Razlika med zlitino in kompozitom

Tako zlitine kot kompoziti so vsaj dve sestavni mešanici. Čeprav je med njimi tudi več kot nekaj razlik, zaradi katerih so primerni za različne aplikacije. Zlitina je kombinacija dveh ali več sestavnih delov, od katerih mora biti ena kovinska. Namen združevanja teh dveh (ali več) sestavin je ustvarjanje mešanice, ki bo imela bistveno drugačne (boljše) lastnosti kot izolirane sestavine. Kljub temu imajo sedanje tehnologije pogosto zahteve, ki jih običajne zlitine ne morejo izpolniti. Mnoge industrije danes potrebujejo materiale, za katere so značilne boljše mehanske lastnosti, kot so majhna gostota, visoka trdnost, odpornost proti abraziji in koroziji. To kombinacijo lastnosti je mogoče realizirati s kompozitnimi materiali.

Tudi sestavki so kombinacija dveh ali več sestavin, vendar kovine niso nujno vključene v njihovo tvorbo. Te sestavine (ki so fizično in kemično raznolike) so sestavljene, da se ustvari sestava, ki je močnejša od originalnih elementov. Poleg sintetičnih (umetnih) kompozitov obstajajo tudi naravni kompoziti (npr. Les, kosti in zob).

Kaj je zlitina?

Kovine in zlitine so materiali, za katere so značilne številne posebne značilnosti, zaradi katerih so postale temelj sodobne tehnologije. Kovine so sestavljene iz čistega kemičnega elementa z majhno količino dodatka drugih elementov. Upodabljajo jih značilni kovinski sijaj, povečana električna in toplotna prevodnost, dobre mehanske lastnosti, odpornost na elektrokemične vplive in povišane temperature, dovzetnost za obdelavo (obdelavo) različnih tehnik tako v hladnih kot ogrevanih pogojih in tako naprej. Vse naštete značilnosti so pogojene z lastnostmi notranje strukture atomov in njihovih medsebojnih povezav. Kovinska gostota se giblje med 0,59 g / cm³ (litij) in 22,4 g / cm³ (osmij). Kovina z najvišjo temperaturo tališča je volfram (3400)⁰C), živo srebro pa je z najnižjo (- 39⁰C).

Zlitine so kompleksni materiali, sestavljeni iz osnovnega elementa in kovin ali nekovin. Legirani elementi se imenujejo komponente zlitin, njihovo število in posebnosti pa določajo kompleksnost zlitine in njene značilnosti. Kovina (vsaj ena) vstopi v sestavo zlitin (npr. Bron: zlitina bakra in kositra, jeklo: železo in ogljikova zlitina itd.). Zlitine pridobijo povsem nove lastnosti, ki se razlikujejo od njihovih sestavnih delov: ugodnejše mehanske lastnosti, povečana korozijska odpornost, barvne spremembe, izboljšana sposobnost obdelave itd. Večino zlitin dobimo s taljenjem sestavnih delov, obstajajo pa tudi druge metode kot dobro - tak primer je kovinsko-keramičnih zlitin, ki so narejene s sintranjem.

V industrijski praksi so čiste kovine pogosto nadomeščene z zlitinami. Razlogi so številni: tehnično čiste kovine je težko dobiti v prečiščenem stanju, so drage, na splošno imajo nizko stopnjo dušenja in trdnosti, neugodne kemijske in fizikalne lastnosti, pogosto jih je težko obvladati s standardnimi metodami obdelave in še veliko več.

Kaj je sestavljeno?

Kompoziti so tvorjeni iz kompozitnih materialov, npr. z vlivanjem, laminiranjem ali iztiskanjem. Kompozitni material je vrsta materiala, ki je sestavljen iz kombinacije dveh ali več enostavnih (monolitnih) materialov in v katerih posamezne komponente ohranijo svojo značilno identiteto. Kompozitni material ima lastnosti, ki se razlikujejo od lastnosti njegovih sestavnih delov - preprostih materialov. To pogosto pomeni, da se fizikalne lastnosti izboljšajo, ker je glavni tehnološki interes pridobivanje materialov z vrhunskimi fizikalnimi (običajno mehanskimi) lastnostmi glede na lastnosti sestavnih delov. Načeloma sta v sestavljenem materialu dve fazi (sestavni deli): matrica in ojačitev. Ti segmenti imajo bistveno različne mehanske lastnosti. Matrica je mehkejša in služi kot polnilo za doseganje stabilnosti oblike trde faze. Ojačitev je trdna in trda komponenta. Kompoziti so glede na matrico razdeljeni na: kovine, keramiko in polimere. Vse sestavine so lahko neprekinjene ali se lahko razpršijo v kontinuirni matrici. V zadnjem primeru je treba določiti spodnjo mejo velikosti dispergirane faze, pod katero se material šteje za monolitno. Primeri pogosto uporabljenih kompozitov so:

• z dodatkom delcev - delci aluminijevega oksida s trdo brušitvijo aluminijevega oksida Al2O3 ali silicijevega karbida SiC, vezani s stekleno ali polimerno matrico v trdni plošči;
• z dodatkom vlaknin - plastika (epoksi ali poliestrska smola), ojačana s steklenimi vlakni;
• strukturni kompozit - izmenične plasti v "vezanih ploščah" iz tankih plasti lesa in lepila (polimer).

Zlitine imajo naslednje prednosti:

• majhna teža
• odlična odpornost proti utrujenim obremenitvam
• visoka temperaturna odpornost
• izjemno dolgotrajen
• majhna ali brez plastičnosti v primerjavi s kovinami, ki se deformirajo in plesenjo zaradi velikih obremenitev
• lahko zagotovi razmerje med trdnostjo in težo do 20%
• bolj odporne na obremenitve med toplotno aktivnostjo, saj skoraj nimajo toplotnega raztezanja in med povečanjem temperature ohranijo prvotno obliko
• ponujajo možnost priključitve delov med samim proizvodnim postopkom
• odporen proti koroziji, dolgotrajen in ima dimenzijsko stabilnost v ekstremnih delovnih pogojih
• nekovinski kompozitni materiali so nemagnetni in jih je mogoče uporabiti v okolju občutljivih elektronskih elementov. Poleg tega niso električno prevodni, zato so lahko v stiku z elektroniko

Razlika med zlitino in kompozitom

• Struktura

Zlitina je kombinacija materialov - mešanica dveh ali več kovin ali kovin z nekovinskim elementom. Njene fizikalne lastnosti so vmesne med lastnostmi kovin; vendar kemijske lastnosti vsakega elementa ostanejo nespremenjene. Zmes lahko ločimo s fizičnimi sredstvi. Sestavljen je tudi sestavljen iz več elementov (kovina je lahko del mešanice, ni pa nujno). Elemente lahko s kemičnimi reakcijami vrnemo v prvotno stanje.

• Značilnosti

Zlitina je v bistvu enak material z dodatnimi lastnostmi. Mešanice nastajajo iz sestavnih delov z namenom izboljšanja lastnosti kot sestavine. Legiranje trajno spreminja fizikalne lastnosti kovin in nekatere od prednosti, ki jih je mogoče doseči, so povečana odpornost proti koroziji in oksidaciji, spreminjanje električnih lastnosti, izboljšana trdnost, višja ali nižja tališče v primerjavi s sestavnimi kovinami in tako naprej. Kompozit je kombinacija materialov, ki tvorijo popolnoma nov material (s spremenjenimi lastnostmi). Novi material je morda robustnejši, lažji ali cenejši od originalnih komponent.

• Uporaba

Glede na strukturne spojine in tehnike / metode, ki se uporabljajo v proizvodnem procesu, zlitine in kompoziti kažejo različne značilnosti in imajo lahko različne uporabe..

Alloy vs. Composite

Zlitina	Kompozitni
mešanica kovin ali mešanica kovine in drugega elementa	Kompozit je prilagojena snov katere koli kombinacije
vneseni element (topljen) se raztopi v kovini, ki postane legirana (topilo), da nastane trdna raztopina. Ni mogoče razlikovati	komponenta, ki tvori osnovo sestavka (matrika), in dodani element ostaneta neraztopljena in ju je mogoče prepoznati.
homogena zmes	so lahko homogeni ali heterogeni
sestavni elementi ne ohranijo svojih prvotnih lastnosti	materiali, ki tvorijo kompozit, ohranijo svoje prvotne lastnosti
imajo popolnoma drugačne izboljšane lastnosti kot reaktantni elementi	nosijo sledi elementarnih značilnosti
nimajo strogih razmerij v elementarni sestavi	imajo stroge deleže v elementarni sestavi

Povzetek

• Včasih čiste kovine nimajo zadovoljivih mehanskih in tehnoloških lastnosti (na primer za izdelavo strojnih elementov in orodij ter v gradbeništvu), zato se kot take ne uporabljajo. Tu so se izkazale velike zlitine in kompoziti
• Zlitine so sestavljene iz vsaj dveh komponent, v katerih je osnovna komponenta kovina, druge komponente pa so lahko kovinske, vendar tudi nekovinske. Novi material ima izboljšane lastnosti - kot so boljši korozijski upor, izboljšana prevodnost, lahkotnost, večja stroškovna učinkovitost itd.
• Kompozitni material je sistem, sestavljen iz dveh ali več komponent z različnimi konfiguracijami, od katerih je ena matrica ali osnovni material (polimer, keramika ali kovina), ki se mu doda druga komponenta (vlakna, nanocevka, plošča, sferični delci) za doseganje potrebne kombinacije lastnosti (togost, gostota, togost, trdota, toplotna in električna izvedljivost).
• Tako zlitine kot kompoziti imajo številne prednosti - odvisno od uporabljenih materialov in tehnik. Nekatere izboljšave so lahka teža, velika trdnost in trdnost, povezana s težo, proti koroziji, močna trdnost, dimenzijska stabilnost, vzdržljivost itd.