Care sunt diferențele dintre un aliaj și un metal pur?

Metalele reprezintă majoritatea tabelului periodic al elementelor. În stare pură, fiecare metal are propria masă caracteristică, punctul de topire și proprietățile fizice. Amestecarea a două sau mai multe dintre aceste metale într-un amestec cu un nou set de proprietăți formează un aliaj, un metal compozit care poate avea caracteristici izbitor de diferite.

Prin definiție, metalele pure constau dintr-un singur element. Probele acestor metale nu conțin altceva decât atomi dintr-o singură substanță metalică. Aliajele conțin două sau mai multe elemente sau aliaje topite și amestecate, astfel încât formulele lor chimice constau din mai multe elemente. De exemplu, fierul din metal pur este format doar din atomi de fier. Oțelul, un aliaj de fier și carbon, conține în principal atomi de fier cu atomi izolați de carbon care îi conferă rezistență. Adăugarea metalelor crom sau molibden la oțel produce un alt aliaj: oțelul inoxidabil.

Un motiv pentru care producătorii combină metale pure pentru a forma aliaje este acela de a schimba proprietățile fizice ale metalelor. Metalele pure pot fi prea moi pentru a rezista la utilizarea obișnuită, dar alierea lor le face mai dure. Ca un metal pur, aurul se îndoaie și se întinde atât de ușor, încât s-ar scoate rapid din formă dacă ar fi format într-un inel și purtat pe deget. Producătorii de bijuterii aliajează aur pur cu argint, cupru sau zinc pentru a îmbunătăți durabilitatea și rigiditatea metalului. Aurul își aduce culoarea și rezistența la coroziune; celelalte metale contribuie la rezistența lor. Rezultatul este un inel de aur de 14 karate care rezistă la uzura zilnică.

În starea lor elementară naturală, unele metale pure reacționează puternic cu mediul înconjurător, oxidându-se și corodându-se până devin inutilizabile. Amestecarea acestor metale cu metale mai puțin reactive le modifică reactivitatea, prelungind durata de viață a articolului aliat. Oțelul inoxidabil își ia numele de la faptul că nu ruginește ușor sau nu aruncă așa cum ar fi un instrument de fier pur. Alierea metalelor este un mijloc de a le face mai puțin reactive și mai potrivite nevoilor producătorului.

Metalele ușoare precum aluminiul și titanul reduc masa metalelor pure cu care se aliază. Aceste aliaje mai ușoare joacă un rol vital în industria aerospațială, deoarece permit producătorilor să proiecteze și să construiască ambarcațiuni mai ușoare. Un avion de luptă mai ușor poate deține mai mult combustibil, echipament și articole decât un vehicul greu. Jantele din aliaj de aluminiu ușurează greutatea totală a unui vehicul, contribuind la un kilometraj mai bun al gazului și sporind viteza pe pista de curse.

Metalele aliate își schimbă toleranța termică. Deoarece sunt formate din două sau mai multe metale pure, aliajele nu au un singur punct de topire, ci se topesc pe o gamă de temperaturi. Structura lor moleculară poate ridica gama de topire a metalului peste cea a oricăruia dintre metalele sale componente. Creșterea intervalului de topire a unui metal are implicații importante pentru utilizarea industrială și comercială. SR-71 Blackbird, unul dintre cele mai avansate avioane de recunoaștere din punct de vedere tehnologic din vremea sa, sa bazat pe cadrul său ușor din aliaj de titan pentru a rezista la stresul termic al supersonicului său zboruri.