Hợp kim là hỗn hợp của hai hoặc nhiều chất hóa học (ít nhất một trong số đó là kim loại) với tính chất kim loại. Nó thường thu được bằng cách hợp nhất từng thành phần thành một chất lỏng đồng nhất và sau đó ngưng tụ nó.
Hợp kim có thể là ít nhất một trong ba loại sau: dung dịch rắn một pha, hỗn hợp của nhiều pha kim loại hoặc hợp chất intermetallic 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 hoặc nhiều pha. Phân phối có thể đồng đều hay không, tùy thuộc vào sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình làm mát của vật liệu. Các hợp chất intermetallic 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 yếu tố kim loại tinh khiết. Ví dụ về các hợp kim bao gồm thép, hàn, đồng thau, giả, đồng phốt pho, hỗn hống và tương tự.
Thành phần của hợp kim thường được tính theo tỷ lệ khối lượng. Hợp kim có thể được chia thành các hợp kim thay thế hoặc hợp kim 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 xen kẽ (không có sự khác biệt rõ ràng giữa hai pha). ranh giới). [2]
Tổng quan
Sự hình thành của các hợp kim thường thay đổi các tính chất của các chất nguyên tố, ví dụ, cường độ của thép lớn hơn nguyên tố cấu thành chính của nó, sắt. Các tính chất vật lý của một hợp kim, chẳng hạn như mật độ, khả năng phản ứng, mô đun của Young, độ dẫn điện và nhiệt, có thể tương tự như các yếu tố cấu thành của hợp kim, nhưng độ bền kéo và cường độ cắt của hợp kim thường liên quan đến các tính chất của các yếu tố cấu thành. Rất khác nhau. Điều này là do thực tế là sự sắp xếp của các nguyên tử trong một hợp kim rất khác so với một chất. Ví dụ, điểm nóng chảy của một hợp kim thấp hơn điểm nóng chảy của các kim loại tạo thành hợp kim vì bán kính nguyên tử của các kim loại khác nhau là khác nhau, và rất khó để tạo thành một mạng tinh thể ổn định.
Một lượng nhỏ của một yếu tố nhất định có thể có ảnh hưởng lớn đến các tính chất của hợp kim. Ví dụ, tạp chất trong hợp kim sắt từ có thể 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 phạm vi nhiệt độ nóng chảy, hỗn hợp ở trạng thái cùng tồn tại và chất lỏng. Do đó, có thể nói rằng điểm nóng chảy của hợp kim thấp hơn so với kim loại cấu thành. Xem hỗn hợp eutectic.
Trong số các hợp kim phổ biến, đồng thau là hợp kim đồng và kẽm; Đồng là một hợp kim của thiếc và đồng, và thường được sử dụng trong các bức tượng, đồ trang trí và chuông nhà thờ. Hợp kim (như hợp kim niken) được sử dụng bằng tiền của một số quốc gia.
Hợp kim là một dung dịch, chẳng hạn như thép, sắt là dung môi, carbon là chất tan.