السبيكة مادة تتكون من فلز وعنصر آخر واحد على الأقل. تحتوي معظم السبائك على كمية كبيرة من الفلز الرئيسي أو فلز الأساس، وكميات أقل من المكونات الأخرى، التي قد تكون فلزات أو لافلزات مثل الكربون والسليكون. والعديد من الفلزات النقية لينة جدًا، أو تصدأ بسهولة، أو بها عيوب أخرى. ولكن هذه العيوب يمكن التغلب عليها بمزج هذه الفلزات بعناصر أخرى. وقد تحتوي السبيكة الواحدة على ثلاث أو أربع مواد مختلفة، أو أكثر.
ويصنع الناس السبائك عادة بصهر فلز الأساس، وإضافة المكونات الأخرى إليه، حيث تترك السبيكة السائلة بعد ذلك لتبرد وتتصلب. وتشكل العديد من السبائك إلى شكل نهائي بعد تبريدها. وتصنع سبائك أخرى دون صهر فلز الأساس. فالمصنعون، على سبيل المثال، يمزجون مساحيق بعض الفلزات معًا، ويسخنونها تحت ضغط، حيث يؤدي ذلك إلى امتزاج جسيمات المساحيق لتكوين السبيكة.
خصائص السبائك
تتكون السبائك من بلورات دقيقة تسمى الحبيبات. وتتراص ذرات كل حبيبة في ترتيب هندسي خاص، وتميل كل حبيبة بطريقة تختلف عن ميلان الحبيبات المجاورة. ويتحكم المصنعون في أحجام الحبيبات بالطرق التي يتبعونها في تسخين المادة وتشكيلها وتبريدها. فالحبيبات الصغيرة، على سبيل المثال، تكوِّن سبائك قوية. وتحدد الحدود الفاصلة بين الحبيبات أيضًا خصائص السبيكة، حيث يمكن أن تصبح مناطق ضعف عندما تكون السبيكة محتوية على شوائب، أو عندما يستخدم الناس السبيكة عند درجات حرارة عالية أو مع مواد كيميائية ضارة.
وهناك نوعان من السبائك 1- سبائك الطور الواحد 2- السبائك المتعددة الأطوار. وتتكون سبائك الطور الواحد من حبيبات ذات تركيب متشابه. وفي هذه السبائك يذوب فلز في فلز آخر بنفس الطريقة التي يذوب بها الملح في الماء. ويكون خلط النحاس والنيكل بكل النسب سبيكة طور واحد.
وتتكون السبائك المتعددة الأطوار من عدة أنواع من الحبيبات ممتزجة بعضها ببعض. وفي هذه السبائك تترابط الذرات المختلفة معًا بطرق مختلفة لتكوين مركبات قوية ومستقرة. وتتشابه نسب الفلزات المكونة لنوع معين من الحبيبات داخل السبيكة المتعددة الأطوار، ولكنها تختلف عن نسب الفلزات المكونة للأنواع الأخرى من الحبيبات. فالفولاذ سبيكة متعددة الأطوار، تحتوي على بعض حبيبات الحديد المحتوية على كميات قليلة من الكربون، وحبيبات أخرى من مركب كيميائي يسمى كربيد الحديد، يتكون من ذرة كربون واحدة مقابل كل ثلاث ذرات حديد.
ومعظم السبائك أقوى وأصلب من الفلزات النقية المكونة لها. وهي أيضًا ذات درجات انصهار أقل من درجات انصهار الفلزات النقية. ومعظم السبائك أقل قابلية للتشكل، مقارنة بالفلزات النقية؛ أي يصعب طرقها إلى أشكال مختلفة، أو طيها إلى ألواح، أو سحبها إلى أسلاك. ولكن بعض السبائك الفائقة اللدونة ذات قابلية كبيرة للتشكل. والقليل من السبائك جيدة التوصيل للكهرباء مثل الفلزات النقية، ولكن بعض السبائك الفائقة التوصيل موصلات ممتازة للكهرباء.
ويصنع الناس السبائك عادة بصهر فلز الأساس، وإضافة المكونات الأخرى إليه، حيث تترك السبيكة السائلة بعد ذلك لتبرد وتتصلب. وتشكل العديد من السبائك إلى شكل نهائي بعد تبريدها. وتصنع سبائك أخرى دون صهر فلز الأساس. فالمصنعون، على سبيل المثال، يمزجون مساحيق بعض الفلزات معًا، ويسخنونها تحت ضغط، حيث يؤدي ذلك إلى امتزاج جسيمات المساحيق لتكوين السبيكة.
خصائص السبائك
تتكون السبائك من بلورات دقيقة تسمى الحبيبات. وتتراص ذرات كل حبيبة في ترتيب هندسي خاص، وتميل كل حبيبة بطريقة تختلف عن ميلان الحبيبات المجاورة. ويتحكم المصنعون في أحجام الحبيبات بالطرق التي يتبعونها في تسخين المادة وتشكيلها وتبريدها. فالحبيبات الصغيرة، على سبيل المثال، تكوِّن سبائك قوية. وتحدد الحدود الفاصلة بين الحبيبات أيضًا خصائص السبيكة، حيث يمكن أن تصبح مناطق ضعف عندما تكون السبيكة محتوية على شوائب، أو عندما يستخدم الناس السبيكة عند درجات حرارة عالية أو مع مواد كيميائية ضارة.
وهناك نوعان من السبائك 1- سبائك الطور الواحد 2- السبائك المتعددة الأطوار. وتتكون سبائك الطور الواحد من حبيبات ذات تركيب متشابه. وفي هذه السبائك يذوب فلز في فلز آخر بنفس الطريقة التي يذوب بها الملح في الماء. ويكون خلط النحاس والنيكل بكل النسب سبيكة طور واحد.
وتتكون السبائك المتعددة الأطوار من عدة أنواع من الحبيبات ممتزجة بعضها ببعض. وفي هذه السبائك تترابط الذرات المختلفة معًا بطرق مختلفة لتكوين مركبات قوية ومستقرة. وتتشابه نسب الفلزات المكونة لنوع معين من الحبيبات داخل السبيكة المتعددة الأطوار، ولكنها تختلف عن نسب الفلزات المكونة للأنواع الأخرى من الحبيبات. فالفولاذ سبيكة متعددة الأطوار، تحتوي على بعض حبيبات الحديد المحتوية على كميات قليلة من الكربون، وحبيبات أخرى من مركب كيميائي يسمى كربيد الحديد، يتكون من ذرة كربون واحدة مقابل كل ثلاث ذرات حديد.
ومعظم السبائك أقوى وأصلب من الفلزات النقية المكونة لها. وهي أيضًا ذات درجات انصهار أقل من درجات انصهار الفلزات النقية. ومعظم السبائك أقل قابلية للتشكل، مقارنة بالفلزات النقية؛ أي يصعب طرقها إلى أشكال مختلفة، أو طيها إلى ألواح، أو سحبها إلى أسلاك. ولكن بعض السبائك الفائقة اللدونة ذات قابلية كبيرة للتشكل. والقليل من السبائك جيدة التوصيل للكهرباء مثل الفلزات النقية، ولكن بعض السبائك الفائقة التوصيل موصلات ممتازة للكهرباء.
