Verschiedene Arten von Legierungen und Verwendung

Eine Legierung ist ein Metall, das durch die Kombination von zwei oder mehr metallischen Elementen entsteht. Verschiedene Arten von Legierungen werden für eine höhere Festigkeit des Materials oder für eine Korrosionsbeständigkeit hergestellt. Diese Beständigkeit macht Legierungen zur Grundlage des Bauens in der modernen Welt.

Eine Legierung ist eine stabile metallische Substanz, die aus zwei oder mehr Metallen besteht. In einigen Fällen kann eine Legierung auch Nichtmetalle enthalten. Um Metalle im Periodensystem zu finden, schauen Sie sich die Leiter von Bor zu Astat an. Elemente links von dieser Leiter werden als Metalle betrachtet; rechts Nichtmetalle.

Traditionell ist der Hauptbestandteil der Legierung geschmolzen zuerst, gefolgt vom Auflösen der anderen Bestandteile in der geschmolzenen Mischung. Die Elemente verschmelzen zu einer Substanz, die Eigenschaften von beiden annimmt.

Eine Schwierigkeit bei der Herstellung von Legierungen besteht darin, dass Metalle unterschiedliche Schmelzpunkte haben. Kupfer schmilzt beispielsweise bei 1.083 Grad Celsius und Zink bei 419 Grad Celsius. Zink siedet aber auch bei 907 Grad Celsius. Um die Verdampfung von Zink zu vermeiden, wird Messing daher hergestellt, indem zuerst das Kupfer geschmolzen und dann Zink hinzugefügt wird, damit es sich schnell auflöst.

Die Stärke eines Metalls gibt an, wie viel Kraft die Atomschichten ertragen können, bevor sie sich aneinander vorbeibewegen. Legierungen sind aufgrund der Verzerrung in der Gitterstruktur des Metalls stärker.

In Stahl passen die kleineren Kohlenstoffatome zwischen die Eisenatome, um die stärkere Stahllegierung zu erzeugen. In der verzerrten Gitterstruktur können sich Atome nicht so leicht über/übereinander bewegen, was die Legierung widerstandsfähiger gegen höhere Kräfte macht.

Im Folgenden sind verschiedene Arten von Legierungen, die Elemente, aus denen sie bestehen, und einige ihrer Verwendungen aufgeführt:

Aluminium ist kein sehr starkes Metall, aber seine leitfähigen Eigenschaften machen es für eine Vielzahl von Anwendungen nützlich. Aus diesem Grund mischen die Hersteller Aluminium mit anderen Metallen, um es zu verstärken, und bilden mehrere verschiedene Aluminiumlegierungen:

• Alnico (Aluminium, Nickel, Kupfer); verwendet bei der Herstellung von Magneten
• Magnalium (Aluminium mit 5 Prozent Magnesium); Instrumente und Leichtmetallräder an Automobilen
• Duraluminium (Kupfer, Aluminium, in einigen Fällen Magnesium und Mangan); Komponenten in Auto- und Flugzeugtriebwerken

Das Element Kupfer ist anfällig für Oxidation, wodurch seine Oberfläche eine matte, blass-grünliche Farbe annimmt. Um Oxidation zu verhindern und seine Festigkeit zu erhöhen, verschmelzen die Hersteller Kupfer mit mehreren verschiedenen Elementen:

• Messing (Kupfer, bis zu 50 Prozent Zink); Verwendung in Dekorationsartikeln wie Schmuck, sowie für Schrauben und Muttern
• Bronze (Kupfer, 10 Prozent Zinn oder Aluminium); zur Herstellung von Münzen, Statuen und Dekorationsgegenständen

• Stahl (Eisen, 0,5 bis 1,5 Prozent Kohlenstoff); weit verbreitet im Bauwesen, wie zum Beispiel:

• Kühlschränke
  
• Bereiche

Als weiches Metall ist reines Gold formbar und leicht zu bearbeiten. Andere Metalle werden hinzugefügt, um die Stärke von Gold zu erhöhen:

• Gelbgold (Gold, Kupfer); alle Arten von Schmuck (Ringe, Armbänder, Halsketten, Ohrringe)
• Weißgold (Gold, mit Nickel, Silber oder Palladium); alle Arten von Schmuck

Die erste Legierung wurde während der Bronzezeit verwendet, die ungefähr 3.500 v. Chr. begann. Aus Kupfer und Zinn, Die frühen Menschen verwendeten jahrtausendelang Bronze, bevor sie komplexere Öfen zur Herstellung von Eisenwerkzeugen entwickelten und Waffen. Die Römer entwickelten um 500 v. Chr. Messing.