銅とアルミニウムを組み合わせて、銅-アルミニウム合金を形成することができます。 合金は混合物であるため、化学式はありません。 ただし、非常に高温になると、銅とアルミニウムが固溶体を形成する可能性があります。 この溶液が冷えると、金属間化合物CuAl2または銅アルミナイドが沈殿物として形成される可能性があります。
化合物および合金
化合物は、その構成要素間の固定比率を持っています。 どんなに多くの化合物を持っていても、異なる原子間の比率は同じです。 一方、混合物は、その構成要素の量を変えることができます。 金属合金は、2つ以上の金属を任意の比率で混合したものです。 したがって、合金には化学式がありません。 代わりに、合金はパーセンテージで表されます。 これらのパーセンテージは、金属を1つ以上追加すると変化する可能性があります。
固溶体
銅とアルミニウムを摂氏550度（華氏1,022度）に加熱すると、固体の銅がアルミニウムに溶解し、溶液を形成します。 この温度では、銅-アルミニウム溶液は最大5.6重量パーセントの銅を含むことができます。 このソリューションは飽和しています。 それ以上の銅を保持することはできません。 飽和した銅-アルミニウム溶液が冷えると、銅の溶解度が低下し、溶液が過飽和になります。 銅が最終的に溶液から沈殿すると、金属間化合物CuAl2を形成します。
金属間化合物
金属間化合物CuAl2は、最初の溶液が生成された後、ゆっくりと形成されます。 時間の経過とともに、銅原子は拡散により合金内を移動する可能性があります。 この動きはCuAl2結晶の形成につながります。 この化合物には、銅原子1つごとに常に2つのアルミニウム原子が含まれています。 それは重量で49.5パーセントのアルミニウムです。 この固定比率のため、化合物は明確な化学式を持っています。
析出硬化
アルミニウム中の原子の特定の配向は、原子の平面間での滑りにつながります。 これは、強度の低下につながります。 CuAl2結晶が形成されると、この滑りが少なくなります。 このプロセスは析出硬化と呼ばれ、銅-アルミニウム合金の強度を高めるのに役立ちます。 メーカーは、この硬化を最大化するために、時間の経過とともに温度を調整できます。
銅とアルミニウムの他の化合物
CuAl2は、銅とアルミニウムの主要な金属間化合物です。 ただし、2つの金属は、金属間化合物CuAlおよびCu9Al4を形成することもあります。 これらの化合物は、CuAl2の最初の形成後、時間の経過とともに形成される可能性があります。 これらの他の化合物の形成は、銅の沈殿の温度、時間、および場所に依存します。