الیاژ

آلیاژ. آلیاژ ( فرانسوی: Alliage ) یا هم جوشه، مخلوط یا محلول جامد فلزی متشکل از یک فلز اصلی که آن را فلز پایه می گویند با یک یا چند عنصر فلزی یا غیرفلزی است. [ ۱] به زبان ساده، آلیاژ، مخلوطی از یک فلز با یک یا چند عنصر دیگر است. [ ۲] برای مثال فولاد، آلیاژ آهن با کربن است.
آلیاژ معمولاً خواصی متفاوت از عناصر تشکیل دهنده خود دارد. بسته به میزان همگنی در اختلاط عناصر، هم جوشه می تواند تک فاز یا چند فازی باشد. هدف از هم جوشه سازی، تغییر و بهبود خواص ماده مانند چقرمگی، استحکام، سختی و غیره ست. ویژگی های فیزیکی هم جوشه با نمودار فازی توصیف می شود.
معمولاً آلیاژ ها ( هم جوشه ها ) بر اساس درصد وزنی عناصر موجودشان گزارش می شوند. بر اساس تعداد عناصر، هم جوشه را دوتایی، سه تایی و غیره می نامند. برای بیان یک هم جوشه مشخص با دامنه متغیر از درصد عناصر، اصطلاح سیستم بکار می رود؛ مثلاً، فولاد سیستم آلیاژی دوتایی از آهن و کربن است که در این سیستم آلیاژی دامنه کربن بین ۰٫۰۲ تا ۲٫۱۴ درصد قابل تغییر است.
به محلول جامدی که حداقل یکی از اجزای آن ها فلز بوده و خواص فیزیکی و شیمیایی فلزی داشته باشند، آلیاژ فلزی و به محلول های جامدی که حداقل یکی از اجزای آن ها سرامیکی بوده و خواص سرامیکی داشته باشند، آلیاژ سرامیکی گفته می شود.
تولید آلیاژها سابقه ای طولانی دارد و شاید به زمانی برسد که انسان فلز را شناخت. اولین آلیاژها از فلزاتی ساخته شدند که در دسترس انسان های فراوانی بوده. مس، قلع، سرب و روی از اولین فلزاتی بودند که انسان از آن ها آلیاژ ساخت.
مفرغ نخستین آلیاژی است که بشر ساخته است؛ احتمالاً از ترکیب اتفاقی مس و قلع به صورت مذاب و سرد کردن مخلوط شان. این آلیاژ چون سخت تر از هردو فلز مس و قلع بود، برای ساختن چاقو و نیزه و مانند آن به کار رفت. پس از آن هم انواع مختلفی از آلیاژها به دست بشر ساخته شد و با توجه به نیاز و ویژگی های شان مورد استفاده قرار گرفت. یکی از پرکاربردترین آن ها، آلیاژ برنج است که ترکیبی است از مس و روی. این آلیاژ به سبب سختی زیاد از دیرباز مورد استفاده بوده است. [ ۳]
در برخی از آلیاژها پس از آمیخته شدن عناصر تشکیل دهنده آلیاژ، خواص تمام عناصر تشکیل دهنده در آلیاژ تشکیل شده مشاهده می شود. درست مانند حل شدن نمک در آب، یکی از عناصر در دیگری فقط حل می شود. اما در برخی از آلیاژها، فلزها چنان در هم می آمیزند که آرایش ذرات آن ها دگرگون شده و یک ترکیب شیمیایی به دست می آید. آلیاژها از ذرات بسیار کوچکی تشکیل شده اند. برخی از این ذرات به هم می پیوندند و مجموعه هایی پدیدمی آورند که به آن ها دانه گفته می شود. اندازه این دانه ها در خواص بعدی آلیاژها بسیار تاثیرگذارند. همچنین اندازه دانه ها به عواملی همچون میزان حرارت داده شده به مواد تشکیل دهنده و سرعت سرد کردن آن ها بستگی دارد؛ در حقیقت هرچه مواد را سریع تر سرد کنیم، اندازه دانه ها ریزتر می شود. به این ترتیب، ریزی و درشتی دانه ها، در خواص بعدی آلیاژها تأثیرگذار است و از راه تنظیم میزان حرارت داده شده و سرعت سرد کردن می توان خواص مورد نظر را در آلیاژ ایجاد کرد. بیشتر آلیاژها از فلزات تشکیل دهنده شان سخت ترند. به همین دلیل از شکل پذیری کمتری برخوردارند. همین طور بیشتر آلیاژها در دمایی کمتر از دمای ذوب فلزات تشکیل دهنده ذوب می شوند و رسانایی الکتریکی ضعیف تری دارند. [ ۴]

آلیاژ. آلیاژ (alloy)
فلزی آمیخته با عناصر فلزی یا غیرفلزی دیگر، برای کسب کیفیت های ویژه ، ازجمله مقاومت در برابر خوردگی۱ ، سختی بیشتر یا مقاومت کششی۲ بالاتر. آلیاژهای مفید عبارت اند از مفرغ (برنز)۳، برنج۴، مس نیکل۵، دورالومن۶، ورشو۷، مفرغ توپ۸، مسوار (مس بار)۹، لحیم۱۰ ، فولاد۱۱، و فولاد زنگ نزن۱۲. مفرغ، آلیاژ مس و قلع، از قدیم ترین آلیاژهاست و کاربرد گستردۀ آن از عصر مفرغ۱۳ آغاز شده است. امروز کاربرد آلیاژهای پیچیده متداول است ، مثلاً در دندان پزشکی ، به جای طلا۱۴، آلیاژ ارزان تری از کروم۱۵ ، کبالت۱۶ ، مولیبدن۱۷ ، و تیتانیوم۱۸ به کار می رود. آلیاژهای اَبَرموم سان۱۹ ازجمله آلیاژهای جدیدند و در دماهایی خاص می شود آن ها را چنان کشید که طولشان دو برابر شود یا آن ها را مانند خمیر به قالب تزریق کرد. آلیاژها را معمولاً با ذوب کردن هم زمان فلزات موردنظر می سازند. برای ساختن آلیاژ عناصری مثل مس۲۰ و گرافیت۲۱ که با هم ذوب نمی شوند، از روش های متالورژی پودر۲۲ استفاده می کنند. پیش از افزودن عنصر آلیاژی به فلز مذاب اصلی ، باید مطمئن شد اکسیژن به فلز مذاب وارد نمی شود، زیرا اکسیژن با عنصر آلیاژی ترکیب، و مقدار کمتری از عنصر در فلز اصلی حل می شود، درنتیجه ترکیب نادرستی به دست می آید . برای حذف اکسیژن از فلز مذاب، غالباً به آن مواد اکسیدزدایی۲۳ می افزایند که معمولاً فلز دیگری است. آلیاژهای مادر۲۴ یا آلیاژهای ریخته گری۲۵ ترکیباتی هستند که فقط به منظور ذوب شدن با فلزات دیگر و تشکیل آلیاژ تولید می شوند. از این آلیاژها برای رفع مشکل آلیاژسازی فلزاتی استفاده می کنند که نقطۀ ذوب۲۶ آن ها با هم اختلاف فاحش دارد. همچنین این آلیاژها برای کنترل دقیق تر ترکیب شیمیایی در آلیاژ نهایی و اکسیدزدایی۲۷ نیز کاربرد دارند. آلیاژهای حافظه دار۲۸ به شکلی تثبیت می شوند که پس از تغییر شکل۲۹ ، با رسیدن به دمای آستانه۳۰، شکل اولیۀ خود را بازیابند. نیتینول۳۱، آلیاژ تیتانیوم و نیکل، از این جمله است.