, v o o r hun eigenschappen doorslaggevend, en dus kennis van hun s t r u c t u u r van g r o o t belang. Deze stoffen zijn enerzijds echter van zo andere aard dan metalen, anderzijds betreft de wijze, waarop zij w o r d e n v e r k r e g e n , een zo ver-schillend gebied van kennis, dat In het algemeen, behoudens In zeer u i t z o n d e r l i j k e
ge-Een structuurdetail van de lange gevelwand.
De uitgebouwde partijen t e r plaatse van de trappenhuizen vormen een sprel<end accent in de overigens regelmatige gevelstructuur.
vallen, hun s t r u c t u u r o n d e r z o e k d o o r een andere groep van onderzoekers zal moeten v/orden v e r r i c h t . Wel zijn v o o r beide groepen zeker punten van aanraking aanwezig en zal het in bepaalde gevallen van belang zijn van eikaars inzichten en w e r k w i j z e n kennis t e nemen.
De opzet en i n r i c h t i n g van het l a b o r a t o r i u m v o o r s t r u c t u u r o n d e r z o e k , dat zich, met het l a b o r a t o r i u m v o o r metaalfysica, op de t w e e d e verdieping van het g e b o u w v o o r metaalkunde bevindt, b e a n t w o o r d t In g r o t e t r e k k e n aan de bovengeschetste doelstelling. W a t de opzet b e t r e f t is uitgegaan van de gedachte, dat er alleen g e w e r k t zal w o r -den d o o r gevorderde stu-denten, in het bijzonder afstuderen-den of d o o r diegenen, die o o k na hun ingenieursexamen v o o r t g e z e t onderzoek v e r r i c h t e n v o o r een p r o m o t i e . Dientengevolge v i n d t men er praktisch geen g r o t e zalen, maar v o o r n a m e l i j k afzonder-lijke v e r t r e k k e n , die merendeels één „ b o u w e e n h e i d " o m v a t t e n . Alleen v o o r het z g n . „ r ö n t g e n p r a c t l c u m " v o o r derdejaars en vierdejaars scheikundige en metaalkundige studenten zijn t w e e naast elkaar gelegen „ d u b b e l e e e n h e d e n " aanwezig, waar v o l d o e n -de r u i m t e is om telkens een g r o e p van omstreeks 18 stu-denten geduren-de t w e e w e k e n hun oefeningen te laten v e r r i c h t e n . De overige v e r t r e k k e n w o r d e n v o o r een belangrijk deel d o o r bijzondere apparatuur v o o r s t r u c t u u r o n d e r z o e k ingenomen.
Als meest belangrijke en veelvuldigst g e b r u i k t e behoren daaronder de röntgendiffrac-tletoestellen. In het geheel beschikt het l a b o r a t o r i u m over acht dergelijke apparaten, grotendeels v o o r fotografische opname der d i f f r a c t i e p a t r o n e n , maar o o k v o o r directe registratie met behulp van t e l b u i z e n . (Twee hiervan zijn f e i t e l i j k bezit van de Stichting v o o r Fundamenteel O n d e r z o e k der Materie F.O.M.) D i t g r o t e aantal v i n d t zijn o o r -zaak in de omstandigheid, dat zich enerzijds bij v r i j w e l elk onderzoek over de vaste stof in een bepaald stadium de noodzaak v o o r d o e t langs röntgenograflsche weg s t r u c t u u r -bijzonderheden vast te stellen. Anderzijds vraagt een meer u i t v o e r i g onderzoek (b.v. over s t r u c t u u r v e r a n d e r i n g e n , die in de loop van een gloeibehandeling o p t r e d e n ) , d i k -wijls een opstelling, die langere t i j d v o o r de onderzoeker beschikbaar moet blijven en is h i e r d o o r een röntgenbuis gedurende die periode „ b e z e t " .
Naast de apparatuur v o o r r ö n t g e n d i f f r a c t i e is nu o o k een complete apparatuur v o o r röntgenfluorescentieonderzoek v e r k r e g e n . H i e r m e d e is het m o g e l i j k , d o o r een p r e -paraat te bestralen en de secundair o p g e w e k t e röntgenstralen met een d e t e c t o r op hun golflengte t e analyseren, de bestanddelen In het preparaat vast te stellen. Praktisch alle elementen, behoudens de allerlichtste, kunnen In beginsel op deze wijze w o r d e n gevonden.
Een t w e e d e belangrijke g r o e p van apparaten heeft b e t r e k k i n g op het o n d e r z o e k d o o r diffractie van elektronenstralen. Met behulp van deze toestellen, die In hun u i t e r l i j k
Elektronenmicroscopische opname van een zeer dun afgeëtste film van koperaluminium. De gestreepte banden v/orden veroorzaakt door interferentie-effecten tengevolge van een foutieve stapeling van atoomlagen in het kristal rooster. Vergr. 90.000X. (De foto is vervaardigd door Ir F. E. van Wely, medewerker van de Werkgemeenschap ,,Metalen F.O.M.-T.N.O.".)
v e r w a n t zijn aan de e l e k t r o n e n m i c r o s c o o p , is men in staat van zeer dunne metaallaagjes of zeer geringe hoeveelheden stof de s t r u c t u u r vast te stellen of althans gegevens daar-over t e v e r k r i j g e n . Vaak zijn deze dunne metaallaagjes ontstaan d o o r het metaal In vacuum op een later te v e r w i j d e r e n onderlaag (bijv. een splijtoppervlak van een keu ken-zoutkristal) te sublimeren. D e r g e l i j k e lagen hebben dikwijls een merkwaardige struc-t u u r en bijzondere eigenschappen. In vele laborastruc-toria w o r d struc-t hieraan aandachstruc-t besstruc-teed. B e g r i j p e l i j k e r w i j z e behoren bij de elektronendiffractie-apparatuur de nodige vacuum-installaties v o o r het ©verdampen van de genoemde metaallagen.
D i t v o e r t t o t de derde belangrijke apparatuur v o o r s t r u c t u u r o n d e r z o e k , nl. de elek-t r o n e n m i c r o s c o o p . H i e r o v e r beschikelek-t heelek-t l a b o r a elek-t o r i u m (in gemeenschap meelek-t de afdeling der scheikundige technologie) sinds r u i m t w e e jaren. H e t was o o r s p r o n k e l i j k o p -gesteld in het l a b o r a t o r i u m v o o r fysische scheikunde en is nu naar het gebouw v o o r metaalkunde overgebracht. Met d i t Instrument (een Philips EM 100) kunnen bijzonder-heden van metaalstructuren op t w e e ë r l e i wijze w o r d e n onderzocht, enerzijds langs indirecte w e g , d o o r middel van de zgn. replicatietechniek, anderzijds op directe wijze d o o r het doorstralen van zeer dun afgeëtste preparaten. V o o r de eerste methode moet een afdruk van het t e beschouwen metaaloppervlak w o r d e n v e r v a a r d i g d : dit geschiedt d o o r het oppervlak met een d u n , v o l k o m e n aansluitend huidje te bedekken, bijv. d o o r het in de bovengenoemde vacuumapparatuur met een laagje koolstof te bedampen. D o o r bijzondere procedures is het m o g e l i j k het huidje van het metaal t e v e r w i j d e r e n en in de microscoop te beschouwen. D o o r d a t het in zijn „ o n e f f e n h e i d " n a u w k e u r i g aan het metaaloppervlak b e a n t w o o r d t , laat het structuurdetails van het oppervlak bij sterke v e r g r o t i n g (bijv. t o t 5 0 . 0 0 0 x ) zien.
V o o r de directe doorstraling is het noodzakelijk een metaal preparaat uiterst dun af t e etsen (orde van g r o o t t e < 0,1 m i k r o n ) , meestal langs elektrolytische w e g . E x p e r i m e n teel m o e i l i j k is het v o o r een bepaald geval de meest geschikte methode van „ v e r d u n -n e -n " t e vi-nde-n. D i t moet -namelijk g e l i j k m a t i g plaats v i -n d e -n ; het „ e r i-n v a l l e -n " va-n gaten met d i k k e randen Is daarbij n o o d l o t t i g . Bij doorstraling t r e d e n nu in het beeld allerlei afwijkingen van de regelmatige s t r u c t u u r , dus s t r u c t u u r f o u t e n (dislocaties) als g r i l l i g e lijnen of regelmatige I n t e r f e r e n t i e p a t r o n e n te voorschijn. O o k deze methode van onderzoek w o r d t In buitenlandse laboratoria gedurende enkele jaren met succes toegepast en heeft nu o o k hier reeds resultaten afgeworpen. O p de f o t o is een d e r g e l i j k beeld t e zien van een k o p e r a l u m i n i u m l e g e r i n g . De parallel gestreepte banden w o r d e n veroorzaakt d o o r interferentie-effecten, die het gevolg zijn van een plaatselijke foutieve stapeling van bepaalde atoomlagen in het kristal rooster, zgn. stapelingsfouten.
laborator i u m v e laborator m e l d . Vanzelfsplaboratorekend zijn daalaboratornaast nolaboratormale miclaboratoroscopen v o o laborator optisch o n d e laborator zoek, v e r d e r t w e e Beckmanspectrometers v o o r spectrale analyse van d o o r r ö n t g e n -straling v e r k l e u r d e z o u t k r i s t a l l e n , e.d. aanwezig. Een apparatuur v o o r e x t r a hoog vacuum en een röntgeninstallatie v o o r g r o o t v e r m o g e n zijn in o n t w i k k e l i n g .
Tenslotte beschikt het l a b o r a t o r i u m op de eerste verdieping van het gebouw nog over een zaal, waar de toestellen voor de vervaardiging van metaalkristallen en kleine hoeveelheden van bijzondere legeringen zijn opgesteld.
PROF. DR W. G. BURGERS
zuivere metaien
iastecKnologie
technisciie c o r r o s i e
Bij de b o u w van het nieuwe l a b o r a t o r i u m v o o r metaalkunde is - zij het op bescheiden wijze - r u i m t e gereserveerd v o o r het onderzoek van zeer zuivere metalen, het lassen en de technische corrosie.
Prof. J. D. Fast doceerde enige jaren de stof r o n d o m het eerste gebied tezamen met demetallurgische t h e r m o d y n a m i c a . Z i j n taak Is thans overgenomen d o o r Prof. D r J. L. M e i j e r i n g .
V o o r de technologie van het lassen die onder leiding van Prof. Ir G. W e s t e n d o r p staat is een gedeelte van hal 3 Ingericht.
Foto omslag: G e r r i t Burg, Rotterdam Overige foto's: G e r r i t Burg, Rotterdam
Jacobse, T.H., Delft D r u k en layout; Meinema, Delft
