סגסוגת

סגסוגת, מֶסֶג או נתך היא שילוב של שני יסודות או יותר, אשר לפחות אחד מהם הוא מתכת, וגם תוצאת השילוב היא בעלת תכונות מתכתיות, ומתאפיינת בקשר מתכתי. החומר המתכתי הנוצר הוא לרוב בעל תכונות שונות באופן משמעותי מרכיביו. היסודות בסגסוגת עשויים להיות מפוזרים באופן אחיד, כתמיסה מוצקה, או באופן לא אחיד, עם אזורים (פאזות) עשירים פחות או יותר באחד המרכיבים. בדרך כלל מייצרים סגסוגות על ידי התכת המרכיבים בטמפרטורה גבוהה מנקודת ההתכה שלהם, אולם ניתן לייצר סגסוגות מסוימות גם בטיפול מכני, בטמפרטורה נמוכה (Mechanical alloying).

תכונות

הסגסוגת "יורשת" חלק מתכונות היסודות המרכיבים אותה, בדרך כלל תכונות פיזיקליות כגון צפיפות, תגובתיות והולכה חשמלית ותרמית.

לעומת זאת, תכונות הנדסיות כגון מאמץ מתיחה, מודול יאנג וכוח גזירה עשויות להיות שונות בתכלית מן התכונות של החומרים המרכיבים את הסגסוגת. בין שאר הגורמים, הדבר נגרם עקב שונות גודל האטומים בתוך הסגסוגת - אטומים גדולים יפעילו כוח דוחס על אטומים שכנים, ואילו אטומים קטנים יותר יפעילו כוחות מותחים על שכניהם. בניגוד למתכות טהורות, שם האטומים חופשיים יותר לזוז, תכונה זו עוזרת לסגסוגת להתנגד לעיוותים.

בניגוד למתכות טהורות, לרוב הסגסוגות אין נקודת היתוך אחת. במקום זאת, יש להן טווח היתוך שבו החומר הוא תערובת של מוצק ונוזל. הטמפרטורה שבה ההתכה מתחילה נקראת מוצקיות (solidus), וזאת שבה ההתכה מושלמת נקראת נוזליות (liquidus).

סוגי סגסוגות

סגסוגת המורכבת משני מרכיבים נקראת סגסוגת שניונית (בינארית), סגסוגת המורכבת משלושה מרכיבים נקראת סגסוגת שלישונית, וסגסוגת המורכבת מארבעה מרכיבים נקראת סגסוגת רביעונית.

ברוב הסגסוגות השניוניות יש יחס מסוים בין אחוזי שני המרכיבים בסגסוגת שבו יש רק נקודת התכה אחת ונקודה זאת נקראת "נקודה יוטקטית" (eutectic). סגסוגות שיש להן נקודה יוטקטית נקראות סגסוגות יוטקטיות.

שימוש

כבלי פלדה

מסגים מתוכננים כך שיהיו להם תכונות יותר רצויות מן המרכיבים שלהם. למשל, פלדה היא מסג מברזל ופחמן, החזק יותר מברזל.

מסגים מסוימים הם בשימוש כל כך נרחב ביחס למתכות הבסיס שמהן הם עשויים שהשם של המתכת העיקרית שמרכיבה את המסג הוא השם של המסג. למשל, זהב 14 קרט (58%) הוא מסג של זהב עם יסודות אחרים. בדומה, הכסף בתעשיית התכשיטים והאלומיניום אשר משמש כחומר בנייה הם גם מסג.

לגילוי המסגים חשיבות רבה בהתפתחות הטכנולוגיה והתרבות. גילוי תהליך יצור הארד (ברונזה) באלף השלישי לפני הספירה, הביא לשינוי חשוב ביותר בהתפתחות האדם שהביא להגדרת התקופה כתקופת הברונזה. להמצאת מסג הדוראלומין (Duralumin) אשר מורכב משילוב של אלומיניום, נחושת ומגנזיום ב-1909, הייתה השפעה מכרעת על התפתחות התעופה, מאחר שהמסג החדש קל בהרבה מהפלדה וחזק בהרבה מהאלומיניום.

דוגמאות לסגסוגות ומרכיביהן העיקריים

• יצוין, כי רשימה זו היא דוגמה בלבד. קיימות אלפי סגסוגות ולא ניתן לבנות רשימה המכילה את כולן.

שם	רכיבים עיקריים
אלפקה	נחושת וניקל
ארד (ברונזה)	נחושת ובדיל
דורלומין (Duralumin)	אלומיניום ונחושת
כסף סטרלינג	כסף ונחושת
מגנליום (Magnalium)	מגנזיום ואלומיניום
מתכת הלחמה (Solder)	בדיל ועופרת
סילומין (Silumin)	אלומיניום וצורן
פיוטר	בדיל ונחושת
פלדה	ברזל ופחמן
פליז	נחושת ואבץ
קובר (Kovar)	ברזל, ניקל וקובלט
קופרניקל (Cupronickel)	נחושת וניקל
ניכרום (Nichrome)	ניקל וכרום

קישורים חיצוניים

• סגסוגת, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)
• סגסוגות, דף שער בספרייה הלאומית