Hvilken kemisk formel får du, når du blander kobber og aluminium?

Kobber og aluminium kan kombineres til dannelse af en kobber-aluminiumlegering. En legering er en blanding, og har derfor ikke en kemisk formel. Under meget høj temperatur kan kobber og aluminium imidlertid danne en fast opløsning. Når denne opløsning afkøles, kan den intermetalliske forbindelse CuAl2 eller kobberaluminid dannes som et bundfald.

Forbindelser og legeringer

En forbindelse har et fast forhold mellem dets bestanddele. Uanset hvor meget af en forbindelse du har, er forholdet mellem de forskellige atomer det samme. En blanding kan på den anden side involvere varierende mængder af dets bestanddele. En metallegering er en blanding af to eller flere metaller i ethvert forhold. Derfor har en legering ikke en kemisk formel. I stedet beskrives legeringer i procentdele. Disse procentdele kan ændre sig, når flere af et metal er tilsat.

Solid opløsning

Når kobber og aluminium opvarmes til 550 grader (1,022 grader Fahrenheit), vil fast kobber opløses i aluminium, der danner en opløsning. Ved denne temperatur kan kobber-aluminium-opløsningen indeholde op til 5,6 procent kobber efter vægt. Denne opløsning er mættet; det kan ikke holde mere kobber. Når en mættet kobber-aluminium-opløsning afkøles, nedsættes opløseligheden af ​​kobber, og opløsningen bliver overmættet. Når kobber til sidst falder ud af opløsningen, danner det den intermetalliske forbindelse CuAl2.

Intermetalliske forbindelser

Den intermetalliske forbindelse CuAl2 danner langsomt, efter at den oprindelige opløsning er oprettet. Over tid kan kobberatomer bevæge sig gennem legeringen på grund af diffusion. Denne bevægelse fører til dannelsen af ​​CuAl2-krystaller. Denne forbindelse indeholder altid to aluminiumatomer for hvert enkelt kobberatom; det er 49,5 procent aluminium efter vægt. På grund af dette faste forhold har forbindelsen en bestemt kemisk formel.

Nedbørshærdning

Den særlige orientering af atomerne i aluminium fører til at glide mellem fly af atomer. Dette betyder en reduceret styrke. Når CuAl2-krystallerne dannes, reduceres denne glidning. Denne proces kaldes nedbørshærdning og hjælper med at øge styrken af ​​en kobber-aluminiumlegering. Fabrikanter kan regulere temperaturen over tid for at maksimere denne hærdning.

Andre forbindelser af kobber og aluminium
CuAl2 er den dominerende intermetalliske forbindelse af kobber og aluminium. De to metaller kan imidlertid også danne de intermetalliske forbindelser CuAl og Cu9Al4. Disse forbindelser kan danne sig over tid efter den indledende dannelse af CuAl2. Dannelsen af ​​disse andre forbindelser afhænger af temperatur, tid og sted for kobberudfældning.