Разница между сплавом и композитом

Как сплавы, так и композиты представляют собой, по меньшей мере, две составляющие смеси. Тем не менее, между ними есть еще несколько различий, которые делают их подходящими для различных применений. Сплав представляет собой комбинацию двух или более компонентов, один из которых должен быть металлическим. Целью объединения этих двух (или более) ингредиентов является создание смеси, которая будет иметь значительно отличающиеся (лучшие) качества, чем изолированные компоненты. Тем не менее, настоящие технологии часто имеют требования, которые не могут быть удовлетворены обычными сплавами. Многие отрасли сегодня нуждаются в материалах, которые характеризуются лучшими механическими свойствами, такими как низкая плотность, высокая прочность, устойчивость к истиранию и коррозии. Эта комбинация свойств может быть реализована с композитными материалами.

Композиты, аналогично, представляют собой комбинацию двух или более ингредиентов, но металлы не обязательно включены в их образование. Эти составляющие (которые как физически, так и химически разнообразны) объединяются, чтобы создать композицию, более прочную, чем исходные элементы. Помимо синтетических (искусственных) композитов, существуют также натуральные композиты (например, дерево, кости и зубы)..

Что такое сплав?

Металлы и сплавы - это материалы, которые характеризуются рядом специфических особенностей, благодаря которым они стали основой современных технологий. Металлы состоят из чистого химического элемента с небольшим количеством других элементов. Они характеризуются характерным металлическим блеском, повышенной электрической и теплопроводностью, хорошими механическими свойствами, устойчивостью к электрохимическим воздействиям и повышенным температурам, восприимчивостью к обработке различными методами (обработкой) как в холодных и нагретых условиях и так далее. Все перечисленные характеристики обусловлены свойствами внутренней структуры атомов и их взаимосвязей. Плотность металла составляет от 0,59 г / см³ (литий) и 22,4 г / см³ (осмий). Металл с самой высокой температурой плавления - вольфрам (3400⁰В), а ртуть - с самым низким (- 39⁰C).

Сплавы представляют собой сложные материалы, состоящие из основного элемента и металлов или неметаллов. Легирующие элементы называются компонентами сплава, а их количество и особенности определяют сложность сплава и его характеристики. Металл (по меньшей мере, один) входит в состав сплавов (например, бронза: сплав меди и олова, сталь: сплав железа и углерода и т. Д.). Сплавы приобретают совершенно новые характеристики, которые отличаются от характеристик их компонентов: более благоприятные механические свойства, повышенная коррозионная стойкость, изменение цвета, улучшенная способность к обработке и т. Д. Большинство сплавов получают путем плавления компонентов, но существуют и другие методы, такие как хорошо - так обстоит дело с металлокерамическими сплавами, которые изготавливаются путем спекания.

В промышленной практике чистые металлы часто заменяются сплавами. Причин множество: технически чистые металлы трудно получить в очищенном состоянии, они дороги, как правило, имеют низкую демпфирующую способность и уровни прочности, неблагоприятные химические и физические свойства, часто трудно обрабатывать стандартными методами обработки и многими другими.

Что такое композит?

Композиты формируются из композитных материалов, например путем литья, ламинирования или экструдирования. Композитный материал - это тип материала, состоящий из комбинации двух или более простых (монолитных) материалов, в котором отдельные компоненты сохраняют свою отличительную идентичность. Композитный материал обладает свойствами, отличными от свойств его компонентов - простых материалов. Это часто означает, что физические свойства улучшаются, потому что основной технологический интерес заключается в получении материалов с улучшенными физическими (обычно механическими) свойствами по отношению к свойствам компонентов. В принципе в композиционном материале есть две фазы (компоненты): матрица и армирование. Эти сегменты имеют существенно отличающиеся механические свойства. Матрица мягче и служит наполнителем для достижения стабильности формы твердой фазы. Армирование является твердым и твердым компонентом. В зависимости от матрицы композиты делятся на: металлы, керамику и полимеры. Все составляющие могут быть непрерывными или могут быть распределены в непрерывной матрице. В последнем случае необходимо установить нижний предел для размера дисперсной фазы, ниже которого материал считается монолитным. Примеры часто используемых композитов:

• с добавлением частиц - твердые шлифовальные частицы оксида алюминия из оксида алюминия Al2O3 или карбида кремния SiC, связанные стеклянной или полимерной матрицей в сплошную пластину;
• с добавлением волокна - пластик (эпоксидная или полиэфирная смола), армированный стекловолокном;
• структурный композит - чередующиеся слои в «фанере» из тонких слоев дерева и древесного клея (полимер).

Сплавы имеют следующие преимущества:

• низкий вес
• отличная устойчивость к усталостным нагрузкам
• высокая термостойкость
• очень продолжительный
• низкая или нулевая пластичность по сравнению с металлами, которые деформируются и плесень, вызванные высокими нагрузками
• может обеспечить соотношение прочности и веса до 20%
• более устойчивы к нагрузкам при тепловой активности, так как они практически не имеют теплового расширения и сохраняют первоначальную форму при повышении температуры
• предложить возможность соединения деталей во время самого производственного процесса
• устойчивы к коррозии, долговечны и имеют размерную стабильность в экстремальных условиях труда
• неметаллические композитные материалы являются немагнитными и могут использоваться в чувствительных электронных элементах окружающей среды. Кроме того, они не являются электропроводящими, поэтому могут быть на связи с электроникой.

Разница между сплавом и композитом

• Структура

Сплав - это комбинация материалов - смесь двух или более металлов или металла с неметаллическим элементом. Его физические свойства являются промежуточными между свойствами составляющих металлов; но химические свойства каждого элемента остаются неизменными. Смесь может быть разделена физическими средствами. Композит также формируется из нескольких элементов (металл может быть частью смеси, но не обязательно). Элементы могут быть возвращены в исходное состояние с помощью химических реакций.

• Характеристики

Сплав по сути тот же материал с дополнительными качествами. Смеси формируются из компонентов с целью повышения качества, чем составляющие. Легирование постоянно изменяет физические характеристики металлов, и некоторые из преимуществ, которые могут быть достигнуты, - это повышенная стойкость к коррозии и окислению, изменение электрических свойств, улучшенная прочность, более высокая или более низкая температура плавления по сравнению с составляющими металлами и так далее. Композит представляет собой комбинацию материалов для формирования совершенно нового материала (с измененными качествами). Новый материал может быть прочнее, легче или дешевле оригинальных компонентов.

• заявка

В зависимости от структурных соединений и методов / методов, используемых в процессе производства, как сплавы, так и композиты проявляют различные характеристики и могут иметь различные применения соответственно.

Сплав против Композита

сплав	композитный
смесь металлов или смесь металла и другого элемента	композит - это индивидуальное вещество любой комбинации
вводимый элемент (растворенное вещество) растворяется в легирующем металле (растворителе) с образованием твердого раствора. Не может быть выделено	компонент, составляющий основу композита (матрицы), и добавленный элемент остаются нерастворенными и могут быть идентифицированы.
гомогенная смесь	может быть гомогенным или гетерогенным
составные элементы не сохраняют свои первоначальные свойства	материалы, образующие композит, сохраняют свои первоначальные свойства
обладают совершенно другими улучшенными свойствами, чем элементы-реагенты	нести следы элементных характеристик
не имеют строгих пропорций в элементном составе	имеют строгие пропорции в элементном составе

Резюме

• Иногда чистые металлы не обладают удовлетворительными механическими и технологическими свойствами (например, для изготовления элементов машин и инструментов и в строительной промышленности) и поэтому не используются как таковые. Именно здесь сплавы и композиты оказались очень важными
• Сплавы состоят по меньшей мере из двух компонентов, в которых основным компонентом является металл, тогда как другие компоненты могут быть металлическими, но также неметаллическими. Новый материал обеспечивает улучшенные характеристики, такие как лучшая коррозионная стойкость, улучшенная проводимость, легкость, экономичность и т. Д.
• Композитный материал представляет собой систему, состоящую из двух или более компонентов с различными конфигурациями, один из которых представляет собой матрицу или основной материал (полимер, керамика или металл), к которому добавляется второй компонент (волокно, нанотрубка, пластина, сферическая частица) для достижения необходимой комбинации свойств (жесткость, плотность, жесткость, твердость, термическая и электрическая выполнимость).
• Как сплавы, так и композиты имеют множество преимуществ - в зависимости от используемых материалов и технологий. Некоторые из улучшений: легкий вес, высокая прочность и прочность, связанные с весом, коррозионной стойкостью, ударопрочностью, стабильностью размеров, долговечностью и т. Д..