المحتوى
المعادن تشكل غالبية الجدول الدوري للعناصر. في حالتها النقية ، كل معدن له كتلته المميزة ونقطة الانصهار والخواص الفيزيائية. إن مزج اثنين أو أكثر من هذه المعادن في مزيج مع مجموعة جديدة من الخصائص يشكل سبيكة ، وهو معدن مركب يمكن أن يكون له خصائص مختلفة بشكل لافت للنظر.
التركيب الكيميائي
بحكم التعريف ، تتكون المعادن النقية من عنصر واحد. عينات من هذه المعادن لا تحتوي إلا على ذرات مادة معدنية واحدة. تحتوي السبائك على عنصرين أو أكثر أو سبائك مذابة وممزوجة معًا ، لذلك تتكون صيغها الكيميائية من أكثر من عنصر واحد. على سبيل المثال ، يتكون الحديد المعدني النقي فقط من ذرات الحديد. يحتوي الصلب ، وهو سبيكة من الحديد والكربون ، في معظمها على ذرات حديدية بها ذرات معزولة من الكربون تضفي عليه قوة. إضافة معدن الكروم أو الموليبدينوم إلى الفولاذ ينتج سبيكة أخرى: الفولاذ المقاوم للصدأ.
قابلية التحمل والليونة
أحد أسباب اندماج الشركات المصنعة للمعادن النقية لتشكيل السبائك هو تغيير الخواص الفيزيائية للمعادن. قد تكون المعادن النقية رخوة للغاية بحيث لا يمكن استخدامها بشكل منتظم ، لكن خلطها يجعلها أكثر صرامة. كمعدن خالص ، ينحني الذهب ويمتد بسهولة بحيث يتم سحبه سريعًا إذا تم تشكيله في حلقة وتلبسه على الإصبع. يقوم مصنعو المجوهرات بخلط الذهب الخالص مع الفضة أو النحاس أو الزنك لتحسين متانة المعادن وصلابتها. يساهم الذهب في لونه ومقاومته للتآكل. المعادن الأخرى تساهم قوتها. والنتيجة هي خاتم من الذهب عيار 14 قيراط يقاوم البلى اليومي.
التفاعلية
في حالتها الطبيعية الطبيعية ، تتفاعل بعض المعادن النقية بقوة مع محيطها ، وتتأكسد وتآكل حتى تصبح غير صالحة للاستعمال. إن مزج هذه المعادن مع معادن أقل تفاعلية يغير تفاعلها ، مما يطيل عمر العنصر المخلوط. يأخذ الفولاذ المقاوم للصدأ اسمه من حقيقة أنه لا يصدأ بسهولة أو يحفر بالطريقة التي تريدها أداة الحديد النقي. تعد صناعة السبائك المعدنية وسيلة لجعلها أقل تفاعلًا وأكثر ملاءمة لاحتياجات الشركة المصنعة.
كتلة
المعادن الخفيفة مثل الألومنيوم والتيتانيوم تقلل من كتلة المعادن النقية التي تخلطها. تلعب هذه السبائك الأخف دورًا حيويًا في صناعة الطيران ، لأنها تتيح للمصنعين تصميم وبناء أخف حرفة. يمكن للمقاتل النفاث الأخف أن يحمل المزيد من الوقود والمعدات والذخائر أكثر من الثقيل. عجلات من سبائك الألومنيوم تخفف من الوزن الإجمالي للمركبات ، مما يساهم في تحسين عدد الكيلومترات من الغاز وزيادة السرعة على حلبة السباق.
التسامح الحراري ونقطة الانصهار
تغيير المعادن السبائك التسامح الحراري. نظرًا لأنها تتكون من معادن نقية أو أكثر ، فليس للسبائك نقطة انصهار واحدة ، ولكن بدلاً من ذلك تذوب على نطاق من درجات الحرارة. يمكن أن يزيد تركيبها الجزيئي من مدى انصهار المعدن الكلي أعلى من أي من معادنه المكونة. رفع نطاق انصهار المعدن له آثار مهمة على الاستخدام الصناعي والتجاري. اعتمدت SR-71 Blackbird ، واحدة من أكثر الطائرات الاستطلاعية تقدماً من الناحية التكنولوجية في ذلك الوقت ، على إطارها من سبائك التيتانيوم خفيف الوزن لتحمل الضغط الحراري لرحلاتها الأسرع من الصوت.