Seokset ovat metalliyhdisteitä, jotka koostuvat yhdestä metallista ja yhdestä tai useammasta metalli- tai ei-metalliosasta.
Esimerkkejä yleisistä seoksista:
- Teräs: A yhdistelmä rauta- (metalli) ja hiili (ei-metalli)
- Pronssi: Yhdistelmä kupari (metalli) ja tina (metalli)
- Messinki: Seos kuparia (metalli) ja sinkki (metalli)
ominaisuudet
Yksittäisillä puhtailla metalleilla voi olla hyödyllisiä ominaisuuksia, kuten hyviä sähkönjohtavuus, suuri lujuus ja kovuus tai lämpö ja korroosio vastarintaa. Kaupalliset metalliseokset yrittävät yhdistää nämä hyödylliset ominaisuudet metallien luomiseksi hyödyllisemmiksi tietyissä sovelluksissa kuin mikään niiden komponenttiosa.
Teräsesimerkiksi vaatii oikean yhdistelmän hiiltä ja rautaa (noin 99% rautaa ja 1% hiiltä), jotta saadaan metalli, joka on vahvempi, kevyempi ja käyttökelpoisempi kuin puhdas rauta.
Uusien seosten tarkkoja ominaisuuksia on vaikea laskea, koska elementit eivät vain yhdisty ja tulevat osien summaksi. Ne muodostuvat kemiallisilla vuorovaikutuksilla, jotka riippuvat komponenteista ja erityisistä valmistusmenetelmistä. Seurauksena on, että uusien metalliseosten kehittämisessä vaaditaan paljon testausta.
Sulamislämpötila on avaintekijä metallien seostamisessa. Galinstan, matalassa lämpötilassa sulava seos, joka sisältää gallium, tina ja indium, on nestemäistä yli -19 ° C: n lämpötiloissa, mikä tarkoittaa, että sen sulamispiste on 50 ° C (122 ° F) alhaisempi kuin puhdasta galliumia ja yli 212 ° F (100 ° C) alapuolella. indium ja tina.
Galinstan® ja Wood's Metal ovat esimerkkejä eutektisista seoksista - seoksista, joiden sulamispiste on alhaisin kaikista samoja alkuaineita sisältävistä seosyhdistelmistä.
Sävellys
Tuhannet metalliseoskoostumukset ovat säännöllisessä tuotannossa, ja uusia koostumuksia kehitetään vuosittain.
Hyväksytyt vakiokoostumukset sisältävät ainesosien puhtaustasot (painoprosentteihin perustuen). Meikki, samoin kuin yleisten seosten mekaaniset ja fysikaaliset ominaisuudet, ovat kansainvälisten standardisoimia organisaatiot, kuten Kansainvälinen standardisointijärjestö (ISO), SAE International ja ASTM Kansainvälinen.
tuotanto
Jotkut metallilejeeringit esiintyvät luonnossa ja vaativat vain vähän prosessointia muuntamiseksi teollisuuslaatuisiksi materiaaleiksi. Esimerkiksi ferroseoksia, kuten ferrokromia ja ferropiitä, tuotetaan sulattamalla sekamalmeja, ja niitä käytetään erilaisten terästen tuotannossa. Silti olisi väärin ajatella, että metallien seostaminen on yksinkertainen prosessi. Esimerkiksi jos yksinkertaisesti sekoitetaan sulaa alumiini sulan kanssa johtaa, he huomasivat, että nämä kaksi jakautuvat kerroksiksi, aivan kuten öljy ja vesi.
Kaupalliset ja kaupalliset seokset vaativat yleensä suurempaa prosessointia, ja ne muodostetaan useimmiten sekoittamalla sulametalleja valvottuun ympäristöön. Menetelmä sulan metallin yhdistämiseksi tai metallien sekoittamiseksi ei-metalleihin vaihtelee suuresti käytettyjen elementtien ominaisuuksista riippuen.
Koska metallielementeillä on suuria eroja niiden lämpö - ja kaasutoleranssissa, tekijät, kuten sulamislämpötilat, ovat komponenttimetallit, epäpuhtaustasot, sekoitusympäristö ja lejeerinkimenettely ovat keskeisiä näkökohtia onnistuneelle seokselle käsitellä asiaa.
Vaikka elementit kuten tulenkestävät metallit ovat vakaita korkeissa lämpötiloissa, toiset alkavat olla vuorovaikutuksessa ympäristönsä kanssa, mikä voi vaikuttaa puhtaustasoon ja viime kädessä seoksen laatuun. Usein tällaisissa tapauksissa väliseokset on valmisteltava elementtien vakuuttamiseksi yhdistämään.
Esimerkiksi 95,5% alumiinin ja 4,5% kuparin seos valmistetaan valmistamalla ensin 50%: n seos kahdesta elementistä. Tällä seoksella on alhaisempi sulamispiste kuin joko puhtaalla alumiinilla tai puhtaalla kuparilla ja se toimii "kovetinseoksena". Tämä johdetaan sitten sulaan alumiiniin nopeudella, joka luo oikean seosseoksen.
Lähteet: Street, Arthur. & Alexander, W. O. 1944. Metallit ihmisen palveluksessa. 11. painos (1998).