合金是一种金属物质,由多种金属或有时金属与碳等其他元素的混合物制成。合金已经存在了大约9000年,但与大多数其他科学和技术领域一样,合金技术的大部分进步都发生在过去几十年中。在合金中,组成元素并不意味着通过化学反应结合成更大的分子,而只是混合在一起。当两种或两种以上金属的比例不同时,所生产的合金的性能略有不同。。
从矿石中提取的第一种金属是铜。此后不久,它与锡结合,创造出了更坚固的青铜,数千年来,青铜一直主导着人类技术。这一时期现在被称为青铜时代。
与铜混合形成更粗糙青铜变体的其他金属有锰、铝、硅和磷。与青铜共存多年的是较弱的铁,它很快就会生锈。最终,历史力量使铁取代了人类工具中的青铜,迎来了公元前1000年左右的铁器时代,尽管这个日期因所考虑的文明和地区而异。
钢是另一种常见的合金。钢是铁与少量(约2%)的碳结合而成,在强度和抗氧化性方面产生了巨大的差异。虽然有证据表明钢铁可以追溯到几千年前,但直到1855年才大规模生产。钢的力量的关键在于碳扰乱了铁中原本规则的晶体排列,使晶体层容易彼此滑动。
黄铜是一种装饰性金属,用于制造许多乐器,是一系列铜/锌合金的名称。打击乐器中使用的钹是铜和锡的合金,就像青铜一样。珠宝中使用的金银不是纯金或纯银,而是通常含有少量铜或其他金属的合金。电子产品中使用的焊料是由铅和锡制成的。从矿石中提取铁的过程产生了含有不同数量碳的合金,包括熟铁、生铁和铸铁。用于建造摩天大楼、餐具和其他物品的不锈钢中含有铬,使其具有高度的抗氧化性。。
当合金在不同的温度下混合时,会产生不同的性质——在较高的温度下,金属混合得更细,而在较低的温度下,它们更不均匀。合金在受热时通常不会一下子熔化,而是形成一个汤,里面装满了熔点较高的大块金属。
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