합금은 금속성을 띠는 두 가지 이상의 화학 물질(적어도 하나는 금속)의 혼합물입니다. 일반적으로 각 성분을 균일한 액체 상태로 녹인 다음 응축시켜 얻습니다.
합금은 적어도 다음 세 가지 유형 중 하나일 수 있습니다. 단일상 원소 고용체, 여러 금속상의 혼합물, 또는 금속간 화합물. 고용체 상태의 합금은 미세 구조가 단일상으로 이루어져 있으며, 일부 합금은 두 개 이상의 상으로 이루어져 있습니다. 상의 분포는 재료의 냉각 과정 중 온도 변화에 따라 균일할 수도 있고 불균일할 수도 있습니다. 금속간 화합물은 일반적으로 하나의 합금 또는 순수 금속이 다른 순수 금속으로 둘러싸인 구조를 가집니다.
합금은 순수 금속 원소보다 우수한 특성을 지니고 있기 때문에 특정 용도에 사용됩니다. 합금의 예로는 강철, 땜납, 황동, 백랍, 인청동, 아말감 등이 있습니다.
합금의 조성은 일반적으로 질량비로 계산된다. 합금은 원자 조성에 따라 치환 합금 또는 침입형 합금으로 나눌 수 있고, 더 나아가 균질상(단일 상), 불균질상(다중 상) 및 금속간 화합물(두 상 사이에 명확한 차이가 없는 경계)로 나눌 수 있다. [2]
개요
합금을 형성하면 종종 원소의 성질이 변합니다. 예를 들어, 강철의 강도는 주성분인 철보다 훨씬 강합니다. 합금의 밀도, 반응성, 영률, 전기 및 열전도율과 같은 물리적 성질은 합금을 구성하는 원소들의 성질과 유사할 수 있지만, 인장 강도와 전단 강도는 일반적으로 구성 원소들의 성질과 매우 다릅니다. 이는 합금 내 원자 배열이 단일 물질의 원자 배열과 매우 다르기 때문입니다. 예를 들어, 합금의 녹는점은 합금을 구성하는 금속들의 녹는점보다 낮습니다. 이는 여러 금속의 원자 반지름이 다르기 때문에 안정적인 결정 격자를 형성하기 어렵기 때문입니다.
특정 원소의 소량만으로도 합금의 특성에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 강자성 합금에 포함된 불순물은 합금의 특성을 변화시킬 수 있습니다.
순수 금속과는 달리 대부분의 합금은 고정된 녹는점을 가지지 않습니다. 온도가 녹는점 범위 내에 있을 때, 합금은 고체와 액체가 공존하는 상태를 나타냅니다. 따라서 합금의 녹는점은 구성 금속의 녹는점보다 낮다고 할 수 있습니다. (공융 혼합물 참조)
흔히 사용되는 합금 중에는 황동이 구리와 아연의 합금이고, 청동은 주석과 구리의 합금으로 조각상, 장식품, 교회 종 등에 자주 사용됩니다. 니켈 합금과 같은 합금은 일부 국가의 화폐에도 사용됩니다.
합금은 용액의 일종으로, 예를 들어 강철에서 철은 용매이고 탄소는 용질입니다.