السبائك المواد المتطورة

بقلم: أندي إكستانس

إذا التقطت شيئاً مصنوعاً من معدن أو يحتوي عليه، فغالباً ما سيكون سبيكة Alloy. ويؤكد هذا الحقيقة غير المعروفة بأن السبائك تؤدي دورا حيويا في جعل حياتنا حاليا حياة مريحة.
فالسبائك هي مزيج من العناصر الكيميائية التي يكون فيها أحد العناصر على الأقل معدناً. وعلى عكس الذرات الموجودة في جزيئات مثل الماء، فهي عادة ما تكون غير مرتبطة كيميائياً ببعضها البعض. وبدلا من ذلك، فهي توجد جنبا إلى جنب. ولخلط ذرات المعادن معاً بهذه الطريقة، يجب على الشخص صهر واحد من الفلزات، والذي لا يحدث عادة إلا عند درجات حرارة عالية جداً. ويعني هذا أنه من الصعب جداً صناعة السبائك، ولكن النتيجة تستحق الجهد المبذول. وقد يؤدي خلط فلزين معاً إلى تحسين كبير لما يمكن لكل منهما القيام به بمفرده. مثلاً، تكون معظم الفلزات النقية لينة إلى حد ما، ومن ثم لا تصلح لصنع الأدوات الشديدة التحمل مثل المطارق أو السكاكين؛ ذلك لأن طبقات الذرات التي تشكلها قد تنزلق بسهولة فوق بعضها البعض. وقد يؤدي خلط ذرات بأحجام مختلفة إلى منع الانزلاق، إذ تجد الذرات الأصغر صعوبة في تجاوز الذرات الأكبر. وتدور الذرات الأصغر في الفجوات بين الذرات الأكبر، مما يصنع سبائك ‘خلالية’ Interstitial alloys. وفي بعض الأحيان تكون العناصر المختلفة المختلطة ،متشابهة في الحجم الذري، ويتبادل عنصر واحد فقط ذراته مع النوع الآخر. تعرف هذه بـسبائك ‘الاستبدال’ Substitution alloys.
لدينا حاليا الكثير من السبائك المفيدة، ولكن ربما لا تزال هناك سبائك أخرى لم نكتشفها بعد. وفي وجود أكثر من 80 فلزاً في الجدول الدوري للعناصر، وإمكانية مزج العناصر غير الفلزية، فهناك الكثير من الاحتمالات!