Aliatge
De Viquipèdia
Un aliatge és una mescla homogènia de dos o més elements, dels quals com a mínim un ha de ser un metall. El compost resultant presenta unes propietats força diferents de les dels elements constitutius per separat i de vegades i ha prou amb afegir una molt petita quantitat d'un element per tal apareguin. La tècnica de l'aliatge s'utilitza per tal de millorar algunes propietats dels metalls purs, com ara la resistència mecànica, la duresa o la resistència a la corrosió, així l'acer és molt més dur que el ferro, que n'és l'origen i al que s'ha afegit carboni. D'altra banda, algunes propietats físiques com la densitat, la reactivitat, el mòdul elàstic o la conductivitat tèrmica i elèctrica de l'aliatge no difereixen gaire de la dels elements primaris. Alguns aliatges comuns són el llautó, fet amb coure i zinc, o el bronze, fet amb coure i estany.
Els aliatges es formen generalment per la fusió dels seus components i posterior mescla conjunta en solidificar-se. Però tret dels metalls, molts aliatges no tenen un punt de fusió determinat sinó que presenten un rang de mescla entre les fases sòlida i líquida. La temperatura a la que comença la mescla s'anomena solidus i la temperatura a la que finalitza rep el nom de liquidus. Tanmateix hi ha molts aliatges per al quals hi ha una certa proporció dels seus elements constitutius que presenta un punt de fusió concret (rarament dos), aquest tipus d'aliatges reben el nom d'eutèctics.
Existeix, però, un mètode de producció d'aliatges anomenat aliatge mecànic que es basa en la mòlta continuada i conjunta dels components. El material és sotmès a una sèrie de moviments i friccions que afavoreixen la formació de dissolucions sòlides degut, entre altres motius, a la reducció de la seva mida cristal·lina.
Taula de continguts |
[edita] Solució sòlida
De manera anàloga a les solucions líquides, també hi ha solucions sòlides metàl·liques que són formades per una matriu d'àtoms (solvent) que inclou, en posició de substitució o intersticial, altres àtoms d'un segon element (solut). La quantitat màxima de solut que pot ser present al solvent en condicions d'equilibri és el que s'anomena solubilitat.
Per tal que un element metàl·lic tingui una elevada solubilitat a la xarxa cristal·lina d'un altre metall és necessària la concurrència d'algunes condicions (les regles de Hume-Rothery):
- El radi atòmic del solut no pot diferir més del 15% del que tingui el solvent.
- L'estructura cristal·lina dels dos elements ha de ser similar, millor si són idèntiques.
- L'electronegativitat ha de ser la mateixa per als dos elements o el més similar possible. Si la diferència és massa gran els metalls tendeixen a formar compostos intermetàl·lics i no solucions sòlides.
- La valència del solut i solvent han de ser el més similars possible. La màxima solubilitat es dóna quan ambdós tenen la mateixa valència. Els metalls amb una valència petita tendeixen a dissoldre els metalls amb una valència superior.
[edita] Exemples d'aliatges
[edita] Aliatges de coure
- Bronze : coure + estany
- Llautó : coure + zinc
- Billó : coure + plata ; utilitzat per encunyar monedes en èpoques d'escassetat de metalls nobles o de devaluació monetària.
[edita] Aliatges de ferro
- Fosa : ferro + carboni (des del 2,1% fins el 6.7% de carboni)
- Acer : ferro + carboni (menys del 2,1% de carboni)
- Acer inoxidable : ferro + níquel + crom, i de vegades molibdè o vanadi
[edita] Altres aliatges
- Or nòrdic: coure, alumini, zinc i estany segons les proporcions següents: Cu89Al5Zn5Sn1.
- Aliatge de plom i estany : utilitzat per a la soldadura de components en electrònica.
- Amalgama : mercuri + un altre metall, per exemple or, coure, cadmi, etc.
- Alpaca o plata alemanya: coure + zinc + níquel
- Metall de Babbitt : estany o plom + antimoni
- zamak : zinc + alumini + magnesi + coure
