Το κράμα είναι ένα μείγμα δύο ή περισσότερων χημικών ουσιών (τουλάχιστον η μία εκ των οποίων είναι μέταλλο) με μεταλλικές ιδιότητες. Γενικά λαμβάνεται με σύντηξη κάθε συστατικού σε ένα ομοιόμορφο υγρό και στη συνέχεια συμπύκνωσή του.
Τα κράματα μπορούν να είναι τουλάχιστον ένας από τους ακόλουθους τρεις τύπους: μονοφασικό στερεό διάλυμα στοιχείων, μείγμα πολλών μεταλλικών φάσεων ή διαμεταλλική ένωση μετάλλων. Η μικροδομή των κραμάτων σε στερεό διάλυμα έχει μία μόνο φάση και ορισμένα κράματα σε διάλυμα έχουν δύο ή περισσότερες φάσεις. Η κατανομή μπορεί να είναι ομοιόμορφη ή όχι, ανάλογα με την αλλαγή θερμοκρασίας κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ψύξης του υλικού. Οι διαμεταλλικές ενώσεις συνήθως αποτελούνται από ένα κράμα ή καθαρό μέταλλο που περιβάλλεται από ένα άλλο καθαρό μέταλλο.
Τα κράματα χρησιμοποιούνται σε ορισμένες εφαρμογές επειδή έχουν ορισμένες ιδιότητες που είναι καλύτερες από εκείνες των καθαρών μεταλλικών στοιχείων. Παραδείγματα κραμάτων περιλαμβάνουν χάλυβα, συγκολλητικό, ορείχαλκο, κασσίτερο, φωσφορούχο μπρούντζο, αμάλγαμα και τα παρόμοια.
Η σύνθεση του κράματος υπολογίζεται γενικά με βάση την αναλογία μάζας. Τα κράματα μπορούν να χωριστούν σε κράματα υποκατάστασης ή ενδιάμεσα κράματα ανάλογα με την ατομική τους σύνθεση και μπορούν να χωριστούν περαιτέρω σε ομογενείς φάσεις (μόνο μία φάση), ετερογενείς φάσεις (περισσότερες από μία φάσεις) και μεσομεταλλικές ενώσεις (δεν υπάρχει εμφανής διαφορά μεταξύ των δύο φάσεων). [2]
επισκόπηση
Ο σχηματισμός κραμάτων συχνά αλλάζει τις ιδιότητες των στοιχειακών ουσιών, για παράδειγμα, η αντοχή του χάλυβα είναι μεγαλύτερη από αυτή του κύριου συστατικού του στοιχείου, του σιδήρου. Οι φυσικές ιδιότητες ενός κράματος, όπως η πυκνότητα, η αντιδραστικότητα, το μέτρο ελαστικότητας Young, η ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα, μπορεί να είναι παρόμοιες με τα συστατικά στοιχεία του κράματος, αλλά η αντοχή σε εφελκυσμό και η αντοχή σε διάτμηση του κράματος συνήθως σχετίζονται με τις ιδιότητες των συστατικών στοιχείων. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η διάταξη των ατόμων σε ένα κράμα είναι πολύ διαφορετική από αυτή σε μια μεμονωμένη ουσία. Για παράδειγμα, το σημείο τήξης ενός κράματος είναι χαμηλότερο από το σημείο τήξης των μετάλλων που αποτελούν το κράμα, επειδή οι ατομικές ακτίνες διαφόρων μετάλλων είναι διαφορετικές και είναι δύσκολο να σχηματιστεί ένα σταθερό κρυσταλλικό πλέγμα.
Μια μικρή ποσότητα ενός συγκεκριμένου στοιχείου μπορεί να έχει μεγάλη επίδραση στις ιδιότητες του κράματος. Για παράδειγμα, οι ακαθαρσίες στα σιδηρομαγνητικά κράματα μπορούν να αλλάξουν τις ιδιότητες του κράματος.
Σε αντίθεση με τα καθαρά μέταλλα, τα περισσότερα κράματα δεν έχουν σταθερό σημείο τήξης. Όταν η θερμοκρασία είναι εντός του εύρους θερμοκρασίας τήξης, το μείγμα βρίσκεται σε κατάσταση συνύπαρξης στερεών και υγρών. Επομένως, μπορεί να ειπωθεί ότι το σημείο τήξης του κράματος είναι χαμηλότερο από αυτό των συστατικών μετάλλων. Βλέπε ευτηκτικό μείγμα.
Μεταξύ των κοινών κραμάτων, ο ορείχαλκος είναι κράμα χαλκού και ψευδαργύρου. Ο μπρούντζος είναι κράμα κασσίτερου και χαλκού και χρησιμοποιείται συχνά σε αγάλματα, στολίδια και καμπάνες εκκλησιών. Κράματα (όπως κράματα νικελίου) χρησιμοποιούνται στο νόμισμα ορισμένων χωρών.
Το κράμα είναι ένα διάλυμα, όπως ο χάλυβας, ο σίδηρος είναι ο διαλύτης και ο άνθρακας είναι η διαλυμένη ουσία.