STOPY METALI: RODZAJE, WŁAŚCIWOŚCI I PRZYKŁADY - CHEMIA - 2024

Te stopy metali są materiały uformowane przez łączenie dwóch lub więcej metali lub metali i niemetali. Zatem te substancje mogą być reprezentowane przez połączenie metalu pierwotnego (lub podstawy), a nazwa tego metalu może reprezentować nazwę stopu.

Stop jest tworzony w procesie łączenia różnych stopionych pierwiastków, w którym inne pierwiastki są łączone lub rozpuszczane w metalu nieszlachetnym, łącząc komponenty w celu utworzenia nowego materiału o mieszanych właściwościach każdego pierwiastka z osobna.

Ten rodzaj materiału jest zwykle tworzony, aby wykorzystać zalety metalu i jednocześnie zwalczać jego słabości poprzez połączenie z innym elementem, który może sprostać tym potrzebom.

Dzieje się tak w przykładach takich jak stal, która wykorzystuje węgiel do wzmocnienia struktury krystalicznej żelaza; lub w przypadku brązu, który jest rejestrowany jako pierwszy stop uzyskany przez człowieka i używany od początku ludzkości.

Rodzaje

Mówiąc o rodzajach stopów metali, poza pierwiastkami, które je tworzą, należy je zbadać pod mikroskopem elektronowym, aby rozróżnić je zgodnie z ich strukturą krystaliczną.

W związku z tym istnieją dwa rodzaje stopów metali, ze względu na ich strukturę krystaliczną i mechanizm ich tworzenia: stopy substytucyjne i międzywęzłowe.

Stopy substytucyjne

Są to stopy, w których atomy stopu (substancji wiążącej się z metalem nieszlachetnym) zastępują atomy metalu pierwotnego w celu utworzenia stopu.

Ten rodzaj stopu powstaje, gdy atomy metalu nieszlachetnego i stopu mają podobną wielkość. Stopy substytucyjne charakteryzują się tym, że ich pierwiastki składowe są stosunkowo blisko układu okresowego.

Mosiądz jest przykładem stopu zastępczego, który powstaje w wyniku połączenia miedzi i cynku. Te z kolei mają atomy o podobnych rozmiarach i bliskości w układzie okresowym.

Stopy śródmiąższowe

Gdy środek lub środki stopujące mają atomy znacznie mniejsze niż atomy metalu pierwotnego stopu, mogą one dostać się do struktury krystalicznej drugiego stopu i przefiltrować pomiędzy większymi atomami.

Stal jest przykładem stopu międzywęzłowego, w którym mniejsza liczba atomów węgla znajduje się między atomami w sieci krystalicznej żelaza.

Nieruchomości

W przeciwieństwie do wielu innych materiałów, stopy metali nie mają szeregu właściwości właściwych dla tego typu mieszanin; Są one zwykle tworzone, aby uchwycić pożądane cechy każdego elementu i zwiększyć jego użyteczność.

Z tego powodu substancje te mają wyjątkowy charakter, jeśli chodzi o pomiar ich ogólnych właściwości, ale wiadomo, że są tworzone w celu poprawy następujących właściwości:

Odporność na odkształcenia lub uderzenia

Odporność mechaniczną metalu można zwiększyć poprzez połączenie go z innym metalowym lub niemetalowym elementem, jak w przypadku stali nierdzewnych.

Wykorzystują chrom, nikiel i żelazo, aby utworzyć materiał o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie do szerokiego spektrum zastosowań komercyjnych i przemysłowych.

W ten sposób stopy aluminium (z miedzią, cynkiem, magnezem lub innymi metalami) są innym rodzajem stopów, w których dodaje się drugie składniki w celu poprawy odporności aluminium, naturalnie miękkiego czystego metalu.

Temperatura topnienia

Temperatura topnienia stopów jest inna niż czystych metali: materiały te nie mają ustalonej wartości, ale raczej topią się w zakresie temperatur, w którym substancja staje się mieszaniną fazy ciekłej i stałej.

Temperatura, w której zaczyna się topienie, nazywa się solidusem, a temperatura, w której się kończy, nazywana jest likwidusem.

Odporność na korozję

Stopy mogą być formowane w celu zwiększenia odporności metalu na korozję; w przypadku cynku ma właściwość wysokiej odporności na proces korozji, co czyni go użytecznym przy mieszaniu go z innymi metalami, takimi jak miedź i stal.

Wygląd i kolor

Istnieją stopy, które zostały stworzone, aby upiększyć metal i nadać mu dekoracyjne zastosowania. Alpaka (lub nowe srebro) to materiał wykonany z cynku, miedzi i niklu, który ma kolor i połysk podobny do srebra, co może zmylić osoby, które nie są zaznajomione z tym materiałem. Ponadto jest używany do wielu zastosowań.

Przewodnictwo cieplne

Przewodzenie ciepła można zmniejszyć lub zwiększyć dzięki połączeniu metalu z innym elementem.

W przypadku mosiądzu jest bardzo dobrym przewodnikiem ciepła i jest przydatny do produkcji domowych grzejników i wymienników ciepła w przemyśle. Ponadto stopy miedzi mają niższą przewodność cieplną niż czysty metal.

Przewodnictwo elektryczne

Przewodnictwo elektryczne może być również wzmocnione lub osłabione przez wiązanie metalu z inną substancją.

Miedź jest oczywiście jednym z najlepiej przewodzących prąd materiałów, ale ucierpi na tym łączenie się z innymi substancjami w stopy.

Przykłady

Żelazo meteorytowe

To właśnie ten stop, który występuje naturalnie, otrzymywany z meteorytów charakteryzujących się składem niklu i żelaza, które spadły na Ziemię w przeszłości i umożliwiły pierwszym ludziom użycie tego materiału do wykuwania broni i narzędzi.

Brązowy

Reprezentuje stop miedzi i cyny i był podstawowym stopem do wyrobu broni, przyborów, rzeźb i biżuterii we wczesnych czasach ludzkości.

Mosiądz

Stop miedzi i cynku. Ten materiał jest używany ze względu na niskie tarcie, tworząc część zamków, klamek i zaworów.

Mangan

Ten pierwiastek nie występuje w naturze w postaci wolnej. Zwykle jest stopem żelaza w wielu formach mineralnych i może mieć ważne zastosowania w stalach nierdzewnych.

Bibliografia

1. Wikipedia. (sf). Stop. Pobrane z en.wikipedia.org
2. Encyklopedia, NW (sf). Stop. Odzyskany z newworldencyclopedia.org
3. MatWeb. (sf). Jak pierwiastki stopowe wpływają na właściwości stopów miedzi. Pobrane z matweb.com
4. Woodford, C. (nd). Odzyskany z Translateinthatstuff.co
5. Wright, A. (nd). Stopy metali. Pobrane z azom.com