合金

2種類以上の金属からなるもの。純粋な金属ほどではないが、金属性の光沢をもち、熱と電気伝導性にすぐれている。金属のほかに非金属をふくむ化合物、とくに炭素をふくむ化合物も合金とよばれ、なかでも鉄の合金で2.0%以下の炭素をふくむもの(鋼とよばれる)はひじょうに重要な材料である。

合金の性質は、その構成元素とはまったくことなる場合が多く、強度や耐食性などの性質が、個々の金属よりも合金のほうがいちじるしくすぐれていることもある。そのために、純粋な金属より合金のほうがよりひろく使用されている。鋼は、ほぼ純粋な鉄といえる錬鉄よりかたくて強靭であり、ずっと頻繁に使用されている。クロム、マンガン、モリブデン、ニッケル、タングステンおよびバナジウムといった金属と鋼の混合物である合金鋼は、鋼そのものよりかたくて強靭であり、鉄や鋼より耐食性もすぐれている。ロケット、宇宙船、超音速飛行機などの船体やエンジンに使用される材料は、軽量で、きわめて強く、超高温にたえうる特別の性質が要求される。高温にたえて、しかも全体の重量をへらすために軽量で強度の高いアルミニウム、ベリリウムおよびチタンの合金が開発されている。地球の大気圏に再突入する際に生じる熱にたえるため、宇宙船にはタンタル、ニオブ、タングステン、コバルトおよびニッケルといった、耐熱性金属をふくむ合金が使用されている。

ベリリウム、ホウ素、ニオブ、ハフニウムおよびジルコニウムといった金属をふくむ特殊合金は核物質を吸収する性質をもっており、核反応炉に使用されている。ニオブ–スズ合金は超低温での超伝導体として使用されており、沸騰塩水の腐食作用にたえるよう設計された銅、ニッケルおよびチタンの特殊合金は淡水化プラントに使用されている。

従来、ほとんどの合金は溶融材料を混合することにより製造されているが、最近では、特殊な性質をもつ合金の製造に粉末冶金法が重要となってきた。粉末冶金法では、乾燥した原料粉末を混合し、それらを高圧下で圧縮成形し、融点よりわずかに低い温度に加熱することにより均一な固体合金が製造される。この方法によって大量生産するとコストを大幅にさげることができる。粉末冶金によって製造できるようになった合金にサーメットがある。金属と炭素(炭化物)、ホウ素(ホウ化物)、酸素(酸化物)、ケイ素(ケイ化物)、窒素(窒化物)との合金サーメットは、セラミック化合物の高温における強度、安定性および耐酸化性と金属の延性および耐衝撃性をあわせもっている。

スターリング銀、14金、ホワイトゴールド、白金–イリジウムは貴金属合金であり、バビットメタル、黄銅、青銅、ダウメタル、洋白、砲金、モネルメタル、シロメ、はんだは準貴金属合金である。水銀と他の金属との合金はアマルガムとよばれている。

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