Περιεχόμενο
- Ενώσεις και κράματα
- Στερεά Λύση
- Διαμεταλλικές Ενώσεις
- Σκλήρυνση καθίζησης
- Άλλες ενώσεις χαλκού και αργιλίου
Ο χαλκός και το αλουμίνιο μπορούν να συνδυαστούν για να σχηματίσουν κράμα χαλκού-αλουμινίου. Ένα κράμα είναι ένα μείγμα και ως εκ τούτου δεν έχει χημική φόρμουλα. Ωστόσο, υπό πολύ υψηλή θερμοκρασία, ο χαλκός και το αλουμίνιο μπορούν να σχηματίσουν ένα στερεό διάλυμα. Όταν το διάλυμα αυτό κρυώσει, η διαμεταλλική ένωση CuAl2 ή το αργιλίδιο του χαλκού μπορεί να σχηματιστεί ως ένα ίζημα.
Ενώσεις και κράματα
Μια ένωση έχει σταθερή αναλογία μεταξύ των συστατικών στοιχείων της. Ανεξάρτητα από το πόσο μια ένωση έχετε, ο λόγος μεταξύ των διαφορετικών ατόμων είναι ο ίδιος. Ένα μείγμα, από την άλλη πλευρά, μπορεί να περιλαμβάνει ποικίλες ποσότητες των συστατικών του στοιχείων. Ένα μεταλλικό κράμα είναι ένα μείγμα δύο ή περισσοτέρων μετάλλων σε οποιαδήποτε αναλογία. Επομένως, ένα κράμα δεν έχει χημική φόρμουλα. Αντ 'αυτού, τα κράματα περιγράφονται σε ποσοστά. Αυτά τα ποσοστά μπορούν να αλλάξουν όταν προστεθεί περισσότερο από ένα από τα μέταλλα.
Στερεά Λύση
Όταν ο χαλκός και το αλουμίνιο θερμαίνονται στους 550 βαθμούς Κελσίου (1.022 βαθμούς Φαρενάιτ), ο στερεός χαλκός θα διαλυθεί στο αλουμίνιο, σχηματίζοντας ένα διάλυμα. Σε αυτή τη θερμοκρασία, το διάλυμα χαλκού-αλουμινίου μπορεί να περιέχει έως και 5,6% χαλκό κατά βάρος. Το διάλυμα αυτό είναι κορεσμένο. δεν μπορεί να κρατήσει περισσότερο χαλκό. Καθώς το κορεσμένο διάλυμα χαλκού-αλουμινίου ψύχεται, η διαλυτότητα του χαλκού μειώνεται και το διάλυμα γίνεται υπερκορεσμένο. Όταν ο χαλκός τελικά κατακρημνίζεται από το διάλυμα, σχηματίζει τη διαμεταλλική ένωση CuAl2.
Διαμεταλλικές Ενώσεις
Η διαμεταλλική ένωση CuAl2 σχηματίζεται αργά μετά την δημιουργία του αρχικού διαλύματος. Με την πάροδο του χρόνου, τα άτομα χαλκού μπορούν να κινηθούν μέσω του κράματος λόγω διάχυσης. Αυτή η κίνηση οδηγεί στο σχηματισμό κρυστάλλων CuAl2. Αυτή η ένωση περιέχει πάντα δύο άτομα αλουμινίου για κάθε ένα άτομο χαλκού. είναι 49,5 τοις εκατό αλουμίνιο κατά βάρος. Λόγω αυτής της σταθερής αναλογίας, η ένωση έχει έναν ορισμένο χημικό τύπο.
Σκλήρυνση καθίζησης
Ο ιδιαίτερος προσανατολισμός των ατόμων στο αλουμίνιο οδηγεί στην ολίσθηση μεταξύ των επιπέδων των ατόμων. Αυτό μεταφράζεται σε μειωμένη αντοχή. Όταν σχηματίζονται οι κρύσταλλοι CuAl2, αυτή η ολίσθηση μειώνεται. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται σκλήρυνση καθίζησης και συμβάλλει στην αύξηση της αντοχής ενός κράματος χαλκού-αλουμινίου. Οι κατασκευαστές μπορούν να ρυθμίζουν τη θερμοκρασία με την πάροδο του χρόνου για να μεγιστοποιήσουν αυτή τη σκλήρυνση.
Άλλες ενώσεις χαλκού και αργιλίου
Το CuAl2 είναι η κυρίαρχη διαμεταλλική ένωση χαλκού και αλουμινίου. Ωστόσο, τα δύο μέταλλα μπορούν επίσης να σχηματίσουν τις διαμεταλλικές ενώσεις CuAI και Cu9Al4. Αυτές οι ενώσεις μπορούν να σχηματιστούν με την πάροδο του χρόνου μετά τον αρχικό σχηματισμό CuAl2. Ο σχηματισμός αυτών των άλλων ενώσεων εξαρτάται από τη θερμοκρασία, τον χρόνο και τη θέση της καθίζησης του χαλκού.