Sadržaj
- Spojevi i legure
- Čvrsta otopina
- Intermetalni spojevi
- Otapanje očvršćivanje
- Ostali spojevi bakra i aluminija
Bakar i aluminij mogu se kombinirati tako da nastaju legura bakra i aluminija. Legura je mješavina, i stoga nema kemijsku formulu. Međutim, pod vrlo visokom temperaturom bakar i aluminij mogu tvoriti čvrstu otopinu. Kad se ta otopina ohladi, intermetalni spoj CuAl2 ili bakreni aluminid može nastati kao talog.
Spojevi i legure
Spoj ima fiksni omjer između svojih sastavnih elemenata. Bez obzira koliko spoja imate, omjer između različitih atoma je isti. Smjesa, s druge strane, može uključivati različite količine svojih sastavnih elemenata. Metalna legura je mješavina dva ili više metala u bilo kojem omjeru. Stoga legura nema kemijsku formulu. Umjesto toga, legure su opisane u postocima. Ti se postoci mogu promijeniti kad se doda više metala.
Čvrsta otopina
Kad se bakar i aluminij zagrijavaju na 550 Celzijevih stupnjeva (1.022 stupnja Farenhejta), kruti bakar će se otopiti u aluminiju, tvoreći otopinu. Pri toj temperaturi otopina bakar-aluminij može sadržavati do 5,6 posto mase bakra. Ova je otopina zasićena; ne može sadržavati više bakra. Kako se zasićena otopina bakra-aluminija hladi, topljivost bakra smanjuje se i otopina postaje zasićena. Kad se bakar na kraju istaloži iz otopine, tvori intermetalni spoj CuAl2.
Intermetalni spojevi
Intermetalni spoj CuAl2 nastaje polako nakon što se stvori početna otopina. Tijekom vremena, atomi bakra mogu se kretati kroz leguru zbog difuzije. Taj pokret dovodi do stvaranja CuAl2 kristala. Ovaj spoj uvijek sadrži dva atoma aluminija za svaki atom bakra; to je 49,5 posto aluminija po masi. Zbog ovog fiksnog omjera, spoj ima definitivnu kemijsku formulu.
Otapanje očvršćivanje
Posebna orijentacija atoma u aluminiju dovodi do proklizavanja između ravnina atoma. To znači smanjenu čvrstoću. Kad se CuAl2 kristali formiraju, to se proklizavanje smanjuje. Ovaj postupak naziva se očvršćivanje oborinom i pomaže povećati čvrstoću bakreno-aluminijske legure. Proizvođači mogu vremenom regulirati temperaturu kako bi maksimizirali to očvršćivanje.
Ostali spojevi bakra i aluminija
CuAl2 je dominantan intermetalni spoj bakra i aluminija. Međutim, dva metala mogu također tvoriti intermetalne spojeve CuAl i Cu9Al4. Ovi spojevi mogu se formirati tijekom vremena nakon početnog stvaranja CuAl2. Stvaranje ovih ostalih spojeva ovisi o temperaturi, vremenu i mjestu taloženja bakra.