Jakie są przydatne stopy?
Stop jest substancją metaliczną, która jest wytwarzana z mieszaniny wielu metali lub czasami metalu z jakimś innym pierwiastkiem, takim jak węgiel. Stopy istnieją od około dziewięciu tysiącleci, ale podobnie jak większość innych dziedzin nauki i technologii, znaczny postęp w technologii stopów nastąpił w ciągu ostatnich kilku dekad. W stopie elementy składowe nie są przeznaczone do łączenia się w większe cząsteczki w wyniku reakcji chemicznych, ale są jedynie mieszane razem. Gdy występują różne stosunki między dwoma lub więcej metalami, produkowane stopy mają nieco inne właściwości.
Pierwszym metalem wydobywanym z rudy była miedź. Wkrótce potem połączono go z cyną, aby stworzyć mocniejszy brąz, który dominował w ludzkiej technologii przez tysiące lat. Ten okres nazywa się teraz epoką brązu.
Inne metale zmieszane z miedzią w celu uzyskania bardziej brązowych wariantów brązu to mangan, aluminium, krzem i fosfor. Przez wiele lat z brązem współistniało słabsze żelazo, które szybko rozpada się w rdzę. Ostatecznie siły historyczne spowodowały, że żelazo wyparło brąz w ludzkich narzędziach, zapoczątkowując erę żelaza około 1000 rpne, choć data ta różni się w zależności od rozważanej cywilizacji i regionu.
Stal to kolejny znany stop. Stal jest żelazem w połączeniu z niewielką (~ 2%) ilością węgla, co czyni różnicę pod względem wytrzymałości i odporności na utlenianie. Chociaż istnieją dowody na to, że stal sięga tysięcy lat wstecz, nie była produkowana masowo aż do 1855 roku. Kluczem do mocy stali jest sposób, w jaki węgiel zakłóca regularne inaczej układanie kryształów w żelazie, czyniąc warstwy krystaliczne podatnymi na przesuwanie się obok jednego inne.
Mosiądz, metal dekoracyjny używany do produkcji wielu instrumentów muzycznych, to nazwa nadana kolekcji stopów miedzi / cynku. Talerze stosowane w perkusji są stopem miedzi i cyny, podobnie jak brąz. Złoto i srebro stosowane w biżuterii nie są czystym złotem ani srebrem, ale zazwyczaj są to stopy zawierające niewielki procent miedzi lub innych metali. Lut używany w elektronice wykonany jest z ołowiu i cyny. Proces wydobywania żelaza z rudy prowadzi do powstania stopów zawierających różne ilości węgla, w tym kutego żelaza, surówki i żeliwa. Stal nierdzewna, stosowana w budowie wieżowców, sztućców i innych przedmiotów, zawiera chrom, dzięki czemu jest bardzo odporna na utlenianie.
Gdy stopy są mieszane w różnych temperaturach, powstają różne właściwości - w wyższych temperaturach metale są mieszane drobniej, podczas gdy w niższych temperaturach są bardziej niejednorodne. Stopy zwykle nie topią się od razu pod wpływem ciepła, ale raczej tworzą zupę wypełnioną kawałkami metalu o wyższej temperaturze topnienia.