بسیاری از فلزات سختی، استحکام شکست، مقاومت در برابر خوردگی یا چگالی لازم برای کاربردهای فنی را ندارند. با تولید آلیاژها می توان این مشکل را به صورت هدفمند حل کرد.

ساخت و خواص آلیاژها

هنگام ذوب فلزات با هم (فلزات آلیاژی) اغلب مخلوط هایی تشکیل می شوند که حتی پس از انجماد نیز به همین شکل باقی می مانند. آلیاژها (لات. لیگ = اتصال) تشکیل شد. آلیاژها همچنین می توانند با انتشار یک فلز دوم در شبکه فلز پایه در دماهای بالاتر، با خواص سطحی خاص، به عنوان مثال، تشکیل شوند. ب. سختی فلز پایه را می توان افزایش داد. ترکیب اتم های غیر فلزی (کربن، سیلیکون، به عنوان مثال در فولاد) در شبکه فلز پایه برای تغییر خاص خواص استفاده می شود.

هنگام مخلوط کردن فلزات می تواند آلیاژهای همگن (اختلاط نامحدود) به عنوان مثال. B. مس-طلا یا مس-نقره را تشکیل می دهند که از یک فاز با یک شبکه کریستالی یکنواخت تشکیل شده است. چنین آلیاژهایی فلزاتی را با همان نوع شبکه (بسته بندی نزدیک مکعبی)، شعاع اتمی مشابه و الکترونگاتیوی قابل مقایسه تشکیل می دهند.

اتم های فلز دوم را می توان به طور تصادفی در شبکه فلز پایه توزیع کرد (شکل 3a). این اغلب زمانی اتفاق می افتد که اندازه اتم های دو فلز فقط کمی متفاوت باشد. نمونه ای از آن برنج است. اتم های روی با قطر 266 pm خیلی بزرگتر از اتم های مس با قطر 255 pm نیستند. بنابراین، مس می تواند تا 38 درصد اتم روی را در شبکه جای دهد.

علاوه بر توزیع آماری، آلیاژهایی با توزیع مرتب فلزات مختلف نیز وجود دارد. در مورد آلیاژهای مس-طلا، به اصطلاح روبناها با لایه های متناوب دو فلز در شبکه تشکیل می شوند (شکل 3b).

آلیاژهای ناهمگن شامل یک ساختار فلزی است که از چند فاز فلزی تشکیل شده است، به عنوان مثال. B مخلوط قلع و سرب به دلیل نقطه ذوب پایین (لحیم کاری) به عنوان لحیم کاری استفاده می شود.

تنوع ساختاری شبکه فلزی، تغییرپذیری الکترون های ظرفیتی فلزات تشکیل دهنده آلیاژها و الکترونگاتیوی متفاوت فلزات منجر به تعداد بسیار زیادی آلیاژ، از جمله آلیاژهایی با ترکیب استوکیومتری گسسته مانند CaMg می شود.

2یا میلی گرم

2Sn رخ می دهد.

آلیاژهای مختلف

برنج یکی است آلیاژ از بیش از 55 درصد مس و روی ساخته شده است. بسته به نسبت اجزاء، بین انواع مختلف برنج تمایز قائل می شود، به عنوان مثال. ب. برنج، چدن سفید یا تومباک.
آلیاژ برنز حاوی حداقل 60 درصد مس و قلع به عنوان دومین جزء اصلی است.

در حالی که مواد خالص مس، روی و قلع نسبتا نرم هستند، آلیاژهای برنز و برنج بسیار سخت تر هستند. این در اوایل عصر برنز ماقبل تاریخ شناخته شد، اگرچه شاید به لطف ذوب تصادفی سنگ معدن مس و قلع است که برنز در اوایل تاریخ بشر (4000 قبل از میلاد) پیدا شد.

برنج از مقاومت خوبی در برابر خوردگی برخوردار است و به دلیل سختی بیشتر، بهتر از مس با تراشکاری و فرزکاری ماشینکاری می شود.

سختی بیشتر آلیاژها را می‌توان با این واقعیت توضیح داد که وقتی اتم‌هایی با اندازه‌های مختلف وجود دارند، لایه‌های اتمی منفرد در شبکه دیگر نمی‌توانند به راحتی نسبت به یکدیگر جابجا شوند.

آلیاژهای آهنی قوی‌تر، بادوام‌تر و الاستیک‌تر برای صنعت، ساخت‌وساز و سایر شاخه‌های اقتصاد و همچنین برای استفاده روزمره مهم هستند.

فولاد آلیاژی از آهن با افزودنی های مختلف است. ضروری است که فولاد حاوی حداکثر کربن 1.6٪ باشد. این باعث می شود آن را سخت، الاستیک و مقاوم در برابر ضربه کنید. می توان آن را ریخته گری، جعلی، فشرده، نورد کرد. از آنجایی که اتم های کربن به طور قابل توجهی کوچکتر از اتم های آهن هستند، آنها در حفره هایی بین اتم های آهن فشرده در شبکه ذخیره می شوند (شکل های 4a و 4b). در نتیجه شبکه آهن کمی منبسط می شود. محتوای کربن به فولاد سختی و استحکام می بخشد و در عین حال شکل پذیر است. با این حال، اگر محتوای کربن به بالای 2٪ برسد، آهن شکننده می شود و دیگر نمی توان آن را جعل کرد. سایر اتم های کوچک (بور، نیتروژن، فسفر) نیز می توانند به همین ترتیب در شبکه های فلزی جاسازی شوند و سختی فلز را افزایش دهند.
خواص فولاد را می توان با افزودن منگنز، نیکل، کروم، تنگستن و سایر مواد تحت تاثیر قرار داد.
فولادهای بدون آلیاژ بیشتر فولادهای کربنی ساده (فولادهای جرمی) هستند. فولادهای با محتوای آلیاژی تا 5٪ کم آلیاژ هستند، فولادهای با محتوای آلیاژی بیش از 5٪ دارای آلیاژ بالا هستند (فولادهای ضد زنگ، فولاد V2A: کروم، نیکل، آهن).

آلیاژهای جیوه ای که در دمای اتاق مایع یا جامد هستند، آمالگام نامیده می شوند (عربی: آل ملگام = پماد نرم کننده). طلا و نقره در جیوه حل می شوند، بنابراین این ترکیب آمالگام به طور گسترده ای برای غنی سازی فلزات گرانبها استفاده می شد. آمالگام های قلع-مس-فلز گرانبها با سختی و استحکام شکست (فناوری دندان) مشخص می شوند.

سایر آلیاژهای فلزات که دارای اهمیت تجاری هستند عبارتند از:

• نقره آلمانی: روی، مس، نیکل
• دورالومین: آلومینیوم، مس، منیزیم، منگنز