რა ქიმიური ფორმულა მიიღებთ სპილენძის და ალუმინის შერევის დროს?

სპილენძი და ალუმინის კომბინირება წარმოიქმნება სპილენძ-ალუმინის შენადნობი. შენადნობი არის ნარევი და, შესაბამისად, არ აქვს ქიმიური ფორმულა. ამასთან, ძალიან მაღალ ტემპერატურაზე სპილენძსა და ალუმინს შეუძლია შექმნას მყარი ხსნარი. როდესაც ეს ხსნარი გაცივდება, ნალექის სახით შეიძლება წარმოიქმნას ინტერმეტალური ნაერთი CuAl2, ან სპილენძის ალუმინდი.

ნაერთს აქვს ფიქსირებული თანაფარდობა მის შემადგენელ ელემენტებს შორის. რამდენი ნაერთიც არ უნდა გქონდეთ, სხვადასხვა ატომებს შორის თანაფარდობა იგივეა. მეორეს მხრივ, ნარევი შეიძლება შეიცავდეს მისი შემადგენელი ელემენტების სხვადასხვა რაოდენობას. ლითონის შენადნობი არის ორი ან მეტი ლითონის ნარევი ნებისმიერი თანაფარდობით. ამიტომ, შენადნობას არ აქვს ქიმიური ფორმულა. ამის ნაცვლად, შენადნობები აღწერილია პროცენტული თვალსაზრისით. ეს პროცენტული მაჩვენებლები შეიძლება შეიცვალოს, როდესაც რომელიმე მეტალს დაემატება.

როდესაც სპილენძი და ალუმინი 550 გრადუს ცელსიუსზე (1,022 გრადუსი ფარენგეიტით) თბება, მყარი სპილენძი იხსნება ალუმინში და წარმოქმნის ხსნარს. ამ ტემპერატურაზე სპილენძ-ალუმინის ხსნარი შეიძლება შეიცავდეს 5,6 პროცენტამდე სპილენძს წონით. ეს ხსნარი გაჯერებულია; მას აღარ აქვს სპილენძი. გაჯერებული სპილენძ-ალუმინის ხსნარის გაგრილებასთან ერთად, სპილენძის ხსნადობა მცირდება და ხსნარი ხდება გაჯერებული. როდესაც სპილენძი საბოლოოდ გამოიყოფა გამოსავალიდან, იგი ქმნის ინტერმეტალურ ნაერთს CuAl2.

ინტერმეტალური ნაერთი CuAl2 ნელა წარმოიქმნება თავდაპირველი ხსნარის შექმნის შემდეგ. დროთა განმავლობაში, სპილენძის ატომებს შეუძლიათ გადაადგილდნენ დისკებიდან დიფუზიის გამო. ეს მოძრაობა იწვევს CuAl2 კრისტალების წარმოქმნას. ეს ნაერთი ყოველთვის შეიცავს ორ ალუმინის ატომს სპილენძის თითოეული ატომისთვის; ეს არის 49.5 პროცენტიანი ალუმინის წონა. ამ ფიქსირებული თანაფარდობის გამო, ნაერთს აქვს გარკვეული ქიმიური ფორმულა.

ატომების განსაკუთრებული ორიენტაცია ალუმინში იწვევს ატომების სიბრტყეებს შორის სრიალს. ეს ითვალისწინებს შემცირებულ ძალას. CuAl2 კრისტალების წარმოქმნისას, ეს სრიალი მცირდება. ამ პროცესს ეწოდება ნალექების გამკვრივება და ხელს უწყობს სპილენძ-ალუმინის შენადნობის სიმტკიცის გაზრდას. მწარმოებლებს შეუძლიათ დროთა განმავლობაში დაარეგულირონ ტემპერატურა, რათა მაქსიმალურად გაზარდონ ეს გამკვრივება.

CuAl2 არის სპილენძისა და ალუმინის დომინანტური მეტალმენტური ნაერთი. ამასთან, ამ ორ მეტალს ასევე შეუძლია შექმნას ინტერმეტალური ნაერთები CuAl და Cu9Al4. ამ ნაერთების ჩამოყალიბება დროთა განმავლობაში შეიძლება CuAl2– ის საწყისი ფორმირების შემდეგ. ამ სხვა ნაერთების წარმოქმნა დამოკიდებულია სპილენძის ნალექების ტემპერატურაზე, დროზე და ადგილზე.