Ero metalliseoksen ja komposiitin välillä

Sekä seokset että komposiitit ovat ainakin kaksi komponenttiseosta. Niiden välillä on kuitenkin myös enemmän kuin muutamia eroja, jotka tekevät niistä sopivia erilaisiin sovelluksiin. Seos on kahden tai useamman komponentin yhdistelmä, joista yhden on oltava metallista. Näiden kahden (tai useamman) ainesosan yhdistämisen tarkoituksena on luoda seos, jolla on huomattavasti erilaiset (paremmat) ominaisuudet kuin eristetyillä komponenteilla. Silti nykyisillä tekniikoilla on usein vaatimuksia, joita tavanomaiset seokset eivät pysty täyttämään. Monet teollisuudenalat tarvitsevat nykyään materiaaleja, joille on ominaista parempia mekaanisia ominaisuuksia, kuten matala tiheys, suuri lujuus, kulumiskestävyys ja korroosio. Tämä ominaisuuksien yhdistelmä voidaan toteuttaa komposiittimateriaaleilla.

Komposiitit ovat samoin kahden tai useamman ainesosan yhdistelmä, mutta metalleja ei välttämättä sisällytetä niiden muodostukseen. Nämä aineosat (jotka ovat sekä fysikaalisesti että kemiallisesti erilaisia) on koottu tuottamaan koostumus, joka on alkuperäisiä elementtejä vahvempi. Synteettisten (ihmisen tekemien) komposiittien lisäksi on myös luonnollisia komposiitteja (esim. Puu, luut ja hampaat).

Mikä on metalliseos?

Metallit ja seokset ovat materiaaleja, joille on ominaista useita erityispiirteitä, joiden vuoksi niistä on tullut modernin tekniikan perusta. Metallit koostuvat puhtaasta kemiallisesta alkuaineesta, johon on lisätty pieni määrä muita alkuaineita. Niitä kuvaa tyypillinen metallikiilto, lisääntynyt sähkön ja lämmönjohtavuus, hyvät mekaaniset ominaisuudet, vastustuskyky sähkökemiallisiin vaikutuksiin ja kohonneisiin lämpötiloihin, herkkyys eri tekniikoiden prosessoinnille (käsittelylle) sekä kylmissä että lämmitettyissä olosuhteissa ja niin edelleen. Kaikkia lueteltuja ominaisuuksia estävät atomien sisäisen rakenteen ja niiden välisten yhteyksien ominaisuudet. Metallin tiheys on välillä 0,59 g / cm³ (litium) ja 22,4 g / cm³ (Osmium). Metalli, jolla on korkein sulamislämpötila, on volframi (3400 ° C)⁰C), kun taas elohopea on alhaisinta (- 39%)⁰C).

Seokset ovat monimutkaisia ​​materiaaleja, jotka koostuvat peruselementistä ja metalleista tai ei-metalleista. Seosaineita kutsutaan lejeerinkikomponenteiksi, ja niiden lukumäärä ja erityispiirteet määräävät seoksen monimutkaisuuden ja sen ominaisuudet. Metalli (ainakin yksi) tulee metalliseosten koostumukseen (esim. Pronssi: kupari- ja tinalejeeringit, teräs: rauta- ja hiileseokset jne.). Seokset saavat täysin uusia ominaisuuksia, jotka eroavat niiden komponenteista: edullisemmat mekaaniset ominaisuudet, lisääntynyt korroosionkestävyys, värimuutos, parantunut prosessointikyky jne. Suurin osa seoksista saadaan sulattamalla ainesosia, mutta on myös muita menetelmiä. hyvin - tällainen on tapaus metalli-keraamisista seoksista, jotka valmistetaan sintraamalla.

Teollisessa käytännössä puhtaat metallit korvataan usein seoksilla. Syitä on useita: teknisesti puhtaita metalleja on vaikea saada puhdistetussa tilassa, ne ovat kalliita, niillä on yleensä alhainen vaimennuskapasiteetti ja lujuustaso, epäsuotuisat kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet, niitä on usein vaikea käsitellä tavanomaisilla käsittelymenetelmillä ja paljon muuta.

Mikä on komposiitti?

Komposiitit muodostetaan komposiittimateriaaleista, esim. valamalla, laminoimalla tai suulakepuristamalla. Komposiittimateriaali on materiaalityyppi, joka koostuu kahden tai useamman yksinkertaisen (monoliittisen) materiaalin yhdistelmästä ja jossa yksittäiset komponentit säilyttävät erottuvan identiteettinsä. Yhdistelmämateriaalilla on erilaisia ​​ominaisuuksia kuin komponenttien - yksinkertaisten materiaalien - ominaisuuksilla. Tämä tarkoittaa usein, että fysikaaliset ominaisuudet paranevat, koska tärkein tekninen etu on saada materiaaleja, joilla on parempia fysikaalisia (yleensä mekaanisia) ominaisuuksia suhteessa komponenttien ominaisuuksiin. Periaatteessa komposiittimateriaalissa on kaksi vaihetta (komponentit): matriisi ja vahvike. Näillä segmenteillä on huomattavasti erilaisia ​​mekaanisia ominaisuuksia. Matriisi on pehmeämpi ja toimii täyteaineena kovan faasin muodon vakauden saavuttamiseksi. Vahvistus on kiinteä ja kova komponentti. Matriisista riippuen komposiitit jaetaan: metalleihin, keramiikkaan ja polymeereihin. Kaikki aineosat voivat olla jatkuvia tai ne voivat olla dispergoituneita jatkuvaan matriisiin. Viimeisessä tapauksessa on tarpeen vahvistaa dispergoidun vaiheen koolle alaraja, jonka alapuolella materiaalia pidetään monoliittisena. Esimerkkejä usein käytetyistä komposiiteista ovat:

• hiukkaslisäyksellä - alumiinioksidin Al2O3 tai piikarbidi-SiC: n kovan hionnan alumiinioksidihiukkaset, jotka on sidottu lasi- tai polymeerimatriisilla kiinteään levyyn;
• kuidun lisäyksellä - muovia (epoksi- tai polyesterihartsia), vahvistettu lasikuiduilla;
• rakennekomposiitti - vuorottelevat kerrokset ”vanerissa” ohuista puu- ja puuliimoista (polymeeri).

Seoksilla on seuraavat edut:

• pieni paino
• erinomainen väsymyskuormituskestävyys
• korkea lämpötilankestävyys
• erittäin pitkäikäinen
• alhainen tai ei lainkaan plastilisuutta verrattuna metalleihin, jotka muodonmuutos ja muotti johtuvat suurista kuormituksista
• voi tarjota lujuus- ja painosuhteen jopa 20%
• kestävämpiä kuormituksille lämpöaktiivisuuden aikana, koska niillä ei juuri ole lämpölaajenemista ja ne säilyttävät alkuperäisen muodon lämpötilan noustessa
• tarjoavat mahdollisuuden osien kytkemiseen itse tuotantoprosessin aikana
• korroosionkestävä, kestävä ja mittapysyvyys äärimmäisissä työskentelyolosuhteissa
• ei-metalliset komposiittimateriaalit ovat ei-magneettisia ja niitä voidaan käyttää herkissä elektroniikkaympäristöissä. Lisäksi ne eivät ole sähköä johtavia, joten ne voivat olla yhteydessä elektroniikkaan

Ero metalliseoksen ja komposiitin välillä

• Rakenne

Seos on materiaalien yhdistelmä - kahden tai useamman metallin tai metallin sekoitus ei-metallisen elementin kanssa. Sen fysikaaliset ominaisuudet ovat metallien fysikaalisten ominaisuuksien välillä; mutta kunkin alkuaineen kemialliset ominaisuudet pysyvät ennallaan. Seos voidaan erottaa fysikaalisin keinoin. Yhdistelmä muodostetaan myös useista elementeistä (metalli voi olla osa seosta, mutta ei välttämättä). Elementit voidaan palauttaa alkuperäiseen tilaansa kemiallisten reaktioiden avulla.

• Ominaisuudet

Seos on olennaisesti sama materiaali, jolla on lisäominaisuuksia. Seokset muodostetaan komponenteista tarkoituksena parantaa ominaisuuksia kuin ainesosat. Seostaminen muuttaa pysyvästi metallien fysikaalisia ominaisuuksia, ja eräitä saavutettavissa olevia etuja ovat lisääntynyt korroosio- ja hapettumiskestävyys, sähköominaisuuksien muuttaminen, parantunut lujuus, korkeampi tai matalampi sulamispiste verrattuna metalliosiin ja niin edelleen. Yhdistelmä on materiaalien yhdistelmä, joka muodostaa aivan uuden materiaalin (jolla on muuttuneet ominaisuudet). Uusi materiaali voi olla vankempi, kevyempi tai halvempi kuin alkuperäiset komponentit.

• hakemus

Rakenneyhdisteistä ja valmistusprosessissa käytetyistä tekniikoista / menetelmistä riippuen sekä seoksilla että komposiiteilla on erilaiset ominaisuudet ja niillä voi olla erilaisia ​​sovelluksia.

Seos vs. komposiitti

Metalliseos	yhdistelmä
metallien seos tai metallin ja muun elementin seos	komposiitti on minkä tahansa yhdistelmän räätälöity aine
johdettu elementti (liuennut) liukenee metalliin, joka sekoittuu (liuotin) muodostaen kiinteän liuoksen. Ei voida erottaa	komponentti, joka muodostaa komposiitin (matriisin) perustan, ja lisätty elementti jäävät liukenematta ja ne voidaan tunnistaa.
homogeeninen seos	voivat olla homogeenisia tai heterogeenisiä
rakenneosat eivät säilytä alkuperäisiä ominaisuuksiaan	komposiitin muodostavat materiaalit säilyttävät alkuperäiset ominaisuutensa
joilla on täysin erilaiset parantuneet ominaisuudet kuin reagenssielementeillä	sisältää jälkiä alkuaineominaisuuksista
ei ole tiukat mittasuhteet alkuainekoostumuksessa	on tiukat mittasuhteet alkuainekoostumuksessa

Yhteenveto

• Joskus puhtailla metalleilla ei ole tyydyttäviä mekaanisia ja teknologisia ominaisuuksia (esimerkiksi koneen osien ja työkalujen valmistuksessa ja rakennusteollisuudessa), ja siksi niitä ei käytetä sellaisenaan. Täällä seoksilla ja komposiiteilla on osoittautunut olevan suuri merkitys
• Seokset koostuvat vähintään kahdesta komponentista, joissa peruskomponentti on metalli, kun taas muut komponentit voivat olla metallisia, mutta myös ei-metallisia. Uusi materiaali johtaa parantuneisiin ominaisuuksiin - kuten parempi korroosionkestävyys, parempi johtavuus, keveys, parempi kustannustehokkuus ja niin edelleen
• Yhdistelmämateriaali on järjestelmä, joka koostuu kahdesta tai useammasta komponentista, joilla on erilaiset konfiguraatiot, joista yksi on matriisi tai perusmateriaali (polymeeri, keraaminen tai metalli), johon toinen komponentti lisätään (kuitu, nanoputki, levy, pallomainen hiukkanen) tarvittavien ominaisuuksien yhdistelmän (jäykkyys, tiheys, jäykkyys, kovuus, terminen ja sähköinen toteutettavuus) saavuttamiseksi.
• Sekä seoksilla että komposiiteilla on lukuisia etuja - käytetyistä materiaaleista ja tekniikoista riippuen. Jotkut parannukset ovat kevyt, suuri lujuus ja painoon liittyvä lujuus, korroosionkestävyys, voimakas iskunkestävyys, mittojen vakaus, kestävyys jne..