Tartalom
A periódusos rendszer legtöbb elemét a fémek alkotják. Tiszta állapotban minden fémnek megvan a maga tömege, olvadáspontja és fizikai tulajdonságai. Ezen fémek közül kettő vagy több keverése új tulajdonságok együttesével ötvözetet képez, amely fémek összetétele jelentősen eltérő tulajdonságokkal bírhat.
Kémiai összetétel
Definíció szerint a tiszta fémek egyetlen elemből állnak. Ezen fémek mintái egyetlen fém anyag atomjait tartalmazzák. Az ötvözetek két vagy több elemet vagy ötvözetet tartalmaznak összeolvasztva és kombinálva, így kémiai képleteik több elemből állnak. Például a tiszta vasfém csak vasatomokból áll. Az acél, egy szén-vas ötvözet, főleg olyan vasatomokat tartalmaz, amelyekben izolált szénatomok adnak szilárdságot. Króm és molibdén hozzáadása az acélhoz egy újabb ötvözetet eredményez: rozsdamentes acélt.
Formálhatóság és hajlékonyság
Az egyik ok arra, hogy a gyártók ötvözetekké kombinálják a tiszta fémeket, a fémek fizikai tulajdonságainak megváltoztatása. A tiszta fémek túl törékenyek lehetnek ahhoz, hogy ellenálljanak a mindennapi használatnak, de ezek kombinálása erősebbé teheti őket. Mint egy tiszta fém, az arany olyan könnyen meghajlik és megnyúlik, hogy gyorsan deformálódna, ha gyűrűként készítenék és az ujján viselnék. Az ékszerkészítők az aranyat ezüsttel, rézzel vagy cinkkel kombinálva javítják a fém tartósságát és merevségét. Az arany hozzájárul szín- és korrózióállóságához, míg más fémek kínálják erejét. Az eredmény egy 14 karátos aranygyűrű, amely képes kezelni a mindennapi felhasználást.
Reakcióképesség
Természetes állapotukban néhány tiszta fém erősen reagál a környezetével, oxidálódva és futva, amíg stabil nem lesz. Ezeknek a fémeknek a kombinálása más kevésbé reaktív fémekkel megváltoztatja reakcióképességüket, meghosszabbítva a fém hasznos élettartamát. A rozsdamentes acélnak ez a neve van, mert nem rozsdásodik el könnyen, és nem kopik el úgy, mint egy vasszerszám. A fémek keverése lehetővé teszi, hogy kevésbé reaktívak és jobban megfeleljenek a gyártó igényeinek.
Tészta
A könnyűfémek, például az alumínium és a titán, csökkentik a tiszta fémek tömegét, amellyel kombinálódnak. Ezek a könnyebb ötvözetek létfontosságú szerepet játszanak a repülőgépiparban, mivel lehetővé teszik a gyártók számára, hogy könnyebb gépeket tervezzenek és építsenek. Egy könnyebb vadászgép több üzemanyagot, felszerelést és tüzérséget képes szállítani, mint egy nehezebb. Az alumínium könnyűfém keréktárcsák csökkentik a jármű teljes tömegét, hozzájárulva az üzemanyag-hatékonyság növeléséhez és a versenypályák sebességének növeléséhez.
Hőtűrés és olvadáspont
A fémek kombinálása megváltoztatja a hőtűrését. Mivel két vagy több tiszta fémből állnak, az ötvözetek nem rendelkeznek fix olvadásponttal. Ehelyett különféle hőmérsékleteken olvadnak össze. Az ötvözetek molekuláris szerkezete növelheti a fém általános olvadáspontját bármely alkotó féménél. A fém olvadáspontjának növelése fontos következményekkel jár ipari és kereskedelmi felhasználásokra. Az SR-71 Blackbird, korának egyik legfejlettebb felderítő repülőgépe titánötvözetek könnyű szerkezetétől függött, hogy ellenálljon a szuperszonikus repülések hőterhelésének.