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銅とアルミニウムを組み合わせて、銅-アルミニウム合金を形成できます。合金は混合物であるため、化学式はありません。ただし、非常に高温では、銅とアルミニウムが固溶体を形成する可能性があります。この溶液が冷えると、金属間化合物CuAl2、またはアルミ化銅が沈殿物として形成されます。
化合物および合金
化合物の構成要素間の比率は固定されています。どんなに多くの化合物を持っているとしても、異なる原子間の比率は同じです。一方、混合物には、さまざまな量の構成要素が含まれます。金属合金は、任意の比率の2つ以上の金属の混合物です。したがって、合金には化学式がありません。代わりに、合金はパーセンテージで説明されます。これらの割合は、複数の金属が追加されると変化する可能性があります。
強固なソリューション
銅とアルミニウムが摂氏550度（華氏1,022度）に加熱されると、固体の銅がアルミニウムに溶けて溶液を形成します。この温度では、銅-アルミニウム溶液は最大5.6重量パーセントの銅を含むことができます。このソリューションは飽和しています。これ以上銅を保持することはできません。飽和銅-アルミニウム溶液が冷えると、銅の溶解度が低下し、溶液が過飽和になります。銅が最終的に溶液から沈殿すると、金属間化合物CuAl2を形成します。
金属間化合物
初期溶液が作成された後、金属間化合物CuAl2がゆっくりと形成されます。時間が経つにつれて、銅原子は拡散により合金内を移動できます。この動きにより、CuAl2結晶が形成されます。この化合物には、1つの銅原子ごとに常に2つのアルミニウム原子が含まれています。重量で49.5パーセントのアルミニウムです。この固定比率のため、化合物は明確な化学式を持っています。
析出硬化
アルミニウム中の原子の特定の方向は、原子の平面間でスリップすることにつながります。これは、強度の低下につながります。 CuAl2結晶が形成されると、この滑りは少なくなります。このプロセスは析出硬化と呼ばれ、銅-アルミニウム合金の強度を高めるのに役立ちます。製造業者は、この硬化を最大化するために時間とともに温度を調整できます。
銅およびアルミニウムの他の化合物
CuAl2は、銅とアルミニウムの主要な金属間化合物です。ただし、2つの金属は金属間化合物CuAlおよびCu9Al4を形成することもあります。これらの化合物は、CuAl2の最初の形成後、時間とともに形成されます。これらの他の化合物の形成は、銅析出の温度、時間、および場所に依存します。