Hợp kim là hỗn hợp của hai hoặc nhiều chất hóa học (ít nhất một trong số đó là kim loại) có tính chất kim loại. Nó thường thu được bằng cách nung chảy từng thành phần thành một chất lỏng đồng nhất và sau đó ngưng tụ nó.
Hợp kim có thể có ít nhất một trong ba loại sau: dung dịch rắn một pha của các nguyên tố, hỗn hợp của nhiều pha kim loại hoặc hợp chất liên kim loại của kim loại. Cấu trúc vi mô của hợp kim trong dung dịch rắn có một pha và một số hợp kim trong dung dịch có hai pha trở lên. Sự phân bố có thể đồng đều hoặc không tùy thuộc vào sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình làm nguội vật liệu. Các hợp chất liên kim loại thường bao gồm một hợp kim hoặc kim loại nguyên chất được bao quanh bởi một kim loại nguyên chất khác.
Hợp kim được sử dụng trong một số ứng dụng nhất định vì chúng có một số tính chất tốt hơn so với các nguyên tố kim loại nguyên chất. Ví dụ về hợp kim bao gồm thép, vật hàn, đồng thau, thiếc, đồng phốt-pho, hỗn hống và những thứ tương tự.
Thành phần của hợp kim thường được tính theo tỷ lệ khối lượng. Hợp kim có thể được chia thành hợp kim thay thế hoặc hợp kim xen kẽ theo thành phần nguyên tử của chúng và có thể được chia thành các pha đồng nhất (chỉ một pha), các pha không đồng nhất (nhiều hơn một pha) và các hợp chất liên kim loại (không có sự khác biệt rõ ràng giữa hai loại này). giai đoạn). ranh giới). [2]
Tổng quan
Sự hình thành hợp kim thường làm thay đổi tính chất của các chất nguyên tố, ví dụ, độ bền của thép lớn hơn độ bền của thành phần chính là sắt. Các tính chất vật lý của hợp kim, chẳng hạn như mật độ, độ phản ứng, mô đun Young, độ dẫn điện và nhiệt, có thể tương tự như các thành phần cấu thành của hợp kim, nhưng độ bền kéo và độ bền cắt của hợp kim thường liên quan đến tính chất của hợp kim. các yếu tố cấu thành. rất khác nhau. Điều này là do sự sắp xếp các nguyên tử trong hợp kim rất khác so với sự sắp xếp của các nguyên tử trong một chất. Ví dụ, điểm nóng chảy của hợp kim thấp hơn điểm nóng chảy của các kim loại tạo nên hợp kim vì bán kính nguyên tử của các kim loại khác nhau và khó hình thành mạng tinh thể ổn định.
Một lượng nhỏ của một nguyên tố nhất định có thể có ảnh hưởng lớn đến tính chất của hợp kim. Ví dụ, tạp chất trong hợp kim sắt từ có thể làm thay đổi tính chất của hợp kim.
Không giống như kim loại nguyên chất, hầu hết các hợp kim không có điểm nóng chảy cố định. Khi nhiệt độ nằm trong khoảng nhiệt độ nóng chảy, hỗn hợp ở trạng thái cùng tồn tại giữa rắn và lỏng. Vì vậy, có thể nói nhiệt độ nóng chảy của hợp kim thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của các kim loại cấu thành. Xem hỗn hợp eutectic.
Trong số các hợp kim phổ biến, đồng thau là hợp kim của đồng và kẽm; Đồng là hợp kim của thiếc và đồng, thường được sử dụng làm tượng, đồ trang trí và chuông nhà thờ. Hợp kim (chẳng hạn như hợp kim niken) được sử dụng bằng tiền tệ của một số quốc gia.
Hợp kim là dung dịch, chẳng hạn như thép, sắt là dung môi, cacbon là chất tan.