Atšķirība starp sakausējumu un kompozītu

Gan sakausējumi, gan kompozītmateriāli ir vismaz divu komponentu maisījumi. Tomēr starp tām ir arī vairāk nekā dažas atšķirības, kas padara tos piemērotus dažādiem lietojumiem. Sakausējums ir divu vai vairāku komponentu kombinācija, no kurām vienai jābūt metāla. Šo divu (vai vairāku) sastāvdaļu salikšanas mērķis ir radīt maisījumu, kam būs ievērojami atšķirīgas (labākas) īpašības nekā izolētajiem komponentiem. Tomēr mūsdienu tehnoloģijām bieži ir prasības, kuras nevar izpildīt ar parastajiem sakausējumiem. Mūsdienās daudzām nozarēm nepieciešami materiāli, kuriem raksturīgas labākas mehāniskās īpašības, piemēram, mazs blīvums, augsta izturība, izturība pret nodilumu un koroziju. Šo īpašību kombināciju var realizēt ar kompozītmateriāliem.

Kompozīti, tāpat, ir divu vai vairāku sastāvdaļu kombinācija, bet metāli to veidošanā nebūt nav iekļauti. Šīs sastāvdaļas (kas ir gan fiziski, gan ķīmiski atšķirīgas) ir saliktas kopā, lai iegūtu kompozīciju, kas ir stiprāka par oriģinālajiem elementiem. Bez sintētiskajiem (cilvēka radītajiem) kompozītmateriāliem ir arī dabiskie kompozītmateriāli (piemēram, koks, kauli un zobi).

Kas ir sakausējums?

Metāli un sakausējumi ir materiāli, kuriem raksturīgas vairākas specifiskas iezīmes, kuru dēļ tie ir kļuvuši par mūsdienu tehnoloģiju pamatu. Metāli sastāv no tīra ķīmiskā elementa ar nelielu daudzumu citu elementu. Viņus attēlo raksturīgais metāla spīdums, paaugstināta elektriskā un siltuma vadītspēja, labas mehāniskās īpašības, izturība pret elektroķīmiskajām ietekmēm un paaugstinātu temperatūru, dažādu tehnoloģiju apstrādes (apstrādes) uzņēmība gan aukstos, gan karsētos apstākļos un tā tālāk. Visas uzskaitītās īpašības ietekmē atomu iekšējās struktūras un to savstarpējo īpašību īpašības. Metāla blīvums ir robežās no 0,59 g / cm³ (litijs) un 22,4 g / cm³ (osmijs). Metāls ar augstāko kušanas temperatūras punktu ir volframs (3400 ° C)⁰C), savukārt dzīvsudrabs ir ar viszemāko (- 39%)⁰C).

Sakausējumi ir sarežģīti materiāli, kas sastāv no pamata elementa un metāliem vai nemetāliem. Leģējošos elementus sauc par sakausējumu komponentiem, un to skaits un specifika nosaka sakausējuma sarežģītību un tā īpašības. Sakausējumu sastāvā nonāk metāls (vismaz viens) (piemēram, bronza: vara un alvas sakausējums, tērauds: dzelzs un oglekļa sakausējums utt.). Sakausējumi iegūst pilnīgi jaunas īpašības, kas atšķiras no to sastāvdaļām: labvēlīgākas mehāniskās īpašības, paaugstināta izturība pret koroziju, krāsas maiņa, uzlabota pārstrādes spēja utt. Lielāko daļu sakausējumu iegūst, izkausējot sastāvdaļas, taču ir arī citas metodes. labi - tāds ir metālkeramikas sakausējumu gadījums, ko izgatavo, saķepinot.

Rūpnieciskajā praksē tīros metālus bieži aizstāj ar sakausējumiem. Iemesli ir dažādi: tehniski tīrus metālus ir grūti iegūt attīrītā stāvoklī, tie ir dārgi, tiem parasti ir zems slāpēšanas spēks un stiprības līmenis, nelabvēlīgas ķīmiskās un fizikālās īpašības, tos bieži ir grūti apstrādāt ar standarta apstrādes metodēm un vēl daudz vairāk.

Kas ir salikts?

Kompozīti tiek veidoti no kompozītmateriāliem, piem. liejot, laminējot vai izspiežot. Kompozītmateriāls ir tāda veida materiāls, kas sastāv no divu vai vairāku vienkāršu (monolītu) materiālu kombinācijas un kurā atsevišķās sastāvdaļas saglabā atšķirīgo identitāti. Kompozītmateriāla īpašības atšķiras no tā sastāvdaļu - vienkāršo materiālu - īpašībām. Tas bieži nozīmē, ka tiek uzlabotas fizikālās īpašības, jo galvenā tehnoloģiskā interese ir iegūt materiālus ar augstākām fizikālām (parasti mehāniskām) īpašībām attiecībā pret sastāvdaļu īpašībām. Principā kompozītmateriālā ir divas fāzes (komponenti): matrica un armatūra. Šiem segmentiem ir ievērojami atšķirīgas mehāniskās īpašības. Matrica ir mīkstāka un kalpo kā pildviela, lai panāktu cietās fāzes formas stabilitāti. Armatūra ir cieta un cieta sastāvdaļa. Atkarībā no matricas kompozīti tiek sadalīti: metālos, keramikā un polimēros. Visas sastāvdaļas var būt nepārtrauktas vai arī izkliedētas nepārtrauktā matricā. Pēdējā gadījumā ir jānosaka izkliedētās fāzes lielums, zem kura materiālu uzskata par monolītu. Bieži izmantoto kompozītu piemēri:

• ar daļiņu pievienošanu - alumīnija oksīda Al2O3 vai silīcija karbīda SiC cietās slīpēšanas alumīnija oksīda daļiņas, kas cietā plāksnē savienotas ar stikla vai polimēru matricu;
• ar šķiedru pievienošanu - plastmasu (epoksīda vai poliestera sveķiem), kas pastiprināta ar stikla šķiedrām;
• strukturālais kompozītmateriāls - mainīgi slāņi plāna koka slāņu un koksnes līmes (polimēra) saplākšņā.

Sakausējumiem ir šādas priekšrocības:

• mazs svars
• lieliska izturība pret noguruma slodzēm
• izturība pret augstu temperatūru
• ārkārtīgi ilgstošs
• zema plastika vai tās vispār nav, salīdzinot ar metāliem, kas lielu slodžu dēļ deformējas un veidojas
• var nodrošināt izturības un svara attiecību līdz 20%
• izturīgākas pret slodzēm termiskās aktivitātes laikā, jo tām gandrīz nav termiskās izplešanās un temperatūras paaugstināšanās laikā saglabā sākotnējo formu
• piedāvā daļu savienošanas iespēju pašā ražošanas procesā
• izturīgs pret koroziju, ilgstošs un ar izmēru stabilitāti ekstremālos darba apstākļos
• nemetāla kompozītmateriāli nav nemagnētiski un tos var izmantot jutīgu elektronisko elementu vidē. Turklāt tie nav elektriski vadoši, tāpēc tie var būt saskarē ar elektroniku

Atšķirība starp sakausējumu un kompozītu

• Uzbūve

Sakausējums ir materiālu kombinācija - divu vai vairāku metālu vai metāla sajaukums ar nemetālisku elementu. Tā fizikālās īpašības ir starpposmā starp metālu sastāvdaļām; bet katra elementa ķīmiskās īpašības paliek nemainīgas. Maisījumu var atdalīt ar fiziskiem līdzekļiem. Kompozītu veido arī no vairākiem elementiem (metāls var būt maisījuma sastāvdaļa, bet tas nav obligāti). Elementus ķīmiskajā reakcijā var atgriezt sākotnējā stāvoklī.

• Raksturlielumi

Sakausējums būtībā ir tas pats materiāls ar papildu īpašībām. Maisījumus veido no sastāvdaļām, lai uzlabotu īpašības nekā sastāvdaļas. Leģēšana pastāvīgi maina metālu fizikālās īpašības, un dažas no priekšrocībām, kuras var sasniegt, ir paaugstināta izturība pret koroziju un oksidāciju, mainot elektriskās īpašības, uzlabota izturība, augstāka vai zemāka kušanas temperatūra salīdzinājumā ar metālu sastāvdaļām utt. Kompozīts ir materiālu kombinācija, lai izveidotu pilnīgi jaunu materiālu (ar mainītām īpašībām). Jaunais materiāls var būt izturīgāks, vieglāks vai lētāks nekā oriģinālie komponenti.

• Pieteikums

Atkarībā no strukturālajiem savienojumiem un ražošanas procesā izmantotajām metodēm / metodēm gan sakausējumiem, gan kompozītmateriāliem piemīt atšķirīgas īpašības, un tiem var būt atšķirīgs pielietojums.

Sakausējums pret kompozītu

Sakausējums	Salikts
metālu maisījums vai metāla un cita elementa maisījums	kompozīts ir jebkuras kombinācijas pielāgota viela
ievadītais elements (izšķīdināts) izšķīst metālā, kas kļūst leģēts (šķīdinātājs), veidojot cietu šķīdumu. Nevar atšķirt	komponents, kas veido kompozītmateriāla (matricas) pamatu, un pievienotais elements paliek neizšķīduši un to varēja identificēt.
viendabīgs maisījums	var būt viendabīgi vai neviendabīgi
komponenti nesaglabā sākotnējās īpašības	materiāli, kas veido kompozītu, saglabā sākotnējās īpašības
ir pilnīgi atšķirīgas uzlabotās īpašības nekā reaģenta elementiem	nes elementāru īpašību pēdas
elementārajā sastāvā nav stingru proporciju	ir stingri proporcijas elementārā sastāvā

Kopsavilkums

• Dažreiz tīriem metāliem nav pietiekamu mehānisko un tehnoloģisko īpašību (piemēram, mašīnu elementu un instrumentu ražošanai un būvniecības nozarē), un tāpēc tos kā tādus neizmanto. Šeit ir pierādīts, ka sakausējumiem un kompozītmateriāliem ir liela nozīme
• Sakausējumus veido vismaz divas sastāvdaļas, kurās pamatkomponents ir metāls, bet pārējie komponenti var būt gan metāli, gan arī nemetāli. Jaunā materiāla rezultāts ir uzlabotas īpašības - piemēram, labāka izturība pret koroziju, uzlabota vadītspēja, vieglums, augstāka izmaksu efektivitāte utt.
• Kompozītmateriāls ir sistēma, kas sastāv no diviem vai vairākiem komponentiem ar atšķirīgu konfigurāciju, no kuriem viens ir matrica vai pamatmateriāls (polimērs, keramika vai metāls), kam pievienots otrais komponents (šķiedra, nanocaurule, plāksne, sfēriskas daļiņas), lai sasniegtu nepieciešamo īpašību kombināciju (stingrība, blīvums, stingrība, cietība, termiskā un elektriskā iespējamība).
• Gan sakausējumiem, gan kompozītmateriāliem ir daudz priekšrocību - atkarībā no izmantotajiem materiāliem un paņēmieniem. Daži no uzlabojumiem ir viegls svars, liela izturība un izturība, kas saistīta ar svaru, izturība pret koroziju, izturība pret lielu triecienu, izmēru stabilitāte, izturība utt..