Metale stanowią większość układu okresowego pierwiastków. W stanie czystym każdy metal ma swoją charakterystyczną masę, temperaturę topnienia i właściwości fizyczne. Zmieszanie dwóch lub więcej z tych metali w mieszankę o nowych właściwościach tworzy stop, metal kompozytowy, który może mieć uderzająco różne właściwości.
Skład chemiczny
Z definicji czyste metale składają się z jednego pierwiastka. Próbki tych metali zawierają tylko atomy jednej metalicznej substancji. Stopy zawierają co najmniej dwa pierwiastki lub stopy stopione i zmieszane ze sobą, więc ich wzory chemiczne składają się z więcej niż jednego pierwiastka. Na przykład czyste metaliczne żelazo składa się tylko z atomów żelaza. Stal, stop żelaza i węgla, zawiera głównie atomy żelaza z izolowanymi atomami węgla, które nadają jej siłę. Dodanie chromu lub molibdenu do stali daje jeszcze jeden stop: stal nierdzewną.
Plastyczność i ciągliwość
Jednym z powodów, dla których producenci łączą czyste metale w celu tworzenia stopów, jest zmiana właściwości fizycznych metali. Czyste metale mogą być zbyt miękkie, aby wytrzymać regularne użytkowanie, ale dodanie ich do stopu czyni je twardszymi. Jako czysty metal złoto wygina się i rozciąga tak łatwo, że gdyby zostało uformowane w pierścionek i noszone na palcu, szybko utraciłoby swój kształt. Producenci biżuterii łączą czyste złoto ze srebrem, miedzią lub cynkiem, aby poprawić trwałość i sztywność metalu. Złoto przyczynia się do jego koloru i odporności na korozję; inne metale przyczyniają się do ich siły. Rezultatem jest 14-karatowy złoty pierścionek, który jest odporny na codzienne zużycie.
Reaktywność
Niektóre czyste metale w swoim naturalnym stanie pierwiastkowym silnie reagują z otoczeniem, utleniając się i korodując, aż staną się bezużyteczne. Mieszanie tych metali z mniej reaktywnymi metalami zmienia ich reaktywność, wydłużając żywotność stopionego elementu. Stal nierdzewna wzięła swoją nazwę od faktu, że nie rdzewieje i nie zadzioruje tak, jak zrobiłoby to narzędzie z czystego żelaza. Metale stopowe to jeden ze sposobów, aby były mniej reaktywne i bardziej dostosowane do potrzeb producenta.
Masa
Metale lekkie, takie jak aluminium i tytan, zmniejszają masę czystych metali, z którymi się topią. Te lżejsze stopy odgrywają istotną rolę w przemyśle lotniczym, ponieważ umożliwiają producentom projektowanie i budowę lżejszych jednostek. Lżejszy myśliwiec odrzutowy może pomieścić więcej paliwa, sprzętu i amunicji niż ciężki. Koła ze stopów aluminium zmniejszają całkowitą masę pojazdu, przyczyniając się do lepszego przebiegu na gazie i zwiększając prędkość na torze wyścigowym.
Tolerancja termiczna i temperatura topnienia
Metale stopowe zmieniają ich tolerancję termiczną. Ponieważ składają się z dwóch lub więcej czystych metali, stopy nie mają jednej temperatury topnienia, lecz topią się w różnych temperaturach. Ich struktura molekularna może podnieść ogólny zakres topnienia metalu powyżej zakresu dowolnego z jego składowych metali. Zwiększenie zakresu topnienia metalu ma ważne implikacje dla zastosowań przemysłowych i komercyjnych. SR-71 Blackbird, jeden z najbardziej zaawansowanych technologicznie samolotów rozpoznawczych swoich czasów, polegał na lekkiej ramie ze stopu tytanu, aby wytrzymać obciążenie termiczne jego naddźwiękowegos loty.
