Le leghe metalliche sono realizzate combinando due o più elementi, di cui almeno uno è un metallo. Queste leghe presentano caratteristiche uniche, differenti da quelle dei singoli componenti e sono state utilizzate sin dall’antichità per soddisfare le esigenze dell’uomo, contribuendo al progresso della civiltà.
Il bronzo, la prima lega metallica conosciuta, è stato impiegato per creare armi e utensili in sostituzione del rame, che per la sua fragilità non era adatto a tali scopi. Le leghe metalliche possono essere classificate come soluzioni solide omogenee, leghe eterogenee e composti intermetallici in base alle interazioni tra gli ioni.
Le soluzioni solide sono miscugli omogenei in cui i componenti sono distribuiti in modo uniforme con gli ioni del soluto che sostituiscono altrettanti ioni del solvente nel reticolo cristallino. Questo tipo di lega è chiamata lega di sostituzione e si verifica quando gli ioni dei due metalli hanno dimensioni simili. Un esempio classico di lega di sostituzione è l’ottone.
Gli atomi che possono formare leghe di sostituzione devono avere raggi atomici che differiscono di non più del 15%. A causa delle lievi differenze nelle dimensioni e nella struttura elettronica, gli atomi meno abbondanti causano una distorsione del reticolo, ostacolando il flusso di elettroni e conferendo alla lega caratteristiche diverse rispetto all’elemento puro.
Nelle leghe interstiziali, invece, atomi di dimensioni ridotte si inseriscono nelle cavità del reticolo cristallino del metallo principale. Questa interferenza limita la conducibilità elettrica, rendendo la lega più dura e resistente. Un esempio comune di lega interstiziale è l’acciaio, in cui gli atomi di carbonio si adattano agli interstizi della matrice di ferro.
Ecco un’immagine che mette in evidenza le differenze tra i due tipi di leghe:
