Innehåll
- Föreningar och legeringar
- Fast lösning
- Intermetalliska föreningar
- Utfällningshärdning
- Andra föreningar av koppar och aluminium
Koppar och aluminium kan kombineras för att bilda en koppar-aluminiumlegering. En legering är en blandning och har därför inte en kemisk formel. Under mycket hög temperatur kan koppar och aluminium dock bilda en fast lösning. När denna lösning svalnar kan den intermetalliska föreningen CuAl2 eller kopparaluminid bildas som en fällning.
Föreningar och legeringar
En förening har ett fast förhållande mellan dess beståndsdelar. Oavsett hur mycket av en förening du har, är förhållandet mellan de olika atomerna desamma. En blandning kan å andra sidan involvera varierande mängder av dess beståndsdelar. En metalllegering är en blandning av två eller flera metaller i valfritt förhållande. Därför har en legering inte en kemisk formel. Istället beskrivs legeringar i procent. Dessa procentsatser kan ändras när mer av en av metallerna läggs till.
Fast lösning
När koppar och aluminium upphettas till 550 grader Celsius (1 022 grader Fahrenheit) kommer fast koppar att lösas upp i aluminiumet och bilda en lösning. Vid denna temperatur kan koppar-aluminiumlösningen innehålla upp till 5,6 viktprocent koppar. Denna lösning är mättad; det kan inte rymma mer koppar. När en mättad koppar-aluminiumlösning svalnar minskar lösligheten av koppar och lösningen blir övermättad. När kopparen så småningom faller ut ur lösningen bildar den den intermetalliska föreningen CuAl2.
Intermetalliska föreningar
Den intermetalliska föreningen CuAl2 bildas långsamt efter att den initiala lösningen har skapats. Med tiden kan kopparatomer röra sig genom legeringen på grund av diffusion. Denna rörelse leder till bildning av CuAl2-kristaller. Denna förening innehåller alltid två aluminiumatomer för varje kopparatom; det är 49,5 viktprocent aluminium. På grund av detta fasta förhållande har föreningen en bestämd kemisk formel.
Utfällningshärdning
Atomernas speciella orientering i aluminium leder till att de glider mellan atomerna. Detta innebär en minskad styrka. När CuAl2-kristallerna formas, minskar denna glidning. Denna process kallas utfällningshärdning och hjälper till att öka styrkan hos en koppar-aluminiumlegering. Tillverkarna kan reglera temperaturen över tid för att maximera härdningen.
Andra föreningar av koppar och aluminium
CuAl2 är den dominerande intermetalliska föreningen av koppar och aluminium. De två metallerna kan emellertid också bilda de intermetalliska föreningarna CuAl och Cu9Al4. Dessa föreningar kan bildas över tid efter den initiala bildningen av CuAl2. Bildningen av dessa andra föreningar beror på temperaturen, tiden och platsen för kopparutfällning.