Innhold
- Forbindelser og legeringer
- Solid løsning
- Intermetalliske forbindelser
- Nedbørshærdning
- Andre forbindelser av kobber og aluminium
Kobber og aluminium kan kombineres for å danne en kobber-aluminiumslegering. En legering er en blanding, og har derfor ikke en kjemisk formel. Under meget høy temperatur kan imidlertid kobber og aluminium danne en solid løsning. Når denne løsningen avkjøles, kan den intermetalliske forbindelsen CuAl2 eller kobberaluminid dannes som et bunnfall.
Forbindelser og legeringer
En forbindelse har et fast forhold mellom dets bestanddeler. Uansett hvor mye av en forbindelse du har, er forholdet mellom de forskjellige atomene det samme. En blanding kan derimot involvere varierende mengder av dens bestanddeler. En metalllegering er en blanding av to eller flere metaller i ethvert forhold. Derfor har en legering ikke en kjemisk formel. I stedet blir legeringer beskrevet i prosent. Disse prosentene kan endres når mer av en av metallene tilsettes.
Solid løsning
Når kobber og aluminium varmes opp til 550 grader Celsius (1.022 grader Fahrenheit), vil fast kobber løse seg opp i aluminiumet og danne en løsning. Ved denne temperaturen kan kobber-aluminiumløsningen inneholde opptil 5,6 vekt% kobber. Denne løsningen er mettet; det kan ikke inneholde mer kobber. Når en mettet kobber-aluminiumoppløsning avkjøles, reduseres løseligheten av kobber, og løsningen blir overmettet. Når kobberet til slutt faller ut av løsningen, danner det den intermetalliske forbindelsen CuAl2.
Intermetalliske forbindelser
Den intermetalliske forbindelsen CuAl2 dannes sakte etter at den opprinnelige løsningen er opprettet. Over tid kan kobberatomer bevege seg gjennom legeringen på grunn av diffusjon. Denne bevegelsen fører til dannelse av CuAl2-krystaller. Denne forbindelsen inneholder alltid to aluminiumatomer for hvert kobberatom; det er 49,5 vektprosent aluminium. På grunn av dette faste forholdet har forbindelsen en bestemt kjemisk formel.
Nedbørshærdning
Atomenes spesielle orientering i aluminium fører til at den glir mellom atomene. Dette betyr redusert styrke. Når CuAl2-krystaller dannes, reduseres denne utglatningen. Denne prosessen kalles utfelling herding, og hjelper til med å øke styrken til en kobber-aluminiumslegering. Produsenter kan regulere temperaturen over tid for å maksimere denne herding.
Andre forbindelser av kobber og aluminium
CuAl2 er den dominerende intermetalliske forbindelsen av kobber og aluminium. Imidlertid kan de to metallene også danne de intermetalliske forbindelsene CuAl og Cu9Al4. Disse forbindelsene kan dannes over tid etter den første dannelsen av CuAl2. Dannelsen av disse andre forbindelsene avhenger av temperaturen, tiden og stedet for kobbernedbør.