Diferite tipuri de aliaje și utilizare

Un aliaj este un metal creat prin combinarea a două sau mai multe elemente metalice. Diferite tipuri de aliaje sunt realizate pentru o rezistență mai mare a materialului sau pentru rezistență la coroziune. Această durabilitate face din aliajele baza construcției în lumea modernă.

Un aliaj este o substanță metalică stabilă formată din două sau mai multe metale. În unele cazuri, un aliaj poate conține și nemetale. Pentru a găsi metale pe tabelul periodic, uitați-vă la scara creată de la bor la astatin. Elementele din stânga scării respective sunt considerate metale; în dreapta, nemetale.

În mod tradițional, ingredientul principal al aliajului este topit mai întâi, urmată de dizolvarea celorlalte ingrediente în amestecul topit. Elementele fuzionează, formând o substanță care capătă proprietăți ale ambelor.

O dificultate în fabricarea aliajelor este că metalele au puncte de topire diferite. De exemplu, cuprul se topește la 1.083 grade Celsius și zincul la 419 grade Celsius. Cu toate acestea, zincul fierbe și la 907 grade Celsius. Prin urmare, pentru a evita vaporizarea zincului, alama se face prin topirea mai întâi a cuprului, apoi prin adăugarea de zinc, astfel încât să se dizolve rapid.

Puterea unui metal este cât de multă forță pot tolera straturile de atomi înainte de a trece unul lângă celălalt. Aliajele sunt mai puternice datorită distorsiunilor din structura grilajului metalului.

În oțel, atomii de carbon mai mici se încadrează între atomii de fier pentru a crea aliajul de oțel mai puternic. În structura reticulată distorsionată, atomii nu se pot deplasa la fel de ușor unul peste celălalt, făcând aliajul mai rezistent la forțe mai mari.

Mai multe tipuri diferite de aliaje, elementele care le cuprind și unele dintre utilizările lor sunt enumerate mai jos:

Aluminiu nu este un metal foarte puternic, dar calitățile sale conductive îl fac util pentru o varietate de aplicații. Din acest motiv, producătorii amestecă aluminiu cu alte metale pentru a-l întări, formând mai multe aliaje de aluminiu diferite:

• alnico (aluminiu, nichel, cupru); utilizat la producerea de magneți
• magnaliu (aluminiu cu 5% magneziu); instrumente și jante din aliaj pe automobile
• duraluminiu (cupru, aluminiu, în unele cazuri, magneziu și mangan); componente în motoarele auto și aeronave

Elementul cupru este predispus la oxidare, ceea ce face ca suprafața sa să devină plictisitoare, de culoare pal-verzuie. Pentru a preveni oxidarea și pentru a-i crește rezistența, producătorii îmbină cuprul cu mai multe elemente diferite:

• alama (cupru, până la 50% zinc); utilizat în obiecte decorative, cum ar fi bijuteriile, precum și pentru piulițe și șuruburi
• bronz (cupru, 10% staniu sau aluminiu); folosit pentru fabricarea de monede, statui și obiecte decorative

• oțel (fier, 0,5% până la 1,5% carbon); utilizate pe scară largă în construcții, cum ar fi:

• frigidere
  
• intervale

Ca metal moale, aurul pur este maleabil și ușor de lucrat. Se adaugă alte metale pentru a crește rezistența aurului:

• aur galben (aur, cupru); toate tipurile de bijuterii (inele, brățări, coliere, cercei)
• aur alb (auriu, cu nichel, argint sau paladiu); toate tipurile de bijuterii

Primul aliaj a intrat în uz în epoca bronzului, care a început aproximativ în 3.500 î.e.n. Fabricat din cupru și staniu, primii oameni au folosit bronzul de mii de ani înainte de a dezvolta cuptoare mai complexe pentru a produce unelte de fier și arme. Romanii au dezvoltat arama în aproximativ 500 î.e.n.