Rozdíl mezi slitinou a kompozitem

Slitiny i kompozity jsou směsi alespoň dvou složek. Přesto mezi nimi existuje více než několik rozdílů, díky nimž jsou vhodné pro různé aplikace. Slitina je kombinace dvou nebo více složek, z nichž jedna musí být kovová. Účelem sloučení těchto dvou (nebo více) složek je vytvoření směsi, která bude mít výrazně odlišné (lepší) vlastnosti než izolované složky. Současné technologie však stále mají požadavky, které konvenční slitiny nemohou splnit. Mnoho průmyslových odvětví dnes potřebuje materiály, které se vyznačují lepšími mechanickými vlastnostmi, jako je nízká hustota, vysoká pevnost, odolnost proti otěru a korozi. Tuto kombinaci vlastností lze realizovat pomocí kompozitních materiálů.

Kompozity jsou podobně kombinací dvou nebo více složek, ale kovy nejsou nutně zahrnuty do jejich tvorby. Tyto složky (které jsou fyzicky i chemicky rozmanité) jsou spojeny, aby vytvořily kompozici, která je silnější než původní prvky. Kromě syntetických (umělých) kompozitů existují i ​​přírodní kompozity (např. Dřevo, kosti a zuby).

Co je slitina?

Kovy a slitiny jsou materiály, které se vyznačují řadou specifických rysů, díky kterým se staly základem moderní technologie. Kovy se skládají z čistě chemického prvku s malým přídavkem dalšího prvku. Vyznačují se charakteristickým leskem kovů, zvýšenou elektrickou a tepelnou vodivostí, dobrými mechanickými vlastnostmi, odolností vůči elektrochemickým vlivům a zvýšeným teplotám, náchylností ke zpracování (úpravou) různých technik v chladných i zahřátých podmínkách atd. Všechny uvedené charakteristiky jsou podmíněny vlastnostmi vnitřní struktury atomů a jejich vzájemnými vazbami. Hustota kovu se pohybuje mezi 0,59 g / cm³ (lithium) a 22,4 g / cm³ (osmium). Kov s nejvyšší teplotou tání je wolfram (3400 mm)⁰C), zatímco rtuť je s nejnižší (- 39⁰C).

Slitiny jsou komplexní materiály složené ze základního prvku a kovů nebo nekovů. Slitinové prvky se nazývají slitinové komponenty a jejich počet a specifika určují složitost slitiny a její vlastnosti. Kov (alespoň jeden) vstupuje do složení slitin (např. Bronz: slitina mědi a cínu, ocel: železo a uhlíková slitina atd.). Slitiny získávají zcela nové vlastnosti, které se liší od vlastností jejich složek: příznivější mechanické vlastnosti, zvýšená odolnost proti korozi, změna barvy, zlepšená schopnost zpracování atd. Většina slitin se získává roztavením složek, ale existují i ​​jiné metody, jako dobře - takový je případ metal-keramických slitin, které jsou vyráběny slinováním.

V průmyslové praxi jsou čisté kovy často nahrazovány slitinami. Důvody jsou četné: technicky čisté kovy je obtížné získat v čištěném stavu, jsou drahé, obecně mají nízkou tlumicí kapacitu a pevnost, nepříznivé chemické a fyzikální vlastnosti, je často obtížné zacházet se standardními metodami zpracování a mnoho dalších.

Co je kompozitní?

Kompozity jsou vytvořeny z kompozitních materiálů, např. litím, laminováním nebo vytlačováním. Složený materiál je druh materiálu, který se skládá z kombinace dvou nebo více jednoduchých (monolitických) materiálů a ve kterých si jednotlivé komponenty zachovávají svoji rozlišovací identitu. Kompozitní materiál má vlastnosti odlišné od vlastností jeho složek - jednoduchých materiálů. To často znamená, že fyzikální vlastnosti se zlepšují, protože hlavním technologickým zájmem je získávání materiálů s lepšími fyzikálními (obvykle mechanickými) vlastnostmi ve vztahu k vlastnostem složek. V kompozitním materiálu jsou v zásadě dvě fáze (komponenty): matrice a výztuž. Tyto segmenty mají výrazně odlišné mechanické vlastnosti. Matrice je měkčí a slouží jako plnivo pro dosažení stability tvaru tvrdé fáze. Vyztužení je pevná a tvrdá součást. V závislosti na matrici se kompozity dělí na: kovy, keramiku a polymery. Všechny složky mohou být spojité nebo mohou být rozptýleny v kontinuální matrici. V posledním případě je nezbytné stanovit dolní mez pro velikost dispergované fáze, pod kterou je materiál považován za monolitický. Příklady často používaných kompozitů jsou:

• s přídavkem částic - tvrdé aluminové částice oxidu hlinitého Al2O3 nebo karbidu křemíku SiC, spojené skleněnou nebo polymerní matricí v pevné desce;
• s přídavkem vlákna - plast (epoxidová nebo polyesterová pryskyřice) vyztužený skleněnými vlákny;
• strukturální kompozit - střídání vrstev v „překližce“ tenkých vrstev dřeva a lepidla na dřevo (polymer).

Slitiny mají následující výhody:

• nízká hmotnost
• vynikající odolnost proti únavě
• vysoká teplotní odolnost
• extrémně dlouhá životnost
• nízká nebo žádná plasticita ve srovnání s kovy, které se deformují a plísní způsobují vysoké zatížení
• může poskytnout poměr pevnosti a hmotnosti až 20%
• odolnější vůči zatížení během tepelné aktivity, protože téměř nemají tepelnou roztažnost a při zvyšování teploty si zachovávají původní tvar
• nabízejí možnost připojení dílů během samotného výrobního procesu
• odolná vůči korozi, dlouhá životnost a rozměrová stabilita v extrémních pracovních podmínkách
• nekovové kompozitní materiály jsou nemagnetické a lze je použít v prostředí citlivých elektronických prvků. Kromě toho nejsou elektricky vodivé, takže mohou být v kontaktu s elektronikou

Rozdíl mezi slitinou a kompozitem

• Struktura

Slitina je kombinace materiálů - směs dvou nebo více kovů nebo kovu s nekovovým prvkem. Jeho fyzikální vlastnosti se pohybují mezi vlastnostmi základních kovů; ale chemické vlastnosti každého prvku zůstávají nedotčeny. Směs může být separována fyzickými prostředky. Kompozit je také vytvořen z několika prvků (kov může být součástí směsi, ale ne nutně). Chemické reakce mohou prvky vrátit do původního stavu.

• Vlastnosti

Slitina je v podstatě stejný materiál s mimořádnými vlastnostmi. Směsi jsou tvořeny ze složek za účelem zvýšení kvality než složek. Slitina trvale mění fyzikální vlastnosti kovů a některé z výhod, kterých lze dosáhnout, jsou zvýšená odolnost vůči korozi a oxidaci, změna elektrických vlastností, zlepšená pevnost, vyšší nebo nižší bod tání ve srovnání s kovovými součástmi atd. Kompozit je kombinace materiálů k vytvoření zcela nového materiálu (se změněnými vlastnostmi). Nový materiál může být robustnější, lehčí nebo levnější než původní součásti.

• aplikace

V závislosti na strukturních sloučeninách a technikách / metodách použitých ve výrobním procesu, slitiny i kompozity vykazují odlišné vlastnosti a mohou mít různé aplikace, resp..

Slitina vs. kompozitní

Slitina	Kompozitní
směs kovů nebo směs kovu a jiného prvku	kompozit je látka vyrobená na míru jakékoli kombinace
prvek, který se zavede (solut), se rozpustí v kovu, který se leguje (rozpouštědlo) a vytvoří pevný roztok. Nelze rozlišit	komponenta tvořící základ kompozitu (matice) a přidaný prvek zůstávají nerozpuštěné a mohly být identifikovány.
homogenní směs	může být homogenní nebo heterogenní
základní prvky si nezachovávají své původní vlastnosti	materiály tvořící kompozit si zachovávají své původní vlastnosti
mají zcela odlišné vylepšené vlastnosti než prvky reaktantu	nesou stopy elementárních charakteristik
nemají přísné proporce v elementárním složení	mají přísné proporce v elementárním složení

souhrn

• Čisté kovy někdy nemají uspokojivé mechanické a technologické vlastnosti (například pro výrobu strojních součástí a nástrojů a ve stavebnictví), a proto se nepoužívají jako takové. Zde se ukázalo, že slitiny a kompozity mají velký význam
• Slitiny jsou tvořeny nejméně dvěma složkami, ve kterých základní složkou je kov, zatímco ostatní složky mohou být kovové, ale také nekovové. Nový materiál má za následek vylepšené vlastnosti - jako je lepší odolnost proti korozi, zlepšená vodivost, lehkost, vyšší hospodárnost atd.
• Složený materiál je systém složený ze dvou nebo více složek s různými konfiguracemi, z nichž jednou je matrice nebo základní materiál (polymer, keramika nebo kov), ke kterému je přidána druhá složka (vlákno, nanotrubice, deska, sférická částice) k dosažení potřebné kombinace vlastností (tuhost, hustota, tuhost, tvrdost, tepelná a elektrická proveditelnost).
• Slitiny i kompozity mají řadu výhod - v závislosti na použitých materiálech a technikách. Mezi vylepšení patří nízká hmotnost, vysoká pevnost a pevnost související s hmotností, odolnost proti korozi, vysoká rázová houževnatost, rozměrová stabilita, trvanlivost atd..