Eine Legierung ist eine Mischung aus zwei oder mehr chemischen Substanzen (von denen mindestens eine ein Metall ist) mit metallischen Eigenschaften. Es wird im Allgemeinen durch Verschmelzen jeder Komponente zu einer einheitlichen Flüssigkeit und anschließendes Kondensieren gewonnen.
Legierungen können mindestens einer der folgenden drei Typen angehören: eine einphasige feste Lösung von Elementen, eine Mischung aus vielen Metallphasen oder eine intermetallische Verbindung von Metallen. Die Mikrostruktur von Legierungen in fester Lösung ist einphasig, und einige Legierungen in Lösung haben zwei oder mehr Phasen. Abhängig von der Temperaturänderung während des Abkühlvorgangs des Materials kann die Verteilung gleichmäßig sein oder nicht. Intermetallische Verbindungen bestehen typischerweise aus einer Legierung oder einem reinen Metall, umgeben von einem anderen reinen Metall.
Legierungen werden in bestimmten Anwendungen verwendet, da sie einige Eigenschaften aufweisen, die besser sind als die reiner Metallelemente. Beispiele für Legierungen sind Stahl, Lot, Messing, Zinn, Phosphorbronze, Amalgam und dergleichen.
Die Zusammensetzung der Legierung wird im Allgemeinen anhand des Massenverhältnisses berechnet. Legierungen können entsprechend ihrer atomaren Zusammensetzung in Substitutionslegierungen oder interstitielle Legierungen unterteilt werden und können weiter in homogene Phasen (nur eine Phase), heterogene Phasen (mehr als eine Phase) und intermetallische Verbindungen (es gibt keinen offensichtlichen Unterschied zwischen den beiden) unterteilt werden Phasen). Grenzen). [2]
Überblick
Durch die Bildung von Legierungen verändern sich häufig die Eigenschaften elementarer Stoffe, beispielsweise ist die Festigkeit von Stahl größer als die seines Hauptbestandteils Eisen. Die physikalischen Eigenschaften einer Legierung, wie Dichte, Reaktivität, Elastizitätsmodul, elektrische und thermische Leitfähigkeit, können den Bestandteilen der Legierung ähneln, aber die Zugfestigkeit und Scherfestigkeit der Legierung hängen normalerweise mit den Eigenschaften der Legierung zusammen konstituierende Elemente. ganz anders. Dies liegt daran, dass sich die Anordnung der Atome in einer Legierung stark von der in einem einzelnen Stoff unterscheidet. Beispielsweise ist der Schmelzpunkt einer Legierung niedriger als der Schmelzpunkt der Metalle, aus denen die Legierung besteht, da die Atomradien verschiedener Metalle unterschiedlich sind und es schwierig ist, ein stabiles Kristallgitter zu bilden.
Eine kleine Menge eines bestimmten Elements kann einen großen Einfluss auf die Eigenschaften der Legierung haben. Beispielsweise können Verunreinigungen in ferromagnetischen Legierungen die Eigenschaften der Legierung verändern.
Im Gegensatz zu reinen Metallen haben die meisten Legierungen keinen festen Schmelzpunkt. Wenn die Temperatur innerhalb des Schmelztemperaturbereichs liegt, befindet sich die Mischung in einem Zustand der Koexistenz von festen und flüssigen Stoffen. Daher kann man sagen, dass der Schmelzpunkt der Legierung niedriger ist als der der Metallbestandteile. Siehe eutektische Mischung.
Unter den gängigen Legierungen ist Messing eine Legierung aus Kupfer und Zink; Bronze ist eine Legierung aus Zinn und Kupfer und wird häufig in Statuen, Ornamenten und Kirchenglocken verwendet. In der Währung einiger Länder werden Legierungen (z. B. Nickellegierungen) verwendet.
Legierung ist eine Lösung, wie Stahl, Eisen ist das Lösungsmittel, Kohlenstoff ist der gelöste Stoff.