Slitina: Porovnání verzí

Aktuální verze z 22. 11. 2025, 05:58

-

Slitina je pevný materiál, který vzniká smícháním dvou nebo více prvků, z nichž alespoň jeden je kov. Vzniká nejčastěji tavením a následným ztuhnutím složek, čímž se vytvoří homogenní směs, obvykle ve formě pevného roztoku. Cílem výroby slitin je získat materiál s vylepšenými vlastnostmi, které čisté kovy nemají. Mezi tyto vlastnosti patří například vyšší tvrdost, pevnost, kujnost, odolnost vůči korozi nebo specifický bod tání.

Slitiny hrají klíčovou roli v technologickém pokroku lidstva a jejich použití je všudypřítomné, od stavebnictví a strojírenství přes letecký průmysl a elektroniku až po medicínu a šperkařství. Proces cíleného přidávání prvků do základního kovu se nazývá legování.

Historie

Využívání slitin má kořeny sahající až do pravěku. První cíleně vyráběnou slitinou byl bronz, jehož objev odstartoval dobu bronzovou. Lidé zjistili, že spojením mědi a cínu vzniká materiál, který je výrazně tvrdší a odolnější než samotná měď. První mince ražené v Lýdii kolem roku 650 př. n. l. byly vyrobeny z elektra, přírodní slitiny zlata a stříbra.

Ve starověkém Římě se systematicky vyráběly různé slitiny pro mincovnictví, jako mosaz (měď a zinek) pro sestercie a bronz pro mince nižší hodnoty. Výroba železa a později oceli (slitiny železa s uhlíkem) v době železné znamenala další technologickou revoluci.

Novověk přinesl vědecký přístup k tvorbě slitin. S rozvojem chemie a metalurgie v 18. a 19. století byly vyvinuty nové slitiny s přesně definovaným složením a vlastnostmi. Během průmyslové revoluce a zejména ve 20. století došlo k explozivnímu nárůstu výzkumu a vývoje slitin, což umožnilo konstrukci letadel (dural), mrakodrapů a jaderných reaktorů.

Vlastnosti slitin

Slitiny jsou navrhovány tak, aby měly specifické vlastnosti, které jsou výhodnější než vlastnosti jejich jednotlivých složek.

Mechanické vlastnosti: Slitiny jsou často pevnější a tvrdší než čisté kovy. Například ocel je výrazně pevnější než čisté železo. Některé slitiny, jako dural, mají vynikající poměr pevnosti k hmotnosti.
Teplotní vlastnosti: Na rozdíl od čistých kovů nemá většina slitin ostrý bod tání, ale taví se v určitém teplotním intervalu. Některé slitiny, známé jako eutektické, mají naopak teplotu tání nižší než jejich složky, což je výhodné například u pájek. Speciální superslitiny (např. na bázi niklu nebo kobaltu) si zachovávají pevnost i při extrémně vysokých teplotách a používají se v proudových motorech a plynových turbínách.
Chemická odolnost: Legováním lze výrazně zvýšit odolnost kovu proti korozi. Nejznámějším příkladem je nerezová ocel, slitina železa, chromu a niklu, která je odolná vůči rzi.
Elektrické a tepelné vlastnosti: Elektrická a tepelná vodivost slitin je obvykle nižší než u čistých kovů. Některé slitiny (např. nichrom) mají vysoký elektrický odpor a používají se pro výrobu topných těles.

Výroba slitin

Nejběžnější metodou výroby slitin je tavení, kdy se jednotlivé složky roztaví v peci, promíchají v tekutém stavu a následně se nechají ztuhnout.

Tavení v pecích: Podle množství a druhu slitiny se používají různé typy pecí (kelímkové, nístějové, elektrické). Tavenina musí být chráněna před oxidací, například pomocí ochranné atmosféry nebo vrstvy boraxu či dřevěného uhlí.
Prášková metalurgie: Tato metoda spočívá ve smíchání kovů ve formě prášků, jejich slisování za vysokého tlaku a následném spékání při teplotě pod bodem tání hlavní složky.
Iontová implantace: Moderní technika, při které jsou ionty legujícího prvku "vstřelovány" do povrchové vrstvy základního kovu.
Mechanické legování: Proces probíhající za studena v kulových mlýnech, kde dochází k opakovanému svařování a lámání částic práškových kovů.

Dělení slitin

Slitiny lze dělit podle různých kritérií, nejčastěji podle základního kovu nebo podle počtu složek.

Podle základního kovu

Slitiny železa: Nejrozšířenější skupina, kam patří ocel (s uhlíkem) a litina. Legované oceli obsahují další prvky jako chrom, nikl, mangan, wolfram nebo vanad pro dosažení specifických vlastností (např. nerezová ocel, nástrojová ocel).
Slitiny mědi: Historicky významné slitiny. Patří sem bronz (měď a cín) a mosaz (měď a zinek). Dalšími příklady jsou alpaka (měď, nikl, zinek) nebo konstantan.
Slitiny hliníku: Jsou lehké, pevné a odolné proti korozi. Nejznámější je dural (hliník, měď, hořčík, mangan), který se hojně využívá v leteckém a automobilovém průmyslu. Dalšími jsou například hydronalium (s hořčíkem) a silumin (s křemíkem).
Slitiny niklu: Vynikají odolností vůči vysokým teplotám a korozi. Používají se v chemickém průmyslu a pro součásti proudových motorů.
Slitiny zinku: Využívají se pro přesné lití pod tlakem (např. na karburátory) a jako ložiskové kovy.
Slitiny hořčíku: Jsou extrémně lehké (např. elektron), ale jsou hořlavé.
Slitiny titanu: Jsou lehké, velmi pevné a biokompatibilní, proto se používají v letectví, kosmonautice a pro výrobu lékařských implantátů.

Podle počtu složek

Binární slitiny: Skládají se ze dvou prvků (např. mosaz - Cu, Zn).
Ternární slitiny: Skládají se ze tří prvků (např. alpaka - Cu, Ni, Zn).
Kvarternární slitiny: Skládají se ze čtyř prvků.
Vícesložkové (komplexní) slitiny: Obsahují pět a více prvků.

Zdroje

Související články