Сплави

Сплав (стоп) — тверда або рідка однорідна речовина, утворена сплавленням (стопленням) кількох металів або металів з неметалами.

Види стопів (сплавів)

Стопи (сплави) двох металів

Більшість металів при їх сумісному стопленні змішуються один з одним і, кристалізуючись, утворюють стопи чи інтерметаліди. Всі стопи, як і метали, у твердому стані є кристалічними. Стопи поділяють на однорідні й неоднорідні. Більшість стопів належить до неоднорідних.

Однорідні стопи (сплави) утворюються в тих випадках, коли атоми одного металу можуть заміщатися атомами іншого металу у вузла кристалічних ґраток. За такого заміщення творяться кристали зі структурою, що схожа на структуру вихідних металів, проте з атомами різного ґатунку, чим і зумовлена однорідність стопу (сплаву). Такі стопи звуть твердими розчинами. Тверді розчини утворює Аурум з Арґентумом, Нікол з Купрумом, тощо.

Неоднорідні сплави є механічною сумішшю кристалітів металів. До того ж кожний з металів зберігає свою кристалічну ґратку. Наприклад, структура стопів Стануму з Плюмбумом, які використовують як м'які припої, складається з кристалітів чистого Стануму та кристалітів чистого Плюмбуму.

Інші стопи (сплави)

Стопи можуть творити не лише два, а й кілька металів. Стопи з трьох металів звуть потрійними, тощо. Крім того, до складу стопів можуть уходити й неметали — Карбон, Фосфор, Сульфур тощо.

Деякі метали, стоплюючись, творять хемічні сполуки. До того ж одні хімічні сполуки підлягають правилам звичайної валентності (н-д, Mn₂Sn, Mg₂Pb тощо), а деякі не підлягають (н-д, CuZn₃, Cu₃Sn, Fe₃C тощо). Хімічні сполуки металів характеризуються власними кристалічними ґратками, відмінними від кристалічних ґраток металів, які входять до їхнього складу. За надлишку одного з металів хемічні сполуки можуть творити як тверді розчини, так і механічні суміші.

Властивості стопів (сплавів)

Своїми властивостями стопи різко відрізняються від чистих металів, з яких вони складаються.

Температура плавлення стопів зазвичай є нижчою від такої металів, що входять до їхнього складу. Так, Натрій і Калій при певному складі творять стоп, що за звичайної температури є рідиною, хоча Натрій топиться за 97.5 °С, а Калій — за 62.3 °С.

Твердість стопів, здебільшого, вища від твердості окремих металів, що їх утворюють. Наприклад, додаток 1% Берилію до Купруму збільшує твердість міді всемеро.

Ковкість і пластичність металів у стопах зазвичай знижується. Тепло- й електропровідність металів у стопах теж меншає. Механічна міцність стопів навпаки, здебільшого, зростає. Навіть незначні домішки іншого металу часто різко підвищують міцність стопу.

Хімічні властивості металів у стопах теж змінюються. Наприклад, додаючи до звичайної сталі 15—20% Силіцію, отримують кислототривку сталь.

Застосування стопів (сплавів)

Металеві стопи мають надзвичайно велике значення, бо в техніці застосовують зазвичай не чисті метали, а стопи. Сучасна техніка вимагає стопи з найрізноманітнішими властивостями: надтверді чи м'які, тяжкотопкі та легкотопкі, стійкі до дії різних газів, кислот, лугів, протифрикційні тощо.

Нині відомо вже кілька тисяч різних стопів з різноманітними властивостями. Серед них найпоширенішими є стопи на основі Феруму й Алюмінію.

Див. також

• Метали
• Сплави кольорових металів
• Матеріали
• Матеріалознавство

Примітки

Література

• Ф. А. Деркач "Хімія" Л. 1968