Un alliage est un mélange de deux ou plusieurs substances chimiques (dont au moins une est un métal) possédant des propriétés métalliques. Il est généralement obtenu par fusion de chaque composant jusqu'à obtenir un liquide uniforme, puis par condensation.
Les alliages peuvent être d'au moins l'un des trois types suivants : une solution solide monophasée d'éléments, un mélange de plusieurs phases métalliques ou un composé intermétallique de métaux. La microstructure des alliages en solution solide présente une seule phase, et certains alliages en solution en présentent deux ou plusieurs. La distribution peut être uniforme ou non, selon la variation de température lors du refroidissement du matériau. Les composés intermétalliques sont généralement constitués d'un alliage ou d'un métal pur entouré d'un autre métal pur.
Les alliages sont utilisés dans certaines applications car ils présentent des propriétés supérieures à celles des métaux purs. Parmi les alliages, on peut citer l'acier, la soudure, le laiton, l'étain, le bronze phosphoreux, l'amalgame, etc.
La composition de l'alliage est généralement calculée par rapport aux masses. Les alliages peuvent être classés en alliages de substitution ou alliages interstitiels selon leur composition atomique, puis en phases homogènes (une seule phase), hétérogènes (plus d'une phase) et composés intermétalliques (il n'existe pas de différence notable entre les deux phases). [2]
aperçu
La formation d'alliages modifie souvent les propriétés des substances élémentaires. Par exemple, la résistance de l'acier est supérieure à celle de son principal élément constitutif, le fer. Les propriétés physiques d'un alliage, telles que la densité, la réactivité, le module de Young, la conductivité électrique et thermique, peuvent être similaires à celles des éléments constitutifs de l'alliage, mais la résistance à la traction et au cisaillement de l'alliage sont généralement liées aux propriétés de ces éléments. Cela est dû au fait que la disposition des atomes dans un alliage est très différente de celle d'une substance unique. Par exemple, le point de fusion d'un alliage est inférieur à celui des métaux qui le composent, car les rayons atomiques des différents métaux sont différents, et il est difficile de former un réseau cristallin stable.
Une petite quantité d'un élément peut avoir une grande influence sur les propriétés de l'alliage. Par exemple, les impuretés présentes dans les alliages ferromagnétiques peuvent modifier les propriétés de l'alliage.
Contrairement aux métaux purs, la plupart des alliages n'ont pas de point de fusion fixe. Lorsque la température se situe dans la plage de température de fusion, le mélange coexiste à l'état solide et liquide. On peut donc dire que le point de fusion de l'alliage est inférieur à celui des métaux qui le composent. Voir mélange eutectique.
Parmi les alliages courants, le laiton est un alliage de cuivre et de zinc ; le bronze est un alliage d'étain et de cuivre, souvent utilisé dans la fabrication de statues, d'ornements et de cloches d'église. Des alliages (comme le nickel) sont utilisés dans la monnaie de certains pays.
L'alliage est une solution, comme l'acier, le fer est le solvant, le carbone est le soluté.