Wat zijn enkele nuttige legeringen?

Een legering is een metaalachtige substantie die is gemaakt van het mengsel van meerdere metalen of, soms, een metaal met een ander element zoals koolstof. Legeringen zijn er al ongeveer negen millennia, maar zoals de meeste andere domeinen in wetenschap en technologie, is het grootste deel van de vooruitgang in de legeringstechnologie de afgelopen decennia opgetreden. In een legering zijn de samenstellende elementen niet bedoeld om te combineren tot grotere moleculen door chemische reacties, maar worden ze alleen met elkaar gemengd. Wanneer er verschillende verhoudingen tussen twee of meer metalen zijn, hebben de geproduceerde legeringen enigszins verschillende eigenschappen.

Het eerste metaal dat uit erts werd gewonnen, was koper. Kort daarna werd het gecombineerd met tin om het sterkere brons te maken, dat duizenden jaren lang de menselijke technologie domineerde. Deze periode wordt nu de bronstijd genoemd.

Andere metalen gemengd met koper om ruwere varianten van brons te vormen waren mangaan, aluminium, silicium en fosfor. Vele jaren samen met brons bestaan ​​was het zwakkere ijzer, dat snel in roest vervalt. Uiteindelijk zorgden historische krachten ervoor dat ijzer brons verdrong in menselijke werktuigen, rond de IJzertijd rond 1000 v.Chr., Hoewel deze datum varieert afhankelijk van de beschaving en regio die wordt overwogen.

Staal is een van de bekende legeringen. Staal is ijzer gecombineerd met een kleine hoeveelheid (~ 2%) koolstof, wat het verschil maakt in sterkte en weerstand tegen oxidatie. Hoewel er aanwijzingen zijn dat staal duizenden jaren teruggaat, werd het pas in 1855 in massaproductie geproduceerd. De sleutel tot de kracht van staal is de manier waarop koolstof de anders reguliere kristalrangschikking in ijzer verstoort, waardoor de kristallagen vatbaar zijn voor voorbij glijden een andere.

Messing, een decoratief metaal dat wordt gebruikt om veel muziekinstrumenten te maken, is de naam die wordt gegeven aan een verzameling koper / zinklegeringen. Cymbalen die in percussie worden gebruikt, zijn een legering van koper en tin, zoals brons. Het goud en zilver dat in sieraden wordt gebruikt, is niet puur goud of zilver, maar zijn meestal legeringen die een klein percentage koper of andere metalen bevatten. Het in de elektronica gebruikte soldeer is gemaakt van lood en tin. Bij het extraheren van ijzer uit erts ontstaan ​​legeringen die verschillende hoeveelheden koolstof bevatten, waaronder smeedijzer, ruwijzer en gietijzer. Roestvrij staal, gebruikt bij de constructie van wolkenkrabbers, bestek en andere items, bevat chroom, waardoor het zeer goed bestand is tegen oxidatie.

Wanneer legeringen worden gemengd met verschillende temperaturen, resulteren verschillende eigenschappen - bij hogere temperaturen worden metalen fijner gemengd, terwijl ze bij lagere temperaturen heterogener zijn. Legeringen smelten meestal niet allemaal tegelijk wanneer ze worden blootgesteld aan hitte, maar vormen eerder een soep gevuld met stukjes metaal met een hoger smeltpunt.