Varu un alumīniju var apvienot, veidojot vara un alumīnija sakausējumu. Sakausējums ir maisījums, un tāpēc tam nav ķīmiskās formulas. Tomēr ļoti augstā temperatūrā varš un alumīnijs var veidot cietu šķīdumu. Kad šis šķīdums atdziest, starpmetālisks savienojums CuAl2 vai vara aluminīds var veidoties kā nogulsnes.
Savienojumi un sakausējumi
Savienojumam ir noteikta attiecība starp tā sastāvdaļām. Neatkarīgi no tā, cik daudz savienojuma jums ir, attiecība starp dažādiem atomiem ir vienāda. Savukārt maisījums var ietvert dažādus tā sastāvdaļu daudzumus. Metāla sakausējums ir divu vai vairāku metālu maisījums jebkurā proporcijā. Tāpēc sakausējumam nav ķīmiskās formulas. Tā vietā sakausējumus apraksta procentos. Šie procenti var mainīties, ja pievieno vairāk metālu.
Ciets risinājums
Kad varš un alumīnijs tiek uzkarsēti līdz 550 grādiem pēc Celsija (1022 grādi pēc Fārenheita), cietais varš izšķīst alumīnijā, veidojot šķīdumu. Šajā temperatūrā vara un alumīnija šķīdums var saturēt līdz 5,6 procentus vara. Šis šķīdums ir piesātināts; tajā vairs nav vara. Kad piesātināts vara un alumīnija šķīdums atdziest, vara šķīdība samazinās un šķīdums kļūst pārsātināts. Kad varš galu galā izgulsnējas no šķīduma, tas veido starpmetālu savienojumu CuAl2.
Starpmetālu savienojumi
Pēc sākotnējā šķīduma izveidošanas starpmetālu savienojums CuAl2 veidojas lēni. Laika gaitā vara atomi difūzijas dēļ var pārvietoties caur sakausējumu. Šī kustība noved pie CuAl2 kristālu veidošanās. Šis savienojums vienmēr satur divus alumīnija atomus katram vara atomam; tas ir 49,5% alumīnija pēc svara. Šīs fiksētās attiecības dēļ savienojumam ir noteikta ķīmiskā formula.
Nokrišņu sacietēšana
Īpašā alumīnija atomu orientācija noved pie slīdēšanas starp atomu plaknēm. Tas nozīmē samazinātu izturību. Kad veidojas CuAl2 kristāli, šī slīdēšana tiek samazināta. Šo procesu sauc par sacietēšanas sacietēšanu, un tas palīdz palielināt vara un alumīnija sakausējuma izturību. Lai maksimizētu šo sacietēšanu, ražotāji laika gaitā var regulēt temperatūru.
Citi vara un alumīnija savienojumi
CuAl2 ir dominējošais vara un alumīnija starpmetālu savienojums. Tomēr abi metāli var veidot arī starpmetālu savienojumus CuAl un Cu9Al4. Šie savienojumi laika gaitā var veidoties pēc sākotnējās CuAl2 veidošanās. Šo citu savienojumu veidošanās ir atkarīga no vara nokrišņu temperatūras, laika un vietas.