구리와 알루미늄을 결합하여 구리-알루미늄 합금을 만들 수 있습니다. 합금은 혼합물이므로 화학식이 없습니다. 그러나 매우 높은 온도에서는 구리와 알루미늄이 고용체를 형성 할 수 있습니다. 이 용액이 냉각되면 금속 간 화합물 CuAl2 또는 구리 알루미나 이드가 침전물로 형성 될 수 있습니다.
화합물 및 합금
화합물은 구성 요소간에 고정 된 비율을 갖습니다. 당신이 가지고있는 화합물의 양에 상관없이, 다른 원자들 사이의 비율은 동일합니다. 반면에 혼합물은 구성 요소의 다양한 양을 포함 할 수 있습니다. 금속 합금은 어떤 비율로든 둘 이상의 금속이 혼합 된 것입니다. 따라서 합금에는 화학 공식이 없습니다. 대신 합금은 백분율로 설명됩니다. 이러한 비율은 금속 중 하나가 더 추가 될 때 변경 될 수 있습니다.
솔리드 솔루션
구리와 알루미늄을 섭씨 550도 (화씨 1,022도)로 가열하면 고체 구리가 알루미늄에 용해되어 용액을 형성합니다. 이 온도에서 구리-알루미늄 용액은 최대 5.6 중량 %의 구리를 포함 할 수 있습니다. 이 솔루션은 포화 상태입니다. 더 이상 구리를 담을 수 없습니다. 포화 구리-알루미늄 용액이 냉각되면 구리의 용해도가 감소하고 용액이 과포화됩니다. 구리가 결국 용액에서 침전되면 금속 간 화합물 CuAl2를 형성합니다.
금속 간 화합물
금속 간 화합물 CuAl2는 초기 용액이 생성 된 후 천천히 형성됩니다. 시간이 지남에 따라 구리 원자는 확산으로 인해 합금을 통해 이동할 수 있습니다. 이 움직임은 CuAl2 결정의 형성으로 이어집니다. 이 화합물은 항상 구리 원자 1 개당 알루미늄 원자 2 개를 포함합니다. 무게로 49.5 % 알루미늄입니다. 이 고정 비율 때문에 화합물은 명확한 화학식을 갖습니다.
석출 경화
알루미늄에서 원자의 특정 방향은 원자 평면 사이를 미끄러지게합니다. 이것은 감소 된 힘으로 해석됩니다. CuAl2 결정이 형성되면이 미끄러짐이 줄어 듭니다. 이 과정을 석출 경화라고하며 구리-알루미늄 합금의 강도를 높이는 데 도움이됩니다. 제조업체는이 경화를 극대화하기 위해 시간이 지남에 따라 온도를 조절할 수 있습니다.
구리와 알루미늄의 기타 화합물
CuAl2는 구리와 알루미늄의 지배적 인 금속 간 화합물입니다. 그러나 두 금속은 또한 금속 간 화합물 CuAl 및 Cu9Al4를 형성 할 수 있습니다. 이러한 화합물은 CuAl2의 초기 형성 후 시간이 지남에 따라 형성 될 수 있습니다. 이러한 다른 화합물의 형성은 온도, 시간 및 구리 침전 위치에 따라 다릅니다.