Koppar och aluminium kan kombineras för att bilda en koppar-aluminiumlegering. En legering är en blandning och har därför ingen kemisk formel. Under mycket hög temperatur kan koppar och aluminium emellertid bilda en fast lösning. När denna lösning svalnar kan den intermetalliska föreningen CuAl2 eller kopparaluminiden bildas som en fällning.
Föreningar och legeringar
En förening har ett fast förhållande mellan dess beståndsdelar. Oavsett hur mycket av en förening du har, är förhållandet mellan de olika atomen detsamma. En blandning kan å andra sidan involvera varierande mängder av dess beståndsdelar. En metalllegering är en blandning av två eller flera metaller i vilket förhållande som helst. Därför har en legering inte en kemisk formel. Istället beskrivs legeringar i procent av procentandelar. Dessa procentandelar kan förändras när mer av en av metallerna läggs till.
Fast lösning
När koppar och aluminium värms upp till 550 grader (1,022 grader Fahrenheit), kommer fast koppar att lösa upp i aluminium, bildande en lösning. Vid denna temperatur kan koppar-aluminium-lösningen innehålla upp till 5,6 procent koppar i vikt. Denna lösning är mättad; det kan inte innehålla mer koppar. När en mättad koppar-aluminium-lösning svalnar, minskar lösligheten hos koppar och lösningen blir övermättad. När kopparen så småningom faller ut ur lösningen bildar den den intermetalliska föreningen CuAl2.
Intermetalliska föreningar
Den intermetalliska föreningen CuAl2 bildar långsamt efter att den ursprungliga lösningen skapats. Med tiden kan kopparatomer röra sig genom legeringen på grund av diffusion. Denna rörelse leder till bildandet av CuAl2-kristaller. Denna förening innehåller alltid två aluminiumatomer för varje en kopparatom; det är 49,5 procent aluminium i vikt. På grund av detta fasta förhållande har föreningen en bestämd kemisk formel.
Precipitationshärdning
Atomerens speciella orientering i aluminium leder till att glidningarna mellan atomerna glider. Detta innebär en minskad styrka. När CuAl2-kristallerna bildas, minskas denna glidning. Denna process kallas utfällningshärdning och hjälper till att öka styrkan hos en koppar-aluminiumlegering. Tillverkare kan reglera temperaturen över tiden för att maximera härdningen.
Andra föreningar av koppar och aluminium
CuAl2 är den dominerande intermetalliska föreningen av koppar och aluminium. De två metallerna kan emellertid även bilda de intermetalliska föreningarna CuAl och Cu9Al4. Dessa föreningar kan bildas över tiden efter den initiala bildningen av CuAl2. Bildandet av dessa andra föreningar beror på temperatur, tid och plats för kopparutfällning.
