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Lorsque le cuivre et l'aluminium sont alliés, le matériau résultant est un alliage métallique. , un mélange dépourvu de formule chimique fixe. Au lieu de cela, les alliages sont définis par les pourcentages en poids de leurs métaux constitutifs.
À 550°C (1 022°F), le cuivre liquide se dissout dans l’aluminium fondu, formant une solution solide homogène. Cette solution peut contenir jusqu'à 5,6 % de cuivre en poids, soit la solubilité maximale avant saturation. Le refroidissement réduit la solubilité du cuivre, entraînant la solution dans un état sursaturé.
Lors du refroidissement, les atomes de cuivre diffusent à travers la matrice d'aluminium et précipitent sous forme de composé intermétallique CuAl2. . Cette phase a une stœchiométrie fixe (deux atomes d'aluminium pour chaque atome de cuivre) et représente 49,5 % d'aluminium en poids, ce qui lui donne une formule chimique définitive.
La cristallisation de CuAl2 perturbe les plans de glissement dans le réseau d'aluminium, un mécanisme connu sous le nom de durcissement par précipitation. . En contrôlant soigneusement le profil température-temps pendant le traitement, les fabricants peuvent maximiser cet effet de durcissement, ce qui permet d'obtenir des alliages cuivre-aluminium plus résistants.
En plus du CuAl2, le système peut produire les intermétalliques CuAl et Cu9Al4 sur des périodes prolongées et dans des conditions thermiques spécifiques. Leur apparence dépend de la vitesse de refroidissement exacte, du temps de séjour et de la composition locale au sein de l'alliage.
