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Cuando se alea cobre y aluminio, el material resultante es una aleación de metal , una mezcla que carece de una fórmula química fija. En cambio, las aleaciones se definen por los porcentajes en peso de los metales que los constituyen.
A 550 °C (1022 °F), el cobre líquido se disuelve en aluminio fundido, formando una solución sólida homogénea. Esta solución puede contener hasta un 5,6% de cobre en peso, la máxima solubilidad antes de la saturación. El enfriamiento reduce la solubilidad del cobre, lo que lleva la solución a un estado sobresaturado.
Durante el enfriamiento, los átomos de cobre se difunden a través de la matriz de aluminio y precipitan como el compuesto intermetálico CuAl2. . Esta fase tiene una estequiometría fija (dos átomos de aluminio por cada átomo de cobre) y representa un 49,5% de aluminio en peso, lo que le da una fórmula química definitiva.
La cristalización de CuAl2 altera los planos de deslizamiento en la red de aluminio, un mecanismo conocido como endurecimiento por precipitación. . Al controlar cuidadosamente el perfil de temperatura y tiempo durante el procesamiento, los fabricantes pueden maximizar este efecto de endurecimiento, lo que da como resultado aleaciones de cobre y aluminio más resistentes.
Además de CuAl2, el sistema puede producir los intermetálicos CuAl y Cu9Al4 durante períodos de tiempo prolongados y bajo condiciones térmicas específicas. Su apariencia depende de la velocidad de enfriamiento exacta, el tiempo de residencia y la composición local dentro de la aleación.
