Erinevus sulami ja komposiidi vahel

Nii sulamid kui ka komposiidid on vähemalt kahekomponentsed segud. Kuid nende vahel on ka rohkem kui paar erinevust, mis muudavad need sobivaks erinevateks rakendusteks. Sulam on kahe või enama komponendi kombinatsioon, millest üks peab olema metallist. Nende kahe (või enama) koostisosa kokku panemise eesmärk on segu loomine, millel on oluliselt erinevad (paremad) omadused kui eraldatud komponentidel. Siiski on praegustel tehnoloogiatel sageli nõudeid, mida tavalised sulamid ei suuda täita. Paljud tööstusharud vajavad tänapäeval materjale, mida iseloomustavad paremad mehaanilised omadused, näiteks madal tihedus, suur tugevus, kulumiskindlus ja korrosioon. Seda omaduste kombinatsiooni saab realiseerida komposiitmaterjalidega.

Komposiidid on sarnaselt kahe või enama koostisosa kombinatsioonid, kuid metalle ei moodustata tingimata nende moodustamisel. Need koostisosad (mis on nii füüsiliselt kui ka keemiliselt mitmekesised) on kokku pandud, et saada koostis, mis on tugevam kui algsed elemendid. Sünteetiliste (keemiliste) komposiitide kõrval on ka looduslikke komposiite (nt puit, luud ja hambad).

Mis on sulamist?

Metallid ja sulamid on materjalid, mida iseloomustavad mitmed spetsiifilised omadused, tänu millele on neist saanud moodsa tehnoloogia alus. Metallid koosnevad puhtast keemilisest elemendist koos väikese koguse muude elementide lisamisega. Neid iseloomustab iseloomulik metalli läige, suurenenud elektri- ja soojusjuhtivus, head mehaanilised omadused, vastupidavus elektrokeemilistele mõjudele ja kõrgendatud temperatuuridele, erinevate tehnikate töötlemise (töötlemise) tundlikkus nii külmas kui ka kuumutatud tingimustes ja nii edasi. Kõiki loetletud tunnuseid mõjutavad aatomite sisemise struktuuri ja nende ühenduste omadused. Metalli tihedus jääb vahemikku 0,59 g / cm³ (liitium) ja 22,4 g / cm³ (osmium). Kõrgeima sulamistemperatuuriga metall on volfram (3400 ° C)⁰C), samal ajal kui elavhõbe on madalaim (- 39%)⁰C).

Sulamid on keerulised materjalid, mis koosnevad põhielemendist ja metallidest või mittemetallidest. Legeerivaid elemente nimetatakse sulami komponentideks ning nende arv ja eripära määravad sulami keerukuse ja selle omadused. Metall (vähemalt üks) siseneb sulamite koostisse (nt pronks: vask- ja tinasulam, teras: raua- ja süsinikusulam jne). Sulamid omandavad täiesti uued omadused, mis erinevad nende komponentide omadustest: soodsamad mehaanilised omadused, suurem korrosioonikindlus, värvimuutus, paranenud töötlemisvõime jne. Enamik sulameid saadakse koostisosade sulatamisel, kuid on ka teisi meetodeid. hästi - näiteks metallkeraamilised sulamid, mis on valmistatud paagutamise teel.

Tööstuspraktikas asendatakse puhtad metallid sageli sulamitega. Põhjuseid on mitu: tehniliselt puhtaid metalle on puhastatud kujul raske hankida, need on kallid, neil on tavaliselt madal summutusvõime ja tugevus, ebasoodsad keemilised ja füüsikalised omadused, neid on sageli keeruline töödelda standardsete töötlusmeetoditega ja palju muud.

Mis on komposiit?

Komposiidid moodustatakse komposiitmaterjalidest, nt. valamise, lamineerimise või väljapressimisega. Komposiitmaterjal on teatud tüüpi materjal, mis koosneb kahe või enama lihtsa (monoliitse) materjali kombinatsioonist ja milles üksikud komponendid säilitavad oma eristusvõime. Komposiitmaterjalil on omadused, mis erinevad selle komponentide - lihtsate materjalide - omadustest. See tähendab sageli, et füüsikalised omadused paranevad, kuna peamine tehnoloogiline huvi on materjalide saamine, millel on komponentide omaduste osas paremad füüsikalised (tavaliselt mehaanilised) omadused. Põhimõtteliselt on komposiitmaterjalis kaks faasi (komponenti): maatriks ja tugevdus. Nendel segmentidel on märkimisväärselt erinevad mehaanilised omadused. Maatriks on pehmem ja täidab täitematerjali kõva faasi kuju püsivuse saavutamiseks. Armatuur on kindel ja kõva komponent. Sõltuvalt maatriksist jagunevad komposiidid järgmisteks osadeks: metallid, keraamika ja polümeerid. Kõik koostisosad võivad olla pidevad või olla hajutatud pidevas maatriksis. Viimasel juhul on vaja hajutatud faasi suurusele kehtestada alumine piir, millest madalamal peetakse materjali monoliitseks. Näited sagedamini kasutatavatest komposiitidest:

• osakeste lisamisega - tahke plaadi klaasi või polümeermaatriksiga ühendatud alumiiniumoksiidi Al2O3 või ränikarbiidi SiC kõva liivaga alumiiniumoksiidi osakesed;
• kiudlisandiga - klaaskiuga tugevdatud plastik (epoksü- või polüestervaik);
• struktuurne komposiit - õhukeste puidukihtide ja puiduliimi (polümeer) vahelduvad kihid vineeris.

Sulamitel on järgmised eelised:

• väike kaal
• suurepärane vastupidavus väsimuskoormustele
• kõrge temperatuuri vastupidavus
• äärmiselt kauakestev
• madal või puudub üldse plastilisus võrreldes metallidega, mis deformeeruvad ja hallivad suure koormuse tagajärjel
• võib anda tugevuse ja kaalu suhte kuni 20%
• on termilise aktiivsuse ajal koormustele vastupidavamad, kuna neil peaaegu puudub soojuspaisumine ja nad säilitavad temperatuuri tõusu ajal algse kuju
• pakuvad osade ühendamise võimalust ise tootmisprotsessi ajal
• korrosioonikindlad, kauakestvad ja mõõtmetega stabiilsed ekstreemsetes töötingimustes
• mittemetallkomposiitmaterjalid on mittemagnetilised ja neid saab kasutada tundlike elektrooniliste elementide keskkonnas. Pealegi pole need elektrit juhtiv, nii et nad saavad olla ühenduses elektroonikaga

Erinevus sulami ja komposiidi vahel

• Struktuur

Sulam on materjalide kombinatsioon - kahe või enama metalli või metalli segu mittemetallilise elemendiga. Selle füüsikalised omadused on metalli omaduste vahelised; kuid iga elemendi keemilised omadused jäävad muutumatuks. Segu saab eraldada füüsikaliste vahenditega. Komposiit moodustatakse ka mitmest elemendist (metall võib olla segu osa, kuid mitte tingimata). Elemendid saab keemiliste reaktsioonide abil oma algsesse olekusse viia.

• Omadused

Sulam on sisuliselt sama materjal, millel on lisaomadused. Segud valmistatakse komponentidest, et parandada koostisosade omadusi. Legeerimine muudab püsivalt metallide füüsikalisi omadusi ja mõned saavutatavad eelised on suurenenud vastupidavus korrosioonile ja oksüdeerumisele, elektriliste omaduste muutmine, paranenud tugevus, kõrgem või madalam sulamistemperatuur võrreldes metallide koostisega jne. Komposiit on materjalide segu, mis moodustab täiesti uue materjali (muudetud omadustega). Uus materjal võib olla vastupidavam, kergem või odavam kui originaaldetailid.

• Rakendus

Sõltuvalt struktuurilistest ühenditest ja tootmisprotsessis kasutatavatest meetoditest / meetoditest on nii sulamitel kui ka komposiitidel erinevad omadused ja vastavalt nende rakendused.

Sulam vs komposiit

Sulam	Komposiit
metallide segu või metalli ja muu elemendi segu	komposiit on mis tahes kombinatsiooni jaoks kohandatud aine
sisse viidud element (lahustunud aine) lahustub metallis, mis sulatub (lahusti), moodustades tahke lahuse. Ei saa vahet teha	komposiidi (maatriksi) aluse moodustav komponent ja lisatud element jäävad lahustumata ja neid oli võimalik tuvastada.
homogeenne segu	võivad olla homogeensed või heterogeensed
koostisosad ei säilita oma esialgseid omadusi	komposiiti moodustavad materjalid säilitavad oma algsed omadused
millel on täiesti erinevad tugevdatud omadused kui reagentide elementidel	kannavad jälgi elementide omadustest
ei oma elementaarses kompositsioonis ranged proportsioonid	elementaarkompositsioonis on ranged proportsioonid

Kokkuvõte

• Mõnikord pole puhastel metallidel rahuldavaid mehaanilisi ja tehnoloogilisi omadusi (näiteks masinaelementide ja tööriistade tootmisel ning ehitustööstuses) ja seetõttu ei kasutata neid sellisena. Seal on sulamid ja komposiidid osutunud suure tähtsusega
• Sulamid koosnevad vähemalt kahest komponendist, milles põhikomponent on metall, teised komponendid võivad olla nii metallist kui ka mittemetallilised. Uue materjali tulemuseks on paremad omadused - näiteks parem korrosioonikindlus, parem juhtivus, kergus, suurem kulutõhusus jne.
• Komposiitmaterjal on süsteem, mis koosneb kahest või enamast erineva konfiguratsiooniga komponendist, millest üks on maatriks või alusmaterjal (polümeer, keraamika või metall), millele lisatakse teine ​​komponent (kiud, nano-toru, plaat, sfääriline osake) vajalike omaduste kombinatsiooni (jäikus, tihedus, jäikus, kõvadus, termiline ja elektriline teostatavus) saavutamiseks.
• Nii sulamitel kui ka komposiitidel on mitmeid eeliseid - sõltuvalt kasutatud materjalidest ja tehnikatest. Mõned parandused on väike kaal, suur tugevus ja raskusega seotud tugevus, korrosioonikindlus, tugev löögitugevus, mõõtmete stabiilsus, vastupidavus jne..