Κράμα

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια

Το κράμα είναι αρχαία λέξη, που προέρχεται από το ρήμα κεράννυμι, ανακατεύω, αναμειγνύω. Έτσι, σημαίνει το ανακάτεμα, την ανάμειξη, αλλά χρησιμοποιείται συνήθως στη μεταλλουργία για να δηλώσει το προϊόν της διαδικασίας ανάμειξης, κυρίως μετάλλων ή μετάλλου με αμέταλλο.

Πίνακας περιεχομένων

[Επεξεργασία] Γενικά

Τα κράματα μετάλλων δημιουργούνται προκειμένου να συνδυαστούν ιδιότητες των βασικών συστατικών σε ένα νέο υλικό. Έτσι, για παράδειγμα, ο χάλυβας (κράμα σιδήρου με άνθρακα) είναι πιο σκληρός και ανθεκτικός από τον σίδηρο, ένα από τα βασικά συστατικά του. Βασικός λόγος, λοιπόν, παραγωγής κραμάτων είναι η βελτίωση σκληρότητας, αντοχής, βάρους, αντίστασης στη διάβρωση κλπ των καθαρών (πρωτογενών) μετάλλων.

Ένα χαρακτηριστικό των κραμάτων, σε αντίθεση με τα πρωτογενή μέταλλα, είναι ότι δεν έχουν καθορισμένο σημείο τήξης, συγκεκριμένη θερμοκρασία δηλαδή, στην οποία λιώνουν. Σε αυτά υπάρχει ένα εύρος θερμοκρασιών, μέσα στο οποίο τα κράματα βρίσκονται μεταξύ στερεάς και υγρής κατάστασης.

Συνηθισμένες εφαρμογές κραμάτων απαντούν στα πολύτιμα μέταλλα, όπου για παράδειγμα χρυσός 14 καρατίων είναι κράμα καθαρού χρυσού με άλλα στοιχεία. Ομοίως, ασήμι 925ο (έναντι 999ο), κατασκευές αλουμινίου σε οικοδομές, κλπ.

  • Κράμα που περιέχει μεταξύ των συστατικών του υδράργυρο ονομάζεται αμάλγαμα, λέξη που αποτελεί παραφθορά εκ της αραβικής «al magma» (αλ-μάγμα), που σημαίνει το μίγμα, συνεπώς λέξη αντιδάνειο.


[Επεξεργασία] Ιστορία

Η κατασκευή κραμάτων εμφανίζεται από την εποχή της εμφάνισης των μετάλλων εξ ανάγκης αφού αυτά τα πρωτογενή αυτούσια υλικά δεν ανταποκρίνονταν πάντα στις ανάγκες των ανθρώπων εκείνης της εποχής. Έτσι από την και κατά την "εποχή του χαλκού" χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί το κρατέρωμα (η δημιουργία του μπρούντζου, κράμα χαλκού με κασσίτερο). Τα πρώτα κράματα που κατασκευάσθηκαν ήταν ασφαλώς περιορισμένα. Με τη ραγδαία όμως εξέλιξη της Χημείας η κατασκευή αυτών προόδευσε τόσο ώστε ν΄ αποτελεί σήμερα σπουδαίο κλάδο της Βιομηχανίας. Παράλληλα με την πρόοδο των εφαρμογών της θερμοδυναμικής έγιναν γνωστές οι ιδιότητες των μετάλλων, ενώ εξίσου επίσης ώθηση στη κατασκευή κραμάτων έδωσαν η εξέλιξη της κρυσταλλογραφίας, της μικροσκόπησης, της φασματοσκοπίας κ.ά.


[Επεξεργασία] Μέθοδοι παραγωγής

Η κατασκευή κραμάτων γίνεται συνήθως δια της τήξεως των μετάλλων που συνιστούν αυτά. Υφίστανται όμως και άλλοι μέθοδοι όπως με ηλεκτρόλυση π.χ. το κράμα χαλκού και ψευδαργύρου (ο γνωστός ορείχαλκος) παρασκευάζεται με ταυτόχρονη εναπόθεση των δύο μετάλλων από κυανιούχα διαλύματα αυτών με ηλεκτρόλυση. Ή ακόμη δι΄ αναγωγής ενός ή περισσοτέρων μετάλλων όπως δι΄ αναγωγής ενώσεως βολφραμίου και σιδήρου σε ηλεκτρική κάμινο παράγονται κράματα αυτών). Μία ακόμη μέθοδος πιο σύγχρονη παραγωγής κραμάτων είναι η εφαρμογή πολύ ισχυρής πίεσης επί μίγματος σκόνης (κόνεως) μετάλλων.

Εν τούτοις κύριος τρόπος παραγωγής παραμένει η τήξη κατά την οποία επιδιώκεται όσο το δυνατόν ομοιόμορφη δημιουργία μίγματος χρησιμοποιώντας διάφορα συστήματα ανάμειξης. Μετά τη ψύξη του τήγματος των μετάλλων το παραγόμενο πλέον στερεό "κράμα" μπορεί να είναι «ομοιογενές» ή «ετερογενές».

  • Όταν το κράμα είναι «ομοιογενές» τούτο μπορεί να είναι:
  1. Στερεό διάλυμα: Σ΄ αυτή τη περίπτωση σχηματίζονται μικτοί κρύσταλλοι με την παρεμβολή ατόμων του ενός μετάλλου στα διάκενα του κρυσταλλικού πλέγματος του άλλου μετάλλου, ή και με την υποκατάσταση ορισμένων ατόμων του ενός μετάλλου με άτομα του άλλου.
  2. Διαμεταλλική ένωση: Σ΄ αυτή τη περίπτωση σχηματίζονται κρύσταλλοι χημικών ενώσεων που λαμβάνουν χώρα μεταξύ των μετάλλων. Στις ενώσεις αυτές τα μέταλλα δεν ακολουθούν τους συνήθεις νόμους σθένους.
  3. Στερεά διαμεταλλική ένωση: Είναι ο συνδυασμός των δύο προηγουμένων όταν διαπιστώνεται περίσσεια του ενός εκ των συνιστώντων το κράμα μετάλλων.
  • Όταν όμως το κράμα είναι «ετερογενές» τότε θα παρουσιάζει χωριστές φάσεις που μπορεί να είναι:
  1. Από καθαρά μέταλλα.
  2. Από μία ή περισσότερες διαμεταλλικές ενώσεις και
  3. Από διαλύματα μετάλλων ή ενώσεων αυτών εντός μετάλλων.

[Επεξεργασία] Είδη κραμάτων

Εκτός από την παραπάνω διάκριση των κραμάτων σε «ομοιογενή» ή «ετερογενή», αυτά χαρακτηρίζονται επίσης και ανάλογα με τον αριθμό των μετάλλων που τα συνθέτουν σε «διμερή», «τριμερή» ή «πολυμερή». Άλλη διάκριση είναι τα «ευτηκτικά» (που χαρακτηρίζονται εκείνα στα οποία η αναλογία των μετάλλων που τα συνθέτουν είναι τέτοια ώστε να παρουσιάζουν το χαμηλότερο δυνατό σημείο τήξης, από κάθε άλλη αναλογία) καθώς και τα «υπερελαφρά κράματα» (που είναι κράματα μαγνησίου με αργίλιο, ψευδάργυρο και άλλα μέταλλα).

[Επεξεργασία] Βασικά κράματα

Τα κυριότερα βασικά κράματα (και τα μέταλλα με τα οποία παράγονται αυτά σήμερα) είναι τα:

[Επεξεργασία] Δείτε επίσης