Сплав е метал, създаден чрез комбиниране на два или повече метални елемента. За по-голяма якост на материала или за устойчивост на корозия се правят различни видове сплави. Тази издръжливост прави сплавите основата на строителството в съвременния свят.
Видове сплави: Химия и образуване на сплави
Сплав е стабилно метално вещество, състоящо се от два или повече метала. В някои случаи сплавта може да съдържа и неметали. За да намерите метали в периодичната таблица, погледнете стълбата, създадена от бор до астат. Елементите вляво от тази стълба се считат за метали; вдясно, неметали.
Традиционно основната съставка на сплавта е разтопен първо, последвано от разтваряне на останалите съставки в разтопената смес. Елементите се сливат, образувайки вещество, което придобива свойства и на двамата.
Една трудност при производството на сплави е, че металите имат различни точки на топене. Например медта се топи при 1083 градуса по Целзий, а цинкът при 419 градуса по Целзий. Въпреки това, цинкът също кипи при 907 градуса по Целзий. Следователно, за да се избегне изпаряването на цинка, месингът се прави чрез първо топене на медта, след това добавяне на цинк, така че бързо да се разтвори.
Видове сплави: Химия и структура на решетката
Силата на метала е колко сила могат да издържат слоевете от атоми, преди да се придвижат един след друг. Сплавите са по-здрави поради изкривяването в решетъчната структура на метала.
В стоманата по-малките въглеродни атоми се вписват между железните атоми, за да създадат по-здравата стоманена сплав. В изкривената решетъчна структура атомите не могат да се движат един над друг по-лесно, което прави сплавта по-устойчива на по-високи сили.
Различни видове сплави
Няколко различни вида сплави, елементите, които ги съставят, и някои от техните приложения са изброени по-долу:
Алуминиеви сплави
Алуминий не е много здрав метал, но неговите проводими качества го правят полезен за различни приложения. Поради тази причина производителите смесват алуминия с други метали, за да го укрепят, образувайки няколко различни алуминиеви сплави:
- алнико (алуминий, никел, мед); използвани в производството на магнити
- магналий (алуминий с 5 процента магнезий); инструменти и лети джанти на автомобили
- дуралуминий (мед, алуминий, в някои случаи магнезий и манган); компоненти в автомобилни и самолетни двигатели
Медни сплави
Елементът мед е склонен към окисляване, което кара повърхността му да стане мътна, бледо-зеленикав цвят. За да се предотврати окисляването и да се увеличи силата му, производителите обединяват медта с няколко различни елемента:
- месинг (мед, до 50 процента цинк); използва се в декоративни предмети като бижута, както и за гайки и болтове
- бронз (мед, 10 процента калай или алуминий); използва се за изработване на монети, статуи и декоративни предмети
Железни сплави
- стомана (желязо, 0,5% до 1,5% въглерод); широко използвани в строителството, като:
- хладилници
- диапазони
Златни сплави
Като мек метал, чистото злато е ковък и лесен за работа. Други метали се добавят за увеличаване на здравината на златото:
- жълто злато (злато, мед); всички видове бижута (пръстени, гривни, колиета, обеци)
- бяло злато (злато, с никел, сребро или паладий); всички видове бижута
Различни видове сплави в историята
Първата сплав влиза в употреба през бронзовата епоха, която започва приблизително през 3500 г. пр.н.е. Изработен от мед и калай, ранните хора са използвали бронз в продължение на хиляди години, преди да разработят по-сложни пещи за производство на железни инструменти и оръжия. Римляните са разработили месинг през около 500 г. пр.н.е.