Примеры сплавов и их состав
Сплав — это смесь металла с одним или несколькими другими элементами, обычно другими металлами, а иногда неметаллами, такими как углерод. Сплавы обычно получают, расплавляя компоненты вместе, и они, как правило, твёрже, прочнее или устойчивее к коррозии, чем входящие в них чистые металлы. Вот распространённые сплавы и их состав.
- Бронза — медь и олово (часто около 12 % олова); используется для статуй, колоколов и тарелок.
- Латунь — медь и цинк; используется для музыкальных инструментов, дверных ручек и сантехнической арматуры.
- Сталь — железо с небольшим количеством углерода (до 2 %); используется в зданиях, мостах и автомобилях.
- Нержавеющая сталь — железо как минимум с 10,5 % хрома, часто с добавлением никеля; устойчива к ржавчине, используется для столовых приборов и раковин.
- Чугун — железо с примерно 2–4 % углерода и некоторым количеством кремния; твёрдый, но хрупкий, используется для сковородок и блоков двигателей.
- Стерлинговое серебро — 92,5 % серебра и 7,5 % других металлов, обычно меди; используется для украшений и столового серебра.
- Припой — олово с небольшими добавками серебра и меди (прежний припой состоял из олова и свинца); легко плавится и соединяет детали электроники.
- Оловянный сплав (пьютер) — в основном олово с небольшими добавками меди и сурьмы; используется для посуды и украшений.
- Белое золото — золото в смеси с палладием, никелем или серебром, часто покрытое родием; используется в ювелирных изделиях.
- Дюралюминий — алюминий с примерно 4 % меди, а также магнием и марганцем; лёгкий и прочный, используется в самолётах.
- Нихром — около 80 % никеля и 20 % хрома; используется для нагревательных проволок в тостерах и фенах.
- Зубная амальгама — ртуть в смеси с серебром, оловом и медью; используется для пломб серебристого цвета.
Почему сплавы прочнее чистых металлов
В чистом металле атомы расположены аккуратными слоями, которые могут скользить друг по другу, из-за чего металл довольно мягкий и легко гнётся. Добавление атомов другого размера, например олова в медь или углерода в железо, нарушает эти слои, и они уже не так легко скользят. Поэтому бронза твёрже меди, а сталь прочнее чистого железа.
Сплавы — это смеси или соединения?
Большинство сплавов — смеси, потому что их состав может меняться: например, латунь может содержать от примерно 5 % до более 40 % цинка. Многие из них — однородные смеси, называемые твёрдыми растворами, хотя некоторые сплавы содержат и мельчайшие кристаллы соединений, например карбид железа в стали.