Разлика между сплав и композит

Както сплавите, така и композитите са най-малко две съставни смеси. Въпреки това има и повече от няколко разлики между тях, които ги правят подходящи за различни приложения. Сплавът е комбинация от два или повече компонента, единият от които трябва да е метален. Целта на обединяването на тези две (или повече) съставки е създаването на смес, която ще има значително по-различни (по-добри) качества от изолираните компоненти. Все пак, съвременните технологии често имат изисквания, които не могат да бъдат удовлетворени от конвенционалните сплави. Днес много индустрии се нуждаят от материали, които се характеризират с по-добри механични свойства като ниска плътност, висока якост, устойчивост на абразия и корозия. Тази комбинация от свойства може да се реализира с композитни материали.

Съставите също са комбинация от две или повече съставки, но металите не са задължително включени в образуването им. Тези съставни части (които са физически и химически разнообразни) са събрани заедно, за да се получи състав, който е по-силен от оригиналните елементи. Освен синтетичните (изкуствени) композити има и естествени композити (например дърво, кости и зъби).

Какво е сплав?

Металите и сплавите са материали, които се характеризират с редица специфични характеристики, поради които те са се превърнали в основата на съвременните технологии. Металите се състоят от чист химичен елемент с малко количество добавка на други елементи. Те са изобразени с характерен метален блясък, повишена електрическа и топлопроводимост, добри механични свойства, устойчивост на електрохимични влияния и повишени температури, податливост на обработка (обработка) на различни техники както в студени, така и в отопляеми условия и т.н. Всички изброени характеристики се обуславят от свойствата на вътрешната структура на атомите и техните взаимовръзки. Металната плътност варира между 0,59 g / cm³ (литий) и 22,4 g / cm³ (Осмиев). Металът с най-висока температура на топене е волфрам (3400⁰В), докато живакът е с най-ниския (- 39⁰° С).

Сплавите са сложни материали, съставени от основен елемент и метали или неметали. Легиращите елементи се наричат сплавни компоненти и техният брой и специфики определят сложността на сплавта и нейните характеристики. Метал (поне един) влиза в състава на сплави (например бронз: медна и калаена сплав, стомана: желязо и въглеродна сплав и др.). Сплавите придобиват напълно нови характеристики, които се различават от тези на техните компоненти: по-благоприятни механични свойства, повишена устойчивост на корозия, промяна на цвета, подобрена способност за обработка и др. Повечето от сплавите се получават чрез топене на съставките, но има и други методи, като кладенец - такъв е случаят с металокерамичните сплави, които се получават чрез синтероване.

В индустриалната практика чистите метали често са заместени със сплави. Причините са многобройни: технически чистите метали са трудни за получаване в пречистено състояние, скъпи са, като цяло имат нисък капацитет и нива на якост, неблагоприятни химични и физични свойства, често са трудни за работа със стандартни методи на обработка и много други.

Какво е композитен?

Композитите се образуват от композитни материали, напр. чрез леене, ламиниране или екструдиране. Композитният материал е вид материал, състоящ се от комбинация от два или повече прости (монолитни) материали и в който отделните компоненти запазват своята отличителна идентичност. Композитният материал има свойства, различни от свойствата на неговите компоненти - простите материали. Това често означава, че физическите свойства са подобрени, тъй като основният технологичен интерес е получаването на материали с превъзходни физически (обикновено механични) свойства по отношение на свойствата на компонентите. По принцип в композитния материал има две фази (компоненти): матрицата и армировката. Тези сегменти имат значително различни механични свойства. Матрицата е по-мека и служи като пълнител за постигане на стабилност на формата на твърдата фаза. Укрепването е твърдият и твърд компонент. В зависимост от матрицата, композитите се делят на: метали, керамика и полимер. Всички съставки могат да бъдат непрекъснати или могат да бъдат диспергирани в непрекъсната матрица. В последния случай е необходимо да се установи долна граница за размера на дисперсната фаза, под която материалът се счита за монолитен. Примери за често използвани композити са:

с добавяне на частици - твърдо шлифовани алуминиеви частици от алуминиев оксид Al2O3 или силициев карбид SiC, свързани със стъклена или полимерна матрица в твърда плоча;
с добавка на влакна - пластмаса (епоксидна или полиестерна смола), подсилена със стъклени влакна;
структурен композит - редуващи се слоеве в "шперплат" от тънки слоеве дърво и лепило за дърво (полимер).

Сплавите имат следните предимства:

ниско тегло
отлична устойчивост на умора натоварвания
устойчивост на висока температура
изключително дълготраен
ниска или никаква пластичност в сравнение с металите, които се деформират и плесен, причинени от големи натоварвания
може да осигури съотношение на сила и тегло до 20%
по-устойчиви на натоварвания по време на топлинна активност, тъй като те почти нямат термично разширение и запазват първоначалната форма по време на повишаване на температурата
предлагат възможност за свързване на части по време на самия производствен процес
устойчиви на корозия, дълготрайни и имат стабилност на размерите при екстремни работни условия
неметалните композитни материали са немагнитни и могат да се използват в чувствителни електронни елементи. Освен това те не са електрически проводими, така че да могат да бъдат във връзка с електрониката

Разлика между сплав и композит

структура

Сплавът е комбинация от материали - смес от два или повече метала или метал с неметален елемент. Неговите физични свойства са междинни между тези на съставните метали; но химичните свойства на всеки елемент остават незасегнати. Сместа може да се отдели по физически начин. Композит също се образува от няколко елемента (метал може да бъде част от сместа, но не е задължително). Елементите могат да бъдат върнати в първоначалното си състояние чрез химически реакции.

Характеристики

Сплавът е по същество същия материал с допълнителни качества. Смесите се образуват от компоненти с цел повишаване на качествата в сравнение със съставките. Легирането трайно променя физическите характеристики на металите и някои от предимствата, които могат да бъдат постигнати са повишена устойчивост на корозия и окисляване, промяна на електрическите свойства, подобрена якост, по-висока или по-ниска точка на топене в сравнение със съставните метали и т.н. Композитът е комбинация от материали за образуване на изцяло нов материал (с променени качества). Новият материал може да бъде по-здрав, по-лек или по-евтин от оригиналните компоненти.

Приложение

В зависимост от структурните съединения и техниките / методите, използвани в производствения процес, сплавите и композитите проявяват различни характеристики и могат да имат съответно различни приложения.

Сплав срещу Композит

сплав	комбиниран
смес от метали или смес от метал и друг елемент	композитът е специално пригодено вещество от всяка комбинация
въвежданият елемент (разтворител) се разтваря в метала, получавайки сплав (разтворител), за да образува твърд разтвор. Не може да се различи	компонентът, образуващ основата на композита (матрицата) и добавеният елемент остават неразтворени и могат да бъдат идентифицирани.
хомогенна смес	могат да бъдат хомогенни или хетерогенни
съставните елементи не запазват първоначалните си свойства	материалите, образуващи композита, запазват първоначалните си свойства
имат напълно различни подобрени свойства от елементите на реагентите	носят следи от елементарни характеристики
нямат строги пропорции в стихийния състав	имат строги пропорции в елементарен състав

резюме

Понякога чистите метали нямат задоволителните механични и технологични свойства (например за производството на машинни елементи и инструменти и в строителната индустрия) и поради това не се използват като такива. Именно тук сплавите и композитите се оказаха от голямо значение
Сплавите са съставени от поне два компонента, в които основният компонент е метал, докато другите компоненти могат да бъдат метални, но също неметални. Новият материал води до подобрени характеристики - като по-добро корозионно съпротивление, подобрена проводимост, лекота, по-голяма икономическа ефективност и т.н.
Композитният материал е система, състояща се от два или повече компонента с различни конфигурации, единият от които е матрицата или основният материал (полимер, керамика или метал), към който се добавя вторият компонент (влакно, нано-тръба, плоча и др. сферична частица) за постигане на необходимата комбинация от свойства (твърдост, плътност, твърдост, твърдост, термична и електрическа осъществимост).
Както сплавите, така и композитите имат многобройни предимства - в зависимост от използваните материали и техники. Някои от подобренията са леко тегло, висока якост и здравина, свързани с теглото, устойчивост на корозия, устойчивост на удар, стабилност на размерите, издръжливост и т.н..

наука