Мідь та алюміній можна поєднувати, утворюючи мідно-алюмінієвий сплав. Сплав є сумішшю, і тому не має хімічної формули. Однак при дуже високій температурі мідь та алюміній можуть утворювати твердий розчин. Коли цей розчин охолоджується, інтерметалідна сполука CuAl2 або алюмінід міді може утворюватись у вигляді осаду.
Сполуки та сплави
Сполука має фіксоване співвідношення між складовими елементами. Незалежно від того, скільки у вас сполуки, співвідношення між різними атомами однакове. З іншого боку, суміш може включати різну кількість складових елементів. Сплав металу - це суміш двох або більше металів у будь-якому співвідношенні. Отже, сплав не має хімічної формули. Натомість сплави описуються у відсотках. Ці відсотки можуть змінюватися, коли додається більше одного з металів.
Тверде рішення
Коли мідь та алюміній нагріваються до 550 градусів Цельсія (1022 градуси за Фаренгейтом), тверда мідь розчиняється в алюмінії, утворюючи розчин. При цій температурі мідно-алюмінієвий розчин може містити до 5,6 відсотків маси міді. Цей розчин насичений; він більше не вміщує міді. У міру охолодження насиченого мідно-алюмінієвого розчину розчинність міді зменшується, і розчин стає пересиченим. Коли мідь з часом випадає в осад з розчину, вона утворює інтерметалідну сполуку CuAl2.
Інтерметалічні сполуки
Після створення вихідного розчину інтерметалідна сполука CuAl2 утворюється повільно. З часом атоми міді можуть рухатися через сплав завдяки дифузії. Цей рух призводить до утворення кристалів CuAl2. Ця сполука завжди містить два атоми алюмінію на кожен атом міді; це 49,5 відсотка алюмінію за вагою. Завдяки цьому фіксованому співвідношенню сполука має певну хімічну формулу.
Загартовування опадів
Особлива орієнтація атомів в алюмінію призводить до ковзання між площинами атомів. Це означає зменшення міцності. Коли утворюються кристали CuAl2, це ковзання зменшується. Цей процес називається твердінням від опадів і сприяє збільшенню міцності мідно-алюмінієвого сплаву. Виробники можуть регулювати температуру з часом, щоб максимізувати це затвердіння.
Інші сполуки міді та алюмінію
CuAl2 є домінуючою інтерметалідною сполукою міді та алюмінію. Однак два метали також можуть утворювати інтерметалідні сполуки CuAl та Cu9Al4. Ці сполуки можуть утворюватися з часом після початкового утворення CuAl2. Утворення цих інших сполук залежить від температури, часу та місця осадження міді.