* 結晶構造: 銅と亜鉛は異なる結晶構造を持っています。銅には顔中心の立方体(FCC)構造があり、亜鉛には六角形の密集(HCP)構造があります。この違いにより、亜鉛原子が銅格子に適合することが困難になります。
* サイズの違い: 亜鉛原子は銅原子よりも大きい。このサイズのミスマッチは、銅格子に溶解する能力をさらに妨げます。
ただし、銅の亜鉛の *限定的な *溶解度を高める方法があります:
1。温度: 温度を上げると、銅の亜鉛の溶解度が向上する可能性があります。これは、より高い熱エネルギーにより、原子が拡散と銅格子に置換のためのエネルギー障壁を克服できるためです。ただし、高温であっても、溶解度は比較的低いままです。
2。合金要素: 特定の合金要素を導入すると、銅の亜鉛の溶解度が向上する可能性があります。たとえば、少量のアルミニウム、ニッケル、またはスズを追加すると、銅格子の亜鉛原子を安定させるのに役立ちます。
3。機械処理: コールドワーキングやローリングのような技術は、銅に格子欠陥を導入する可能性があり、亜鉛原子が構造内の場所を見つけやすくなります。
重要なメモ:
* 固体溶解度制限: 銅に溶解できる亜鉛の量には制限があります。 上記の要因があっても、銅の亜鉛の最大固形溶解度は比較的低い(高温では約30%)。
* 位相図: 銅への亜鉛の溶解度は、Cu-Zn相図を調べることでさらに理解できます。この図は、さまざまな構成や温度で形成されるさまざまなフェーズを示しています。
* 真鍮: 銅への亜鉛の溶解度は限られていますが、2つの金属の組み合わせは、望ましい特性を備えた貴重な合金である真鍮を形成します。
この文脈での「溶解度」という用語は、亜鉛が銅格子に溶解して固体を形成する能力を指していることを覚えておくことが重要です。必ずしも完全な融解や溶解ではありません。