Aliajele şi importanţa lor

Această prezentare necesită JavaScript.

   Aliajul este amestecul omogen cu proprietăți metalice a două sau mai multe materiale (elemente chimice), din care cel puțin unul este metal și de obicei se află în cantitate mai mare. Proprietățile fizice și chimice ale aliajelor sunt în general diferite de cele ale substanțelor componente, uneori semnificativ. Majoritatea metalelor de folosință zilnică sunt de fapt aliaje. De exemplu, ceea ce numim în limbaj uzual „fier” este aproape întotdeauna un oțel cu conținut redus de carbon, iar aurul folosit pentru bijuterii este un aliaj în care mai intră cupru și argint.

Metalele (elementele) care alcătuiesc aliajul poartă numele de componenţi, iar totalitatea aliajelor formate de către aceiaşi componenţi, formează un sistem de aliaje.

Dacă se consideră sistemele fizico-chimice(corp sau ansamblu de corpuri) în interacţiune, izolate imaginar de mediul înconjurător, ele pot fi: omogene-cu aceleaşi caracteristici în toată masa- şi eterogene- formate din părţi omogene separabile prin procedee mecanice. Părţile omogene ale unui sistem eterogen diferă între ele prin proprietăţile lor fizico-chimice.

Aliajele au fost cunoscute din Antichitate, aproape imediat după descoperirea aurului şi argintului.

Grecii şi romanii cunoşteau un aliaj natural de aur şi argint, numit electron, cu o compoziţie de 80% aur şi 20% argint.

În Vechiul Egipt podoabele se confecţionau din materiale ce conţineau argint, aur şi mici cantităţi de cupru.

Bronzul apare în mileniul al II-lea î.Hr., epoca în care armele şi uneltele se confecţionau din acest aliaj . Mai târziu se confecţionează obiecte de artă şi vase din bronz. În vechiul Egipt apar şi monede de bronz cu compoziţia de 80% cupru şi 20% staniu. Unele obiecte din bronz găsite în Egipt sunt mai vechi decât epoca construirii piramidelor. Nabucodonosor al II-lea, în anul 604î.Hr., a luat în captivitate din Damasc 1000 de potcovari, renumiţi meşteşugari, care prelucrau fierul, făcând din el arcuri de oţel.

Este prima însemnare istorica a prezenţei unui aliaj al fierului.

În 1350, în Germania, se descoperă cuptorul înalt care avea să transforme fundamental industria fierului. În aceste cuptoare de dimensiuni mari, la temperatura de 2000°C, oxidul de fier este transformat în fontă, care se toarnă în diferite forme. Prin inventarea fontei, metalurgia fierului se transformă în industrie grea.

Homer si Platon vorbesc despre alamă, care prin culoarea şi luciul său auriu era folosită la confecţionarea unor podoabe. Aliajul de alamă se obţinea din cupru şi compuşi ai zincului, deoarece zincul nu fusese descoperit.

În 1823, pe piaţa metalurgică apare un aliaj nou numit argentan compus din cupru, zinc şi nichel, care semănă cu argintul şi care s-a obţinut datorită premiului oferit pentru descoperirea unui metal asemănător cu argintul, dar rezistent la oxidare şi coroziune.

Wolframul, din cauza punctului de topire, nu-şi gaseste decât mai târziu aplicaţii industriale. Din 1815, se obţin aliaje fier – wolfram cu calităţi superioare.

Chimistul francez M. Berthelot analizează compoziţia chimicî a unor metalice din Vechiul Egipt şi descoperă un aliaj format din aur şi platină. În America de Sud, pe teritoriul Ecuadorului de astăzi, s-au găsit obiecte metalice din perioada precolumbiană, cu o vechime mai mare de 2000 de ani, confecţionate dintr-un aliaj de aur cu platină.

Proprietăţile aliajelor

• Temperatura de topire – la majoritatea aliajelor este mai scăzută decât temperatura de topire a metalelor componente. Exemplu: Aliajul compus din 35 părți de staniu (cositor) și 65 părți de plumb se topește la 190 °C, pe când staniul, cu punctul de topire cel mai scăzut dintre cele două, se topește la 232 °C.
• Densitatea aliajului – are o valoare intermediară față de densitățile metalelor componente.
• Duritatea aliajului – este mai mare decat a fiecărui metal luat separat. Exemplu: Aliajul wolframului cu carbonul, împreună cu mici cantități de cobalt si alte metale, are duritatea diamantului și îl înlocuiește pe acesta într-o serie de lucrări tehnice.
• Rezistența mecanică a metalelor crește prin aliere.
• Rezistența la coroziune se măreste. Exemplu: oțelul cu crom este foarte rezistent la ruginire și la acțiunea acizilor.