8. Қорытпалар туралы түсініктер

Бұйымдарды немесе құрастырушы материалдарды көбінесе таза металдан емес қорытпалардан жасайды, себебі оған қажетті көптеген механикалық және технологиялық қасиеттер таза металдарда жоқ. Таза металды тек қана мыс электр өткізгіштерін жасау үшін қолданылады. Сонымен техникада қорытпалар жиі қолданылады. Металл қорытпасы деп екі немесе одан да көп заттан (таза металдардан немесе металл мен металлоидтан) құралған қоспаны айтады. Қорытпалар құрамындағы элементтер санына байланысты екі, үш, төрт және көп компонентті болуы ықтимал. Металл қорытпаларының электр және жылу өткізгіштігі жоғары, созылғыш және т.б. қасиеттері бар. Қорытпаны дайындаудың ең қарапайым тәсілі қоспаны балқыту, бірақ пісіру, электролиз және қаттыдан газға айналдыру тәсілдерін де қолдануға болады. Қорытпалардың физика-химиялық қасиеттерін қалауымызша реттеуге болады.

Түрлі металдардың қорытпа түзгіштік қасиеттері әр түрлі. Қорытпалардың, таза металдарға қарағанда, келесідей артықшылықтары бар:

а) механикалық қаттылығы, серпімділігі, тұтқырлық коэффициенті, беріктік шегі т.б. жоғарылығы;

б) технологиялық қасиеттерінің (құю, қысым және жылу арқылы өңдеу т.б.) жоғарылығы;

в) таза металдарда кездеспейтін ерекше қасиеттерінің болуы;

г) қорытпалардың физика-химиялық қасиеттерін қалауымызша өзгертуге болатындығы.

Қорытпалардың көпшілігі сұйық күйінде бір текті болып бір фазадан, қатайған соң бірнеше фазадан тұрады. Фазаның саны мен оның құрылысы компоненттердің қатаю кезіндегі әрекеттесуіне байланысты.

Егер қорытпаның компоненттері бір-бірінде еритін болса, онда қатты ерітінділер пайда болады. Кристал күйіндегі қатты ерітінділер құрылысы жағынан орын басу, сіңу және шегеру ерітінділері деп үшке бөлінеді. Еритін компоненттік атомдары, не ерітіндінің кристалл торындағы атомдары орнын басады немесе оған сіңеді. Мұндай қорытпалар бір фазалы болып, еритін компоненттің кристалды торы бар қатты дәндерінен тұрады. Компоненттердің еруі шекті болған жағдайда екі фазалы қорытпа пайда болып, екінші фазасы таза компонент немесе екінші компоненттен химиялық қосындысы түзілуі мүмкін.

Егер қатаю кезінде қорытпаның компоненттері бір-бірімен әрекеттеспесе, онда әр компонент дәндерінің механикалық қоспасы түзіледі, онда компоненттер өз кристалдарын өзгертпей таза компоненттерден, химиялық қосылыстардан немесе қатты ерітінділерден тұрды.

Кейде металдар сұйық күйінде бірі екіншісінде ерімейді. Мысалы, қорғасын мен темір, қорғасын мен мыс т.б. элементтердің қоспалары. Мұндай металдар сұйық күйінде бірі екіншісінде араласпай, меншікті салмағына байланысты қабат түзеді. Көптеген жағдайда сұйық қорытпадағы элементтер бір-бірінде ериді, яғни бірнеше элемент атомдары бір-бірімен бір қалыпты араласады. Көптеген металдардың қоспаларының сұйық күйінде бірі екіншісінде ерігіштігі шекті болып келеді. Егер бір металдың қоспадағы концентрациясы сол металдың екінші металдағы ерігіштік шегінен асып кетсе, онда қоспа екі қабатқа (екі бөлікке) бөлінеді. Ерігіштігі шекті металдардың кристалдық торларының параметрлері мен балқу температураларының айырмашылығы әдетте көп болып келеді.

Құйма қатайған кезде оның құрамындағы компоненттер бір-бірімен әрекеттесіп, екі немесе бірнеше фазадан тұратын қатты қорытпаларды түзеді.

Қатты күйінде қорытпалар қатты ертінділерді, химиялық қосылыстарды және механикалық қоспаларды құрайды.