อะไรคือความแตกต่างระหว่างโลหะผสมและโลหะบริสุทธิ์?

องค์ประกอบทางเคมี

ตามคำจำกัดความ โลหะบริสุทธิ์ประกอบด้วยธาตุเพียงชนิดเดียว ตัวอย่างของโลหะเหล่านี้มีเพียงอะตอมของสารโลหะชนิดเดียวเท่านั้น โลหะผสมประกอบด้วยธาตุหรือโลหะผสมสองชนิดขึ้นไปที่หลอมละลายและผสมเข้าด้วยกัน ดังนั้นสูตรเคมีของโลหะผสมจึงประกอบด้วยธาตุมากกว่าหนึ่งชนิด ตัวอย่างเช่น โลหะบริสุทธิ์อย่างเหล็กประกอบด้วยอะตอมของเหล็กเท่านั้น เหล็กกล้า ซึ่งเป็นโลหะผสมของเหล็กและคาร์บอน ประกอบด้วยอะตอมของเหล็กเป็นส่วนใหญ่ โดยมีอะตอมของคาร์บอนแยกออกมาเพื่อให้มีความแข็งแรง การเพิ่มโครเมียมหรือโมลิบดีนัมของโลหะลงในเหล็กกล้าจะทำให้เกิดโลหะผสมอีกชนิดหนึ่ง นั่นก็คือ เหล็กกล้าไร้สนิม

ความอ่อนตัวและความเหนียว

เหตุผลหนึ่งที่ผู้ผลิตผสมโลหะบริสุทธิ์เข้าด้วยกันเพื่อสร้างโลหะผสมก็คือเพื่อเปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพของโลหะ โลหะบริสุทธิ์อาจอ่อนเกินกว่าที่จะทนทานต่อการใช้งานปกติ แต่การผสมโลหะเข้าด้วยกันจะทำให้โลหะแข็งแกร่งขึ้น เนื่องจากเป็นโลหะบริสุทธิ์ ทองจึงโค้งงอและยืดได้ง่ายมาก จนอาจเสียรูปทรงได้อย่างรวดเร็วหากนำไปทำเป็นแหวนและสวมใส่ที่นิ้ว ผู้ผลิตเครื่องประดับจะผสมทองคำบริสุทธิ์กับเงิน ทองแดง หรือสังกะสี เพื่อเพิ่มความทนทานและความแข็งแกร่งของโลหะ ทองช่วยเพิ่มสีสันและความต้านทานการกัดกร่อน โลหะอื่นๆ ช่วยเพิ่มความแข็งแกร่ง ผลลัพธ์ที่ได้คือแหวนทองคำขนาด 14- กะรัตที่ทนทานต่อการสวมใส่ทุกวัน

ปฏิกิริยา

ในสถานะองค์ประกอบตามธรรมชาติ โลหะบริสุทธิ์บางชนิดจะทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงกับสภาพแวดล้อม ทำให้เกิดปฏิกิริยาออกซิไดซ์และกัดกร่อนจนกว่าจะใช้ไม่ได้ การผสมโลหะเหล่านี้กับโลหะที่มีปฏิกิริยาน้อยจะเปลี่ยนปฏิกิริยาของพวกมัน และยืดอายุของโลหะผสม เหล็กกล้าไร้สนิมได้ชื่อมาจากข้อเท็จจริงที่ว่ามันไม่เป็นสนิมหรือเป็นหลุมได้ง่ายเหมือนเครื่องมือเหล็กบริสุทธิ์ โลหะผสมเป็นวิธีหนึ่งที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาน้อยลงและเหมาะสมกับความต้องการของผู้ผลิตมากขึ้น

มวล

โลหะเบา เช่น อะลูมิเนียมและไททาเนียม ช่วยลดมวลของโลหะบริสุทธิ์ที่ผสมอยู่ในโลหะผสม โลหะผสมที่เบากว่าเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ เนื่องจากช่วยให้ผู้ผลิตสามารถออกแบบและสร้างเครื่องบินที่เบากว่าได้ เครื่องบินขับไล่ที่เบากว่าสามารถบรรทุกเชื้อเพลิง อุปกรณ์ และอาวุธยุทโธปกรณ์ได้มากกว่าเครื่องบินที่มีน้ำหนักมาก ล้ออัลลอยด์อะลูมิเนียมทำให้รถมีน้ำหนักเบาลง ทำให้ประหยัดน้ำมันได้มากขึ้นและเพิ่มความเร็วบนสนามแข่ง

ความทนต่อความร้อนและจุดหลอมเหลว

โลหะผสมจะเปลี่ยนความทนทานต่อความร้อน เนื่องจากโลหะเหล่านี้ประกอบด้วยโลหะบริสุทธิ์ตั้งแต่ 2 ชิ้นขึ้นไป โลหะผสมจึงไม่มีจุดหลอมเหลวจุดเดียว แต่จะละลายในช่วงอุณหภูมิต่างๆ แทน โครงสร้างโมเลกุลสามารถเพิ่มช่วงการหลอมเหลวโดยรวมของโลหะให้สูงกว่าโลหะที่เป็นส่วนประกอบใดๆ การเพิ่มช่วงการหลอมเหลวของโลหะมีผลกระทบที่สำคัญต่อการใช้ในอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์ SR-71 Blackbird หนึ่งในเครื่องบินลาดตระเวนที่มีเทคโนโลยีล้ำหน้าที่สุดในยุคนั้น ใช้โครงโลหะผสมไทเทเนียมน้ำหนักเบาเพื่อทนต่อความเครียดจากความร้อนของการบินเหนือเสียง