โลหะผสม คือสารที่ทำโดยการหลอมธาตุตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปเข้าด้วยกัน โดยอย่างน้อย 1 ชนิดในนั้นจะเป็นโลหะ มันมีคุณสมบัติเป็นโลหะและนำไปใช้ในการใช้งานที่หลากหลายเนื่องจากมีคุณภาพที่ดีขึ้นเมื่อเทียบกับโลหะบริสุทธิ์ โลหะผสมมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมต่างๆ รวมถึงยานยนต์ การบินและอวกาศ การก่อสร้าง และอิเล็กทรอนิกส์ โดยมีข้อดีต่างๆ เช่น ความแข็งแกร่งที่เพิ่มขึ้น ความต้านทานการกัดกร่อน และความคล่องตัว
การสร้างโลหะผสมนั้นเกิดจากความจำเป็นในการปรับปรุงคุณสมบัติของโลหะบริสุทธิ์ แม้ว่าโลหะจะมีคุณสมบัติที่มีคุณค่า เช่น การนำไฟฟ้า ความอ่อนตัว และความเหนียว แต่ก็มีข้อจำกัด เช่น ความอ่อนหรือไวต่อการกัดกร่อน ด้วยการขึ้นรูปโลหะผสม เราสามารถปรับปรุงคุณสมบัติที่ต้องการของโลหะและลดจุดอ่อนของโลหะได้ ส่งผลให้ได้วัสดุที่เหมาะกับการใช้งานเฉพาะด้านมากขึ้น
ตัวอย่างเช่น ทองคำบริสุทธิ์ อ่อนเกินไปสำหรับการใช้งานหลายอย่าง รวมถึงการทำเครื่องประดับด้วย ด้วยการผสมโลหะอย่างเงินและทองแดง เราจึงสร้าง โลหะผสมทอง ที่มีความทนทานมากขึ้น โดยยังคงความแวววาวของทองคำบริสุทธิ์ไว้ได้ในขณะเดียวกันก็เหมาะสำหรับการสวมใส่ในชีวิตประจำวัน
โลหะผสมสามารถจัดหมวดหมู่ตามองค์ประกอบและวิธีการที่ใช้สร้างโลหะผสม ประเภทหลัก ได้แก่ :
นอกจากนี้ โลหะผสมอาจเป็น เหล็ก หรือ ไม่ใช่เหล็ก ขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของเหล็ก โลหะผสมที่เป็นเหล็ก เช่น เหล็กกล้าและเหล็กกล้าไร้สนิม มีธาตุเหล็กและมีความแข็งแรงและความทนทานสูง โลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก เช่น บรอนซ์ (ทองแดงและดีบุก) และทองเหลือง (ทองแดงและสังกะสี) ไม่มีธาตุเหล็กและมีค่าความต้านทานต่อการกัดกร่อนและการนำไฟฟ้า
โดยทั่วไปแล้วโลหะผสมจะถูกผลิตขึ้นโดยผ่านกระบวนการหลอมและผสมโลหะที่เป็นส่วนประกอบที่อุณหภูมิสูง กระบวนการนี้ประกอบด้วย:
วิธีนี้ช่วยให้อะตอมของธาตุผสมกระจายตัวภายในโครงสร้างโลหะได้อย่างสม่ำเสมอ ส่งผลให้วัสดุมีความสม่ำเสมอและมีคุณภาพดีขึ้น
การสร้างโลหะผสมช่วยเพิ่มคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีต่างๆ ของโลหะ การปรับปรุงเหล่านี้ช่วยให้โลหะผสมทำงานได้ดีขึ้นในการใช้งานเฉพาะดังต่อไปนี้:
โลหะผสมแต่ละชนิดได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะ โดยเน้นย้ำถึงความสำคัญของการทำความเข้าใจคุณสมบัติและพฤติกรรมของโลหะชนิดต่างๆ และปฏิกิริยาระหว่างกันในรูปแบบโลหะผสม
แม้ว่าการทดลองกับโลหะผสมในห้องปฏิบัติการมาตรฐานหรือในห้องเรียนอาจเกี่ยวข้องกับข้อกังวลด้านความปลอดภัยและอุปกรณ์เฉพาะทาง การทำความเข้าใจหลักการเบื้องหลังการก่อตัวของโลหะผสมอาจเป็นแนวทางที่ให้ความกระจ่างแจ้ง สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือการผลิตโลหะผสมเกี่ยวข้องกับการจัดการโลหะหลอมเหลวที่อุณหภูมิสูง ซึ่งต้องอาศัยความรู้ระดับมืออาชีพและข้อควรระวังด้านความปลอดภัย
ในบริบททางอุตสาหกรรม การทดลองกับโลหะผสมจะดำเนินการเพื่อตรวจสอบว่าสัดส่วนของโลหะที่เป็นส่วนประกอบที่แตกต่างกันส่งผลต่อคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายอย่างไร การทดลองเหล่านี้ช่วยในการค้นพบโลหะผสมใหม่ๆ ที่มีคุณสมบัติที่เหนือกว่าสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย
โลหะผสมถือเป็นแง่มุมพื้นฐานของวัสดุศาสตร์ โดยผสมผสานคุณสมบัติที่ต้องการของโลหะเพื่อผลิตวัสดุที่ตอบสนองความต้องการเฉพาะของมนุษย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าโลหะบริสุทธิ์เพียงอย่างเดียว ตั้งแต่คานเหล็กที่รองรับอาคารของเราไปจนถึงสายไฟทองแดง-อลูมิเนียมที่ส่งกระแสไฟฟ้า โลหะผสมถือเป็นส่วนสำคัญในสังคมยุคใหม่ การพัฒนาขึ้นอยู่กับความเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับคุณสมบัติของโลหะและผลกระทบขององค์ประกอบโลหะผสมต่างๆ ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรสามารถปรับแต่งวัสดุให้เหมาะกับการใช้งานที่หลากหลายมากขึ้นเรื่อยๆ
การทำความเข้าใจโลหะผสมและคุณสมบัติของโลหะผสมจะทำให้เกิดความเป็นไปได้ใหม่ๆ สำหรับนวัตกรรมในหลายสาขา รวมถึงการขนส่ง การก่อสร้าง อิเล็กทรอนิกส์ และอื่นๆ ในขณะที่การวิจัยยังคงมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง เราก็สามารถคาดหวังการค้นพบโลหะผสมใหม่ๆ ที่จะขยายขอบเขตของสิ่งที่เป็นไปได้ด้วยวัสดุศาสตร์ต่อไป
