Miedź i aluminium można łączyć, tworząc stop miedziano-aluminiowy. Stop jest mieszaniną i dlatego nie ma wzoru chemicznego. Jednak w bardzo wysokiej temperaturze miedź i aluminium mogą tworzyć roztwór stały. Gdy roztwór ostygnie, związek międzymetaliczny CuAl2 lub aluminidek miedzi może tworzyć się jako osad.
Związki i stopy
Związek ma ustalony stosunek między jego elementami składowymi. Bez względu na to, ile masz związku, stosunek między różnymi atomami jest taki sam. Z drugiej strony mieszanina może zawierać różne ilości jej elementów składowych. Stop metali to mieszanina dwóch lub więcej metali w dowolnym stosunku. Dlatego stop nie ma wzoru chemicznego. Zamiast tego stopy są opisane w procentach. Te wartości procentowe mogą się zmienić, gdy doda się więcej jednego metalu.
Solidne rozwiązanie
Gdy miedź i aluminium zostaną podgrzane do 550 stopni Celsjusza (1022 stopni Fahrenheita), stała miedź rozpuści się w aluminium, tworząc roztwór. W tej temperaturze roztwór miedzi i aluminium może zawierać wagowo do 5,6% miedzi. Ten roztwór jest nasycony; nie może już pomieścić miedzi. Gdy nasycony roztwór miedziowo-aluminiowy ochładza się, rozpuszczalność miedzi maleje i roztwór staje się przesycony. Kiedy miedź ostatecznie wytrąca się z roztworu, tworzy związek międzymetaliczny CuAl2.
Związki międzymetaliczne
Związek międzymetaliczny CuAl2 tworzy się powoli po utworzeniu początkowego roztworu. Z biegiem czasu atomy miedzi mogą poruszać się w stopie w wyniku dyfuzji. Ten ruch prowadzi do powstania kryształów CuAl2. Ten związek zawsze zawiera dwa atomy glinu na każdy atom miedzi; jest to 49,5 procent aluminium wagowo. Z powodu tego ustalonego stosunku związek ma określony wzór chemiczny.
Utwardzanie wydzieleniowe
Szczególna orientacja atomów w aluminium prowadzi do poślizgu między płaszczyznami atomów. Przekłada się to na zmniejszoną wytrzymałość. Kiedy tworzą się kryształy CuAl2, ten poślizg jest zmniejszony. Proces ten nazywa się utwardzaniem wydzieleniowym i pomaga zwiększyć wytrzymałość stopu miedziowo-aluminiowego. Producenci mogą regulować temperaturę w czasie, aby zmaksymalizować to utwardzenie.
Inne związki miedzi i aluminium
CuAl2 jest dominującym związkiem międzymetalicznym miedzi i aluminium. Jednak te dwa metale mogą również tworzyć związki międzymetaliczne CuAl i Cu9Al4. Związki te mogą tworzyć się z czasem po początkowym utworzeniu CuAl2. Powstawanie tych innych związków zależy od temperatury, czasu i miejsca wytrącania miedzi.