Hợp kim

Hợp kim là sự kết hợp rắn của nhiều nguyên tố kim loại hoặc giữa kim loại và phi kim. Hợp kim có đặc điểm kim loại như dẫn nhiệt tốt, dẫn điện, dẻo, dễ biến dạng, và thường có ánh kim.

• Hợp kim đơn giản: Được hình thành từ một kim loại chính kết hợp với một hoặc hai kim loại khác (như latông: Cu và Zn); hoặc kim loại với phi kim (như thép, gang: Fe và C) nhưng kim loại vẫn là thành phần chủ yếu.
  • Hợp kim sắt (hợp kim đen): Chủ yếu là sắt với các nguyên tố khác
  • Hợp kim màu: Bao gồm các hợp kim không chứa sắt, như đồng thau, đồng điếu, hợp kim nhôm, vàng tây...
  • Hợp kim gốm (hợp kim bột): Kết hợp wolfram carbide với cobalt (Co), đôi khi thêm titani carbide
• Hợp kim phức tạp: Có kim loại là nguyên tố chính kết hợp với hai hoặc nhiều nguyên tố khác.

Thành phần nguyên tố trong hợp kim thường được thể hiện bằng phần trăm (%) theo khối lượng; nếu là phần trăm theo nguyên tử thì cần phải chỉ rõ.

Đặc điểm

Đặc điểm của sản phẩm hợp kim so với kim loại thông thường thường khác biệt rõ rệt so với các kim loại thành phần.

Hợp kim thường mang lại các đặc tính ưu việt hơn so với kim loại nguyên chất. Ví dụ, thép (hợp kim của sắt) có độ bền vượt trội hơn nhiều so với sắt nguyên chất. Trong khi các đặc tính vật lý như mật độ, độ kháng cự, tính dẫn điện và hệ số dẫn nhiệt của hợp kim không thay đổi nhiều so với kim loại thành phần, các đặc tính cơ khí như độ bền kéo, độ bền cắt, độ cứng và khả năng chống ăn mòn thường có sự cải thiện đáng kể.

Khác với kim loại nguyên chất, nhiều hợp kim không có một điểm nóng chảy cụ thể. Thay vào đó, chúng có một dải nhiệt độ nóng chảy bao gồm cả các trạng thái rắn và lỏng. Nhiệt độ bắt đầu chảy được gọi là đường đông đặc, và việc hoàn toàn hóa lỏng được gọi là đường pha lỏng trong giản đồ trạng thái của hợp kim.

Hợp kim hiện đại

Ngày nay, thuật ngữ hợp kim có ý nghĩa rộng hơn nhiều so với thời kỳ đầu. Trước đây, các vật liệu công nghiệp chứa vài nguyên tố chủ yếu được chế tạo bằng phương pháp nấu chảy. Hiện tại, nhiều vật liệu được sản xuất qua các phương pháp khác như luyện kim bột, khuếch tán, hoặc thu được qua quá trình hóa bụi bằng plasma trong chân không hoặc qua điện phân.

Tương tự như kim loại, hợp kim cũng có cấu trúc tinh thể. Hợp kim thường có các loại tinh thể như tinh thể hỗn hợp, tinh thể dung dịch rắn và tinh thể hợp chất hóa học.

Trong các hợp kim với tinh thể hỗn hợp hoặc dung dịch rắn, liên kết chủ yếu là liên kết kim loại. Trong các hợp kim có tinh thể là hợp chất hóa học, liên kết chủ yếu là liên kết cộng hóa trị.

Tài liệu tham khảo

• Vật liệu học, B.N.Arzamaxov, Nhà xuất bản Giáo dục - 2000,
• Microsoft ® Encarta ® Reference Library 2005, www.encarta.com,
• Hóa học 12, Nhà xuất bản Giáo dục, GCSE Chemistry, www.gcsescience.com

Các liên kết bên ngoài