تفاوت بین آلیاژ و فلز خالص چیست؟

ترکیب شیمیایی

طبق تعریف، فلزات خالص از یک عنصر تشکیل شده اند. نمونه‌های این فلزات چیزی جز اتم‌های یک ماده فلزی ندارند. آلیاژها حاوی دو یا چند عنصر یا آلیاژ ذوب شده و مخلوط شده با هم هستند، بنابراین فرمول شیمیایی آنها از بیش از یک عنصر تشکیل شده است. به عنوان مثال، آهن فلزی خالص فقط از اتم های آهن تشکیل شده است. فولاد، آلیاژی از آهن و کربن، عمدتاً حاوی اتم های آهن با اتم های جدا شده کربن است که به آن استحکام می بخشد. افزودن فلزات کروم یا مولیبدن به فولاد آلیاژ دیگری تولید می کند: فولاد ضد زنگ.

چکش خواری و شکل پذیری

یکی از دلایلی که سازندگان فلزات خالص را برای تشکیل آلیاژ ترکیب می کنند، تغییر خواص فیزیکی فلزات است. فلزات خالص ممکن است آنقدر نرم باشند که نتوانند در استفاده معمولی مقاومت کنند، اما آلیاژ کردن آنها آنها را سخت تر می کند. به عنوان یک فلز خالص، طلا به راحتی خم می شود و به راحتی کشیده می شود که اگر به شکل حلقه در بیاید و روی انگشت قرار گیرد، به سرعت از حالت خارج می شود. سازندگان جواهرات، طلای خالص را با نقره، مس یا روی آلیاژ می کنند تا دوام و استحکام فلز را بهبود بخشند. طلا به رنگ و مقاومت در برابر خوردگی کمک می کند. سایر فلزات به استحکام آنها کمک می کنند. نتیجه یک انگشتر طلای عیار 14- است که در برابر سایش روزانه مقاومت می کند.

واکنش پذیری

در حالت عنصری طبیعی خود، برخی از فلزات خالص به شدت با محیط اطراف خود واکنش نشان می دهند، اکسیده و خورده می شوند تا زمانی که غیر قابل استفاده شوند. اختلاط این فلزات با فلزات کمتر واکنش پذیر، واکنش پذیری آنها را تغییر می دهد و عمر ماده آلیاژی را افزایش می دهد. فولاد ضد زنگ نام خود را از این واقعیت گرفته است که به آسانی زنگ نمی زند و مانند ابزار آهن خالص به راحتی زنگ نمی زند. آلیاژ کردن فلزات یکی از ابزارهایی است که آنها را کمتر واکنش نشان می دهد و بیشتر با نیازهای سازنده سازگار می شود.

جرم

فلزات سبک مانند آلومینیوم و تیتانیوم جرم فلزات خالصی را که با آن آلیاژ می کنند کاهش می دهند. این آلیاژهای سبک تر نقشی حیاتی در صنعت هوافضا ایفا می کنند، زیرا به سازندگان اجازه می دهند تا کشتی های سبک تر طراحی و بسازند. یک جت جنگنده سبک تر از جنگنده سنگین می تواند سوخت، تجهیزات و مهمات بیشتری را در خود جای دهد. رینگ های آلیاژی آلومینیومی وزن کلی خودرو را کاهش می دهند و به مسافت پیموده شده بهتر بنزین و افزایش سرعت در مسیر مسابقه کمک می کنند.

تحمل حرارتی و نقطه ذوب

فلزات آلیاژی باعث تغییر تحمل حرارتی آنها می شود. از آنجایی که آلیاژها از دو یا چند فلز خالص تشکیل شده‌اند، نقطه ذوب واحدی ندارند، اما در عوض در محدوده‌ای از دما ذوب می‌شوند. ساختار مولکولی آنها می تواند محدوده ذوب کلی فلز را بالاتر از هر یک از فلزات تشکیل دهنده آن افزایش دهد. افزایش دامنه ذوب یک فلز پیامدهای مهمی برای استفاده صنعتی و تجاری دارد. SR-71 بلک برد، یکی از پیشرفته‌ترین هواپیماهای شناسایی در زمان خود، به قاب سبک وزن آلیاژ تیتانیوم خود برای مقاومت در برابر استرس حرارتی پروازهای مافوق صوت خود متکی بود.