Atomová struktura slitiny

, Author

DAVID POGUE (Technology Guru): Cín; symbol Sn; atomové číslo 50-50 protonů a 50 elektronů.

Přidáním cínu v malém množství k mědi vzniká bronz, první slitina kovů vyrobená člověkem. Bronz pomohl nastartovat celosvětový obchod a po vykování do nástrojů a zbraní hrál určující roli v říších starověku. Bronz pojmenoval celou epochu lidské civilizace. A i dnes se stále drží.

Tady je společnost The Verdin Company, 170 let starý rodinný podnik v Cincinnati ve státě Ohio.

Jsem tu, protože se chystají odlít několik zvonů. I když jsou k dispozici všechny ostatní moderní materiály, stále volí bronz. Chci vědět proč. Copak se po tolika letech neobjevilo něco lepšího?“

Ralph Jung se nabízí, že bronz obhájí.

RALPH JUNG (výrobce zvonů, The Verdin Company):

DAVID POGUE: Tak tohle vypadá jako hotový zvon. Tohle není zvon?

RALPH JUNG: Ano, vypadá. Tohle je jen vzor. Ano. Je vyroben z hliníku, takže se s ním opravdu snadno manipuluje.

DAVID POGUE: A co je na tom špatného? Hliník je dobrý: hliník nerezaví, hliník je lehký.

RALPH JUNG: Máš pravdu. Nemá.

DAVID POGUE: Proč z toho nevyrobíte zvonky?

RALPH JUNG: No, ten zvuk. Nemá to ten trvalý zvuk. A prostě…

DAVID POGUE: Nelíbí se ti, jak to zní?

RALPH JUNG: Ani ne. Taky to zní trochu plechově.

DAVID POGUE: Hej, díky moc, kámo.

RALPH JUNG: No, víš.

DAVID POGUE: Cvičil jsem.

RALPH JUNG: Ukážeme ti, jak zní skutečný zvon.

DAVID POGUE: Kvalita zvuku závisí na atomární struktuře materiálu. V čistých kovech jsou atomy uspořádány do uspořádaných řad a sloupců. Každý atom odevzdá část svých elektronů a vytvoří tak jakési moře těchto náhodně se pohybujících nabitých částic.

Jsou to právě tyto volně proudící elektrony, díky kterým jsou kovy vodivé. Když je umístíme do obvodu, záporně nabité částice se seřadí a tečou jako elektrický proud.

Moře elektronů také vytváří pružné kovové vazby mezi atomy. V mědi po sobě mohou snadno klouzat, což ji činí relativně měkkou a snadno promáčknutelnou, což není to pravé pro zvon. Proto Verdin používá tužší materiál.

RALPH JUNG: Takže to dáme sem dolů.

DAVID POGUE: Ralph vloží formu do kruhového ocelového pouzdra a pak prostor kolem ní vyplní směsí písku a epoxidu, aby vydržel sálavý žár horkého kovu.

Když tato společnost začínala, používala směs koňských žíní, hnoje a prakticky čehokoli jiného, co drželo tvar, aniž by hořelo, ale cíl byl stejný: vytvořit dutý tvar, který kopíruje vnitřní a vnější obvod zvonu.

Když odstraní hliník a spojí obě poloviny, zůstane na vnitřní straně prostor ve tvaru zvonu, připravený přijmout roztavený bronz.

RALPH JUNG: A to, co tu máme, Davide, jsou bronzové ingoty, které vkládáme do pece. Jak vidíš, jsou, jsou trochu těžší.

DAVID POGUE: Jo, je to jako…

RALPH JUNG: Průměrně váží asi 20 kg. To je, to je vlastně směs 80 procent mědi a 20 procent cínu. A to, co tu máme, je cín v surové formě. Takto se dostává ze země. Tohle je z Malajsie.

DAVID POGUE: Dobře.

RALPH JUNG: A máme tu kus mědi tak, jak se dostává ze země. A ta pochází z Jižní Afriky.

DAVID POGUE: Takže to je recept na bronz?

RALPH JUNG: Přesně.

DAVID POGUE: Takže máte měď plus cín rovná se bronz.

RALPH JUNG: Rovná se bronz, ano.

DAVID POGUE: Proč bys nemohl použít jeden z těch kovů samostatně? Proč nevyrábíte zvony jen z mědi?“

RALPH JUNG: Kdyby to bylo celé z mědi, bylo by to především příliš měkké a nedostali bychom ze zvonu ten zvuk, který chceme. Cín s mědí nám tu tvrdost dává.

DAVID POGUE: Přidání cínu do mědi během tavení mění vlastnosti kovu. Větší atomy cínu omezují pohyb atomů mědi, takže materiál je tvrdší.

Úder způsobí, že atomy vibrují, ale cín jim zabrání, aby se příliš vychýlily ze své polohy. Cín je pro zvon dobrý, ale jen ve správném poměru.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.