Indhold
- Forbindelser og legeringer
- Fast opløsning
- Intermetalliske forbindelser
- Nedbørshærdning
- Andre forbindelser af kobber og aluminium
Kobber og aluminium kan kombineres til dannelse af en kobber-aluminiumslegering. En legering er en blanding og har derfor ikke en kemisk formel. Under meget høj temperatur kan kobber og aluminium imidlertid danne en fast opløsning. Når denne opløsning afkøles, kan den intermetalliske forbindelse CuAl2 eller kobberaluminid dannes som et bundfald.
Forbindelser og legeringer
En forbindelse har et fast forhold mellem dets bestanddele. Ligegyldigt hvor meget af en forbindelse du har, er forholdet mellem de forskellige atomer det samme. En blanding kan på den anden side involvere forskellige mængder af dets bestanddele. En metallegering er en blanding af to eller flere metaller i ethvert forhold. Derfor har en legering ikke en kemisk formel. I stedet beskrives legeringer i procent. Disse procentdele kan ændres, når mere af en af metallerne tilføjes.
Fast opløsning
Når kobber og aluminium opvarmes til 550 grader Celsius (1.022 grader Fahrenheit), opløses fast kobber i aluminiumet og danner en opløsning. Ved denne temperatur kan kobber-aluminiumopløsningen indeholde op til 5,6 vægtprocent kobber. Denne opløsning er mættet; det kan ikke indeholde mere kobber. Når en mættet kobber-aluminiumopløsning afkøles, formindskes opløseligheden af kobber, og opløsningen bliver overmættet. Når kobberet til sidst udfældes ud af opløsningen, danner det den intermetalliske forbindelse CuAl2.
Intermetalliske forbindelser
Den intermetalliske forbindelse CuAl2 dannes langsomt, efter at den oprindelige opløsning er oprettet. Over tid kan kobberatomer bevæge sig gennem legeringen på grund af diffusion. Denne bevægelse fører til dannelse af CuAl2-krystaller. Denne forbindelse indeholder altid to aluminiumatomer for hvert kobberatom; det er 49,5 vægtprocent aluminium. På grund af dette faste forhold har forbindelsen en bestemt kemisk formel.
Nedbørshærdning
Den særlige orientering af atomerne i aluminium fører til glidning mellem atomplaner. Dette betyder en reduceret styrke. Når CuAl2-krystaller dannes, mindskes denne glidning. Denne proces kaldes bundfaldshærdning og hjælper med at øge styrken af en kobber-aluminiumslegering. Producenter kan regulere temperaturen over tid for at maksimere denne hærdning.
Andre forbindelser af kobber og aluminium
CuAl2 er den dominerende intermetalliske forbindelse af kobber og aluminium. De to metaller kan imidlertid også danne de intermetalliske forbindelser CuAl og Cu9Al4. Disse forbindelser kan dannes over tid efter den indledende dannelse af CuAl2. Dannelsen af disse andre forbindelser afhænger af temperaturen, tiden og stedet for kobberudfældning.