Quels sont quelques alliages utiles?
Un alliage est une substance métallique constituée du mélange de plusieurs métaux ou, parfois, d’un métal avec un autre élément tel que le carbone. Les alliages existent depuis environ neuf millénaires, mais comme dans la plupart des autres domaines de la science et de la technologie, l’essentiel des progrès de la technologie des alliages a eu lieu au cours des dernières décennies. Dans un alliage, les éléments constitutifs ne sont pas censés se combiner en molécules plus grosses par des réactions chimiques, mais sont simplement mélangés ensemble. Lorsqu'il existe différents rapports entre deux ou plusieurs métaux, les alliages produits présentent des propriétés légèrement différentes.
Le premier métal extrait du minerai était le cuivre. Peu de temps après, il a été combiné à de l'étain pour créer le bronze plus puissant, qui a dominé la technologie humaine pendant des milliers d'années. Cette période s'appelle maintenant l'âge du bronze.
Le manganèse, l'aluminium, le silicium et le phosphore ont également été mélangés au cuivre pour former des variantes plus brutes du bronze. Le fer plus faible coexistait avec le bronze pendant de nombreuses années et se décomposait rapidement en rouille. Finalement, les forces historiques ont amené le fer à supplanter le bronze dans les outils humains, marquant le début de l'âge du fer vers 1000 ans avant notre ère, même si cette date varie en fonction de la civilisation et de la région considérées.
L'acier est un autre des alliages familiers. L'acier est du fer combiné à une petite quantité (~ 2%) de carbone, faisant toute la différence en termes de résistance et de résistance à l'oxydation. Bien que l’acier remonte à des milliers d’années, il n’a été fabriqué en série qu’en 1855. Le pouvoir de l’acier réside dans la manière dont le carbone perturbe l’arrangement cristallin du fer, qui est par ailleurs régulier, ce qui rend les couches cristallines susceptibles de glisser un autre.
Le laiton, métal décoratif utilisé dans la fabrication de nombreux instruments de musique, est le nom donné à une collection d'alliages de cuivre / zinc. Les cymbales utilisées en percussion sont un alliage de cuivre et d'étain, comme le bronze. L'or et l'argent utilisés dans les bijoux ne sont ni de l'or pur ni de l'argent, mais sont généralement des alliages contenant un faible pourcentage de cuivre ou d'autres métaux. La soudure utilisée dans l'électronique est en plomb et en étain. Le processus d'extraction du fer du minerai donne naissance à des alliages contenant différentes quantités de carbone, notamment du fer forgé, de la fonte en gueuse et de la fonte. L'acier inoxydable, utilisé dans la construction de gratte-ciel, de couverts et d'autres objets, contient du chrome, ce qui le rend extrêmement résistant à l'oxydation.
Lorsque les alliages sont mélangés à des températures différentes, il en résulte des propriétés différentes: à des températures plus élevées, les métaux sont mélangés plus finement, tandis qu'à des températures plus basses, ils sont plus hétérogènes. Les alliages ne fondent généralement pas tous en une fois lorsqu'ils sont exposés à la chaleur, mais forment plutôt une soupe remplie de morceaux de métal ayant un point de fusion plus élevé.