Γιατί τα καθαρά μέταλλα είναι πιο μαλακά από τα κράματα του ίδιου μετάλλου;
καθαρά μέταλλα:
* Κανονική ατομική δομή: Τα άτομα σε καθαρά μέταλλα είναι διατεταγμένα σε ένα πολύ διατεταγμένο, επαναλαμβανόμενο μοτίβο που ονομάζεται κρυσταλλικό πλέγμα. Αυτή η κανονικότητα επιτρέπει στα άτομα να γλιστρούν μεταξύ τους σχετικά εύκολα υπό πίεση.
* αδύναμοι ενδοατομικοί δεσμοί: Οι δεσμοί μεταξύ των ατόμων σε καθαρά μέταλλα είναι κυρίως μεταλλικοί δεσμοί, οι οποίοι είναι σχετικά αδύναμοι σε σύγκριση με άλλους τύπους χημικών δεσμών.
κράματα:
* Διαταραχής της ατομικής δομής: Όταν προστίθενται διαφορετικά στοιχεία σε ένα καθαρό μέταλλο για να σχηματίσουν ένα κράμα, διαταράσσεται το κανονικό πλέγμα κρυστάλλου. Η παρουσία διαφορετικών ατόμων δημιουργεί παρατυπίες και ατέλειες στη δομή.
* Ισχυρότεροι διατομικοί δεσμοί: Η προσθήκη διαφορετικών στοιχείων μπορεί επίσης να ενισχύσει τους διατομικούς δεσμούς. Αυτό συμβαίνει επειδή τα διαφορετικά στοιχεία μπορούν να αλληλεπιδρούν με τρόπους που δημιουργούν ισχυρότερους δεσμούς από εκείνους που υπάρχουν στο καθαρό μέταλλο.
* Ενίσχυση στερεού διαλύματος: Η παρουσία ατόμων διαλυμένης ουσίας στο κράμα μπορεί επίσης να εμποδίσει την κίνηση των διαχωρισμών (ελαττώματα στο κρυσταλλικό πλέγμα) που είναι υπεύθυνες για την πλαστική παραμόρφωση. Αυτός ο μηχανισμός, γνωστός ως "ενίσχυση στερεών διαλύματος", κάνει το κράμα σκληρότερο και ισχυρότερο.
Συνοπτικά:
* Μειωμένη ολίσθηση: Η διαταραγμένη κρυσταλλική δομή στα κράματα καθιστά πιο δύσκολο για τα άτομα να γλιστρούν μεταξύ τους, καθιστώντας το υλικό πιο ανθεκτικό στην παραμόρφωση (σκληρότερη).
* Ισχυρότερα ομόλογα: Οι ισχυρότεροι ενδοατομικοί δεσμοί σε κράματα συμβάλλουν περαιτέρω στην αυξημένη σκληρότητα και τη δύναμή τους.
Παράδειγμα:
* Pure Gold: Πολύ μαλακό και εύπλαστο.
* κράμα χρυσού (π.χ., 14Κ χρυσό): Η προσθήκη άλλων μετάλλων όπως το ασήμι και ο χαλκός καθιστούν το χρυσό σκληρότερο και πιο ανθεκτικό, κατάλληλο για κοσμήματα.
Ως εκ τούτου, η διαταραχή της ατομικής δομής και των ισχυρότερων ενδοτομικών δεσμών στα κράματα τους καθιστούν πιο σκληρές και ισχυρότερες από τους ομολόγους τους.
