فلزات خالص معمولا برای تولید قطعات در صنایع استفاده نمی‌شوند. در اکثر مواقع مشاهده می‌کنیم که ترکیبی از فلزات برای افزایش خواص یک فلز به کار می‌روند.

 

این ترکیب از فلزات به عنوان آلیاژ شناخته می‌شود. آلیاژ مخلوطی همگن از دو یا چند فلز است و می‌تواند حاوی فلز و غیر فلز نیز باشد. آلیاژها در مقایسه با فلزات استحکام و ماندگاری بیشتری دارند، از این رو در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

 

آلیاژ ترکیبی از یک فلز با حداقل یک فلز یا غیرفلز دیگر است. این ترکیب باید بخشی از یک محلول جامد، یک ترکیب یا مخلوطی با فلز یا غیرفلز دیگر باشد تا به عنوان آلیاژ در نظر گرفته شود. به عنوان مثال، برنج آلیاژی از دو فلز است: مس و روی.

 

فولاد آلیاژ هم از یک عنصر فلزی (آهن) و مقدار کمی، تا ۲٪ از یک عنصر غیرفلزی (کربن) تشکیل می‌شود. متداول‌ترین راه برای ترکیب فلزات به یک آلیاژ، ذوب کردن، مخلوط کردن آنها با هم و سپس اجازه دادن به آنها برای جامد شدن و خنک شدن تا دمای اتاق است.

 

در واقع هر ماده‌ی درون آلیاژ، خواص خاص خود را به محلول یا مخلوط می‌دهد. برخی از آلیاژها بهترین ویژگی‌های هر عنصر کمک‌کننده را می‌گیرند و محصول نهاییِ سخت‌تر، بادوام‌تر یا مقاوم‌تری را در برابر خوردگی ایجاد می‌کنند.

 

شیمی دقیقی که برای ایجاد این نسبت‌های دقیق انجام می‌شود، در نهایت موادی با خواص منحصر به‌فرد و مفید تولید می‌کند. حال که دانستیم آلیاژ چیست، باید درباره نحوه تولید آن صحبت کنیم.

 

 

 

 

بررسی عمیق‌تر در شیمی آلیاژ نشان می‌دهد که چرا آلیاژها در چنین طیف گسترده‌ای از صنایع مفید به حساب می‌آیند. از آنجایی که آلیاژها عناصر مختلفی را با هم ترکیب می‌کنند، اتم‌هایی با اندازه‌های مختلف دارند. در شیمی آلیاژ، یک آلیاژ را می‌توان با توجه به آرایش اتمی آن به عنوان جانشین (فرعی) یا بینابینی طبقه‌بندی کرد:

 

یک آلیاژ فرعی از مکانیسم‌های تبادل اتمی تشکیل می‌شود. اجزای فلزی شعاع اتمی و قابلیت‌های پیوند شیمیایی مشابهی دارند، بنابراین اتم‌های یک فلز می‌توانند همان مکان‌های مشابه خود را در شبکه فلزی اتمی اشغال کنند. آلیاژهای فرعی شناخته شده، شامل برنج و برنز می‌شوند.

 

آلیاژ بینابینی زمانی تشکیل می‌شود که اتم‌های کوچکتر از یک عنصر سوراخ‌های شبکه فلزی را پر کنند. اتم‌های هر عنصر مکان‌های یکسانی را اشغال نمی‌کنند. فولاد نمونه‌ای از آلیاژهای بینابینی است و در مورد فولاد، اتم‌های کربنِ کوچکتر فضاهای بین اتم‌های آهن را پر می‌کنند.

 

البته در هر دو آلیاژ، اتم‌های موجود در آلیاژ نمی‌توانند به راحتی مانند اتم‌های یک فلز خالص بر روی یکدیگر بلغزند. به این معنی که آلیاژ قوی‌تر و سخت‌تر از هر یک از آنها است. برای ایجاد آن از فلزات خالص استفاده شده است.

 

فلزات خالص به ندرت در تولید تجهیزات مورد استفاده قرار می‌گیرند، زیرا بسیار چکش‌خوار یا نرم محسوب می‌شوند. اما همانطور که در بالا ذکر کردیم، آلیاژ کردن یک فلز اغلب خواص آن را بهبود می‌بخشد.

 

 

 

برخی از آلیاژها برای داشتن مقاومت بهتر در برابر خوردگی یا رسانایی بهتر و برخی نیز برای افزایش قابل توجه قابلیت تحمل بار ساخته شده‌اند.

 

خواص فیزیکی یک آلیاژ مانند رسانایی، واکنش‌پذیری و چگالی ممکن است تفاوت قابل توجهی با عناصر تشکیل‌دهنده آن نداشته باشد. با این حال، خواص مهندسی یک آلیاژ مانند استحکام برشی و استحکام کششی می‌تواند اساسا متفاوت باشد.

 

به همین دلیل، آلیاژهای فلزی در کاربردها و صنایع مختلفی مانند تولید، الکترونیک، کالاهای داخلی، معماری، لوله‌کشی و صنایع خودروسازی و هوافضا تقاضای بالایی دارند.

 

بنابراین فواید آلیاژ نسبت به فلزات خاص است و می‌توان برخی از این مزایا را به شرح زیر دسته‌بندی کرد:

 

یک آلیاژ استحکام کششی بیشتری نسبت به عناصر تشکیل دهنده آن دارد. می‌توانیم سختی یک فلز را با مخلوط کردن آن با فلز یا غیرفلز دیگر افزایش دهیم.

فلزات در دماهای بسیار بالا ذوب می‌شوند. هنگامی که یک فلز خالص با فلز یا غیرفلز دیگری آلیاژ شود، نقطه ذوب آن کاهش می‌یابد.