Bakır ve alüminyum, bir bakır-alüminyum alaşımı oluşturmak için birleştirilebilir. Bir alaşım bir karışımdır ve bu nedenle kimyasal bir formülü yoktur. Bununla birlikte, çok yüksek sıcaklık altında bakır ve alüminyum katı bir çözelti oluşturabilir. Bu çözelti soğuduğunda, intermetalik bileşik CuAl2 veya bakır alüminid bir çökelti olarak oluşabilir.
Bileşikler ve Alaşımlar
Bir bileşik, kurucu elementleri arasında sabit bir orana sahiptir. Ne kadar bileşiğe sahip olursanız olun, farklı atomlar arasındaki oran aynıdır. Öte yandan, bir karışım, kurucu elementlerinin değişen miktarlarını içerebilir. Metal alaşımı, iki veya daha fazla metalin herhangi bir oranda karışımıdır. Bu nedenle, bir alaşımın kimyasal bir formülü yoktur. Bunun yerine, alaşımlar yüzde olarak tanımlanır. Metallerden biri eklendiğinde bu yüzdeler değişebilir.
Kesin çözüm
Bakır ve alüminyum 550 santigrat dereceye (1.022 derece Fahrenheit) ısıtıldığında, katı bakır alüminyumda çözülerek bir çözelti oluşturur. Bu sıcaklıkta, bakır-alüminyum çözeltisi ağırlıkça yüzde 5,6'ya kadar bakır içerebilir. Bu çözelti doymuştur; daha fazla bakır tutamaz. Doymuş bakır-alüminyum çözeltisi soğudukça bakırın çözünürlüğü azalır ve çözelti aşırı doygun hale gelir. Bakır sonunda çözeltiden çökeldiğinde, intermetalik bileşik CuAl2'yi oluşturur.
intermetalik Bileşikler
İlk çözelti oluşturulduktan sonra metaller arası bileşik CuAl2 yavaşça oluşur. Zamanla, bakır atomları difüzyon nedeniyle alaşım içinde hareket edebilir. Bu hareket CuAl2 kristallerinin oluşumuna yol açar. Bu bileşik her bir bakır atomu için her zaman iki alüminyum atomu içerir; ağırlıkça yüzde 49,5 alüminyumdur. Bu sabit oran nedeniyle, bileşik belirli bir kimyasal formüle sahiptir.
Yağış Sertleşmesi
Alüminyumdaki atomların özel yönelimi, atom düzlemleri arasında kaymaya yol açar. Bu, azaltılmış bir güç anlamına gelir. CuAl2 kristalleri oluştuğunda bu kayma azalır. Bu işleme çökelme sertleşmesi denir ve bakır-alüminyum alaşımının mukavemetini artırmaya yardımcı olur. Üreticiler, bu sertleşmeyi en üst düzeye çıkarmak için zamanla sıcaklığı düzenleyebilir.
Bakır ve Alüminyumun Diğer Bileşikleri
CuAl2, bakır ve alüminyumun baskın intermetalik bileşiğidir. Bununla birlikte, iki metal aynı zamanda CuAl ve Cu9Al4 intermetalik bileşiklerini de oluşturabilir. Bu bileşikler, CuAl2'nin ilk oluşumundan sonra zamanla oluşabilir. Bu diğer bileşiklerin oluşumu, bakır çökeltme sıcaklığına, süresine ve yerine bağlıdır.