Kakšno kemijsko formulo dobite pri mešanju bakra in aluminija?

Baker in aluminij lahko kombiniramo v bakreno-aluminijevo zlitino. Zlitina je mešanica in zato nima kemijske formule. Vendar pa lahko pri zelo visoki temperaturi baker in aluminij tvorita trdno raztopino. Ko se ta raztopina ohladi, lahko nastane oborina intermetalne spojine CuAl2 ali bakrovega aluminida.

Spojina ima fiksno razmerje med sestavnimi elementi. Ne glede na to, koliko spojine imate, je razmerje med različnimi atomi enako. Mešanica pa lahko vključuje različne količine sestavnih elementov. Kovinska zlitina je mešanica dveh ali več kovin v poljubnem razmerju. Zato zlitina nima kemijske formule. Namesto tega so zlitine opisane v odstotkih. Ti odstotki se lahko spremenijo, ko dodamo več ene kovine.

Ko se baker in aluminij segrejeta na 550 stopinj Celzija (1.022 stopinj Fahrenheita), se trden baker raztopi v aluminiju in tvori raztopino. Pri tej temperaturi lahko raztopina baker-aluminij vsebuje do 5,6 mas.% Bakra. Ta raztopina je nasičena; ne more več bakra. Ko se nasičena raztopina bakra in aluminija ohladi, se topnost bakra zmanjša in raztopina postane prenasičena. Ko se baker na koncu obori iz raztopine, tvori intermetalno spojino CuAl2.

Intermetalna spojina CuAl2 se počasi tvori po nastanku začetne raztopine. Sčasoma se lahko atomi bakra skozi zlitino premikajo zaradi difuzije. To gibanje vodi do tvorbe kristalov CuAl2. Ta spojina vedno vsebuje dva atoma aluminija za vsak atom bakra; to je 49,5 mas.% aluminija. Zaradi tega fiksnega razmerja ima spojina točno določeno kemijsko formulo.

Zaradi posebne usmeritve atomov v aluminiju pride do zdrsa med ravninami atomov. To pomeni zmanjšano trdnost. Ko nastanejo kristali CuAl2, se to zdrs zmanjša. Ta postopek se imenuje oborinsko utrjevanje in pomaga povečati trdnost bakreno-aluminijeve zlitine. Proizvajalci lahko sčasoma uravnavajo temperaturo, da to strjevanje čim bolj povečajo.

CuAl2 je prevladujoča intermetalna spojina bakra in aluminija. Obe kovini pa lahko tvorita tudi intermetalni spojini CuAl in Cu9Al4. Te spojine se lahko sčasoma tvorijo po začetni tvorbi CuAl2. Tvorba teh drugih spojin je odvisna od temperature, časa in mesta padavin bakra.