合金とは、金属的な性質を持つ2種類以上の化学物質(少なくとも1種類は金属)の混合物である。一般的には、各成分を均一な液体に溶融し、それを凝縮することによって得られる。
合金は、少なくとも以下の3種類のいずれかに分類されます。すなわち、元素の単相固溶体、複数の金属相の混合物、または金属間化合物です。固溶体中の合金の微細構造は単相ですが、固溶体中の合金の中には2つ以上の相を持つものもあります。相分布は、材料の冷却過程における温度変化に応じて、均一である場合も不均一である場合もあります。金属間化合物は、一般的に、合金または純金属が別の純金属に囲まれた構造をしています。
合金は、純金属元素よりも優れた特性を持つため、特定の用途で使用されます。合金の例としては、鋼、はんだ、真鍮、ピューター、リン青銅、アマルガムなどが挙げられます。
合金の組成は一般的に質量比で計算されます。合金は原子組成に基づいて置換型合金または侵入型合金に分類でき、さらに均一相(1つの相のみ)、不均一相(複数の相)、および金属間化合物(2つの相間に明らかな違いがない)に分類できます。[2]
概要
合金の形成は、しばしば構成元素の性質を変化させます。例えば、鋼の強度は、その主成分である鉄の強度よりも大きくなります。合金の密度、反応性、ヤング率、電気伝導率、熱伝導率などの物理的性質は、構成元素の性質と類似している場合があります。しかし、合金の引張強度やせん断強度は、通常、構成元素の性質とは大きく異なります。これは、合金中の原子配列が単一物質中の原子配列とは大きく異なるためです。例えば、合金の融点は、構成金属の融点よりも低くなります。これは、様々な金属の原子半径が異なり、安定した結晶格子を形成することが困難であるためです。
ある特定の元素が少量でも、合金の特性に大きな影響を与えることがある。例えば、強磁性合金中の不純物は、合金の特性を変化させる可能性がある。
純金属とは異なり、ほとんどの合金には一定の融点がありません。温度が融点範囲内にある場合、混合物は固体と液体が共存する状態になります。したがって、合金の融点は構成金属の融点よりも低いと言えます。共晶混合物を参照してください。
一般的な合金の中では、真鍮は銅と亜鉛の合金であり、青銅は錫と銅の合金で、彫像、装飾品、教会の鐘などにしばしば用いられる。ニッケル合金などの合金は、一部の国の通貨にも使用されている。
合金とは溶液の一種であり、例えば鋼鉄の場合、鉄は溶媒、炭素は溶質である。
投稿日時:2022年11月16日



