Pană aici nu s-a vorbit decat de metale pure. Cele mai des întalnite sunt însă aliajele. Un aliaj constă din cel puţin două elemente chimice, din care unul trebuie să fie metal. Aceste elemente metalice sau nemetalice, care constituie aliajul, se numesc componente. După numărul componentelor conţinute, aliajele pot fi binare, ternare, cuaternare sau cu mai multe elemente.

Aliajul de lipire pe bază de staniu este alcătuit din plumb şi staniu, este deci un aliaj binar. Alama conţine, pe langă cupru, staniu şi zinc, uneori şi puţin plumb, fiind deci un aliaj ternar (fără adaos de plumb) sau cuaternar (cu adaos de plumb). Oţelurile rapide, cu mare capacitate de aşchiere, conţin : fier, carbon, wolfram, cobalt, crom, van adiu şi molibden, fiind deci aliaje cu şapte elemente. Numai în cazuri rare, componentele unui aliaj se găsesc în forma lor elementară iniţială. în general, diferitele componente reacţionează între ele la topire şi la răcirea ulterioară. Aliajele complet solidificate conţin în principiu numai trei tipuri diferite de constituenţi de bază : elemente pure, soluţii solide şi compuşi definiţi. Aceşti constituenţi de bază ai aliajelor se numesc faze.

O fază este omogenă (uniformă) şi are, de exemplu, aceeaşi compoziţie în orice loc, cum şi aceeaşi duritate, aceeaşi conductibilitate electrică etc.
Potrivit acestei definiţii, vaporii constituie o fază, ca şi o topitură omogenă sau un metal pur, o soluţie solidă sau un compus definit.
Numeroase metale au proprietatea de a primi în reţeaua lor structurală alţi atomi, respectiv ioni metalici, în felul acesta rezultă un amestec extrem de fin al celor două feluri de atomi, un cristal de „soluţie solidă", care are aceeaşi reţea cristalină ca şi metalul de bază. Concentraţia unei soluţii solide se poate modifica, din punct de vedere macroscopic, continuu între anumite limite.

Soluţia solidă cea mai des întalnită este soluţia solidă de substituţie. înlocuirea atomilor reţelei A prin atomii străini B se realizează cu deranjamente ale întregii reţele, care se datoresc, în primul rand, mărimii diferite a atomilor A şi B. Dacă atomii B sunt mai mari decat atomii A, are loc o lăţire a reţelei , dacă, din contră, atomii B sunt mai mici decat atomii A, reţeaua se strange în jurul atomilor B .
Pentru ca două metale să poată forma în stare solidă o serie izomorfă de soluţii solide trebuie îndeplinite anumite condiţii :
- ambele metale să fie complet solubile în stare lichidă ;
- ambele metale să aibă acelaşi tip de reţea ;
- parametrii reţelei ambelor metale nu trebuie
să difere decat cu cel mult 14% ;

Sunt cazuri cand atomii din elementul A lasă între ei interstiţii ale căror volume pot fi calculate, în principiu, prin geometria elementară. Atomii B se dispersează, în mod regulat sau haotic, printre aceste interstiţii ; vom avea deci o „soluţie solidă de inter-stiţie" . Deosebirea dintre cele două tipuri de soluţii nu este decat teoretică.
Pentru a se forma o soluţie de interstiţie este necesar ca atomii B să fie inseraţi între interstiţiile atomilor A, fără o deformare excesivă a reţelei care îi acceptă. De aici, o primă condiţie pur dimensională, în cele mai multe cazuri este indispensabil ca numărul de atomi B să nu depăşească mai mult de 59% din toată cantitatea de atomi care formează cristalul. Aceştia sunt mici atomi, care pot intra în soluţia de interstiţie. Printre aceştia, azotul, hidrogenul şi carbonul se disting în mod particular. Ce-mentita, Fe3C, este o soluţie de interstiţie. Examinarea diverselor tipuri de reţele arată că inserţia este mult mai uşoară în structurile hexagonale sau cubice cu feţe centrate decat în cele cubice cu volum centrat.

A doua regulă se referă la afinitatea electrochimică a două metale, ele trebuie să fie aproape asemănătoare. Poziţia centrală a elementelor de tranziţie din tabelul periodic este, încă o dată mai mult, privită cu interes. Se remarcă faptul că metalele se asociază la fel de bine cand au valenţe vecine, chiar identice. Solubilitatea din B în A este mediocră dacă valenţa lui B este superioară valenţei lui A, chiar mai slabă în caz contrar.
Fiecare din metalele care constituie un aliaj aduce unul sau mai mulţi electroni de valenţă. Valenţa este calculată prin numărul de electroni în exces în raport cu ultimul strat complet.

Să facem calculul electronilor disponibili în cazul aliajului Cu-Al cu 8,8% Cu. Această compoziţie centezimală corespunde formulei Cu3Al. în acest aliaj, cuprul aduce 1 electron pe atom şi aluminiul 3 electroni. Să calculăm raportul e/n dintre numărul total de electroni de valenţă şi numărul de atomi.
Pentru anumite valori ale raportului e/n (3/2, 21/13 şi 7/14), aliajele prezintă unele particularităţi cristalografice. Avand un slab caracter metalic, se numesc compuşi electronici.
O altă categorie de formare a aliajelor se bazează pe obţinerea unor compuşi numiţi intermetalici sau definiţi, deoarece proprietăţile lor se situează între proprietăţile metalelor şi nemetalelor. într-un compus definit, forţele de legătură dintre ionii metalici nu sunt de natură pur metalică. Există posibilitatea ca în reţeaua de compus definit să reacţioneze forţe de legătură diferite.

---

Tag-uri: metal, aliaj, fier, otel

---

Categorie: Stiinta si Tehnica  - ( Stiinta si Tehnica - Archiva)

Data Adaugarii: 08 October '10

---

Adaugati un link spre aceasta pagina pe blog-ul, site-ul sau forum-ul Dvs. :

---