Magia stopów metali

images (4)Metale w postaci czystej zwykle nie są używane w przemyśle i innych dziedzinach życia. Ich właściwości są najczęściej nie dostosowane do potrzeb w jakich chcielibyśmy je zastosować. Na pomoc przyszła jednak ludzka pomysłowość i od dawien dawna samodzielnie poprawiamy naturę przez wykorzystywanie różnorakich stopów.

Fizyczne własności metali zależą w większości od jego struktury krystalicznej. Zaliczyć do nich możemy temperaturę topnienia, twardość lub przewodność elektryczną i cieplną. Właściwości zmieniają się wraz ze strukturą metalu, zaś tą można nieco poprawić poprzez stosowanie przeróżnych domieszek i dodatków. W większości przypadków stopy składają się po prostu z kilku różnych metal, ale zdarza się też, ze dodatkiem jest pierwiastek niemetaliczny. Tak bywa na przykład w przypadku stali, które bardzo często łączone są z manganem lub krzemem. Do najważniejszych stopów metali należą wspomniane stale stopowe, brąz, mosiądz lub spiż.

W praktyce istnieją trzy podstawowe metody łączenia różnych substancji w stop. Pierwszy z nich to roztwór stały z atomami podstawionymi. Chodzi tutaj o stopy gdzie jeden składnik rozpuszczony zostaje w drugim. Zachodzi wtedy zjawisko w którym sieć krystaliczna jednego z pierwiastków w pewnych miejscach zostaje wypełniona atomami drugiego metalu. Stąd też nazwa metody – atomy zostają podstawione w miejsce pierwotnie się tam znajdujących. Inny rodzajem stopu może być roztwór stały międzywęzłowy. Tutaj również następuje rozpuszczenie jednej substancji w drugiej, lecz rozmieszczenie cząsteczek wygląda nieco inaczej niż przy podstawianiu atomów. Tutaj atomy jednego pierwiastka umiejscawiają się w wolnych miejscach sieci krystalicznej – czyli znajdują się między węzłami tejże. Trzecią metodą tworzenia stopów jest tak zwany związek międzymetaliczny. W tym wypadku cząsteczki dwóch substancji łączą się ze sobą na zasadzie reakcji chemicznych i tworzą odrębną strukturę. Czasami sieć krystaliczna stopu ulega znaczącym zmianom pod wpływem późniejszej obróbki.

Przemysł i technologia nie mogą obejść się bez stopów metali. Nasz świat nie istniałby gdyby nie stal, podtrzymująca wszystkie nasze konstrukcje. Utwardzanie i ulepszanie właściwości fizycznych postępuje lawinowo od czasu epoki brązu. Gdyby nie pomysłowość ludzka, prawdopodobnie nigdy nie osiągnęlibyśmy możliwości korzystania z twardych i odpornych metali, które w ostateczności doprowadziły do dziewiętnastowiecznej rewolucji technicznej. Bez umiejętności zmieniana właściwości metali, trudno byłoby dzisiaj o lekkie poszycia samolotów, odporne pancerze pojazdów bojowych czy wytrzymałe maszyny zdolne do wykonywania zadań, które jeszcze sto lat temu mogłyby być poczytywane za działania magiczne. Zaawansowane stopy metali służą nam nie tylko w przemyśle ale też w medycynie. Stal chirurgiczna i tytan umożliwiły dokonywanie prawdziwych cudów w dziedzinie ortopedii i protetyki. Stopy metali pomagają nawet w zwalczaniu fałszerstwa, gdyż ich specyficzne i trudne do podrobienia rodzaje wykorzystuje się powszechnie do bicia monet obiegowych.


Napisz komentarz