Різниця між сплавом і композитом

І сплави, і композити є щонайменше двома компонентними сумішами. Хоча між ними також є декілька відмінностей, які роблять їх придатними для різних застосувань. Сплав - це комбінація двох або більше компонентів, один з яких повинен бути металевим. Метою поєднання цих двох (або більше) інгредієнтів є створення суміші, яка матиме значно інші (кращі) якості, ніж окремі компоненти. Тим не менш, сучасні технології часто мають вимоги, яким не можуть відповідати звичайні сплави. Багато галузей сьогодні потребують матеріалів, які характеризуються кращими механічними властивостями, такими як низька щільність, висока міцність, стійкість до стирання та корозії. Це поєднання властивостей можна реалізувати за допомогою композиційних матеріалів.

Композити, так само, є комбінацією двох або більше інгредієнтів, але метали не обов'язково включаються до їх утворення. Ці складові (як фізично, так і хімічно різні) складаються разом, щоб створити склад, сильніший за вихідні елементи. Крім синтетичних (антропогенних) композитів є також природні композити (наприклад, дерево, кістки та зуби).

Що таке сплав?

Метали та сплави - це матеріали, які характеризуються низкою специфічних особливостей, завдяки яким вони стали основою сучасної технології. Метали складаються з чистого хімічного елемента з невеликою кількістю додавання інших елементів. Вони зображуються характерним блиском металу, підвищеною електричною та теплопровідністю, хорошими механічними властивостями, стійкістю до електрохімічних впливів та підвищених температур, сприйнятливістю обробки різних технологій (обробки) в холодних та нагрітих умовах тощо. Усі перераховані характеристики зумовлені властивостями внутрішньої будови атомів та їх взаємозв'язків. Щільність металу коливається в межах 0,59 г / см³ (літій) і 22,4 г / см³ (осмій). Металом з найвищою температурою плавлення є вольфрам (3400⁰С), а ртуть - з найнижчою (- 39⁰C).

Сплави - це складні матеріали, що складаються з базового елемента та металів або неметалів. Легуючі елементи називаються сплавними компонентами, а їх кількість та специфіка визначають складність сплаву та його характеристики. Метал (щонайменше один) входить до складу сплавів (наприклад, бронза: сплав міді та олова, сталь: залізо та вуглецевий сплав тощо). Сплави набувають абсолютно нових характеристик, які відрізняються від компонентів їх компонентів: більш сприятливі механічні властивості, підвищена корозійна стійкість, зміна кольору, покращена здатність до обробки тощо. Більшість сплавів отримують шляхом плавлення складових, але існують і інші методи, як колодязь - такий у випадку з металокерамічними сплавами, які виготовляються спіканням.

У промисловій практиці чисті метали часто заміщуються сплавами. Причин багато: технічно чисті метали важко отримати в очищеному стані, вони дорогі, як правило, мають низьку потужність демпфування та міцність, несприятливі хімічні та фізичні властивості, часто важко обробляти стандартними методами обробки та багато іншого.

Що таке композит?

Композити утворюються з композиційних матеріалів, наприклад шляхом лиття, ламінування або екструдування Композитний матеріал - це тип матеріалу, що складається з поєднання двох або більше простих (монолітних) матеріалів і в яких окремі компоненти зберігають свою відмітну ідентичність. Композитний матеріал має властивості, відмінні від властивостей його компонентів - простих матеріалів. Це часто означає, що фізичні властивості вдосконалюються, оскільки основний технологічний інтерес - це отримання матеріалів, що мають найкращі фізичні (зазвичай механічні) властивості по відношенню до властивостей компонентів. В принципі у композитного матеріалу є дві фази (компоненти): матриця та армування. Ці сегменти мають істотно різні механічні властивості. Матриця більш м'яка і служить наповнювачем для досягнення стійкості форми жорсткої фази. Армування - це твердий і твердий компонент. Залежно від матриці композити поділяють на: метали, кераміку та полімерику. Всі складові можуть бути безперервними, або можуть бути дисперговані в постійній матриці. В останньому випадку необхідно встановити нижню межу розміру дисперсної фази, нижче якої матеріал вважається монолітним. Прикладами часто використовуваних композитів є:

• з додаванням частинок - тверді шліфувальні частинки глинозему з оксиду алюмінію Al2O3 або карбіду кремнію SiC, скріплені скляною або полімерною матрицею в твердій пластині;
• з додаванням волокна - пластик (епоксидна або поліефірна смола), армований скляними волокнами;
• структурний композит - чергування шарів у «фанері» з тонких шарів дерева та клею для деревини (полімер).

Сплави мають такі переваги:

• мала вага
• відмінна стійкість до втомних навантажень
• висока стійкість до температури
• надзвичайно довговічний
• низька або відсутність пластичності порівняно з металами, які деформуються і утворюються внаслідок високих навантажень
• може забезпечити співвідношення міцності і ваги до 20%
• більш стійкі до навантажень під час теплової активності, оскільки вони майже не мають теплового розширення і зберігають первісну форму під час підвищення температури
• пропонують можливість з'єднання деталей під час самого виробничого процесу
• стійкі до корозії, довговічні та мають розмірну стійкість в екстремальних робочих умовах
• Неметалічні композитні матеріали немагнітні і можуть використовуватися в чутливих середовищах електронних елементів. Крім того, вони не є електропровідними, тому можуть бути в контакті з електронікою

Різниця між сплавом і композитом

• Будова

Сплав - це комбінація матеріалів - суміш двох або більше металів або металу з неметалічним елементом. Його фізичні властивості проміжні між властивостями складових металів; але хімічні властивості кожного елемента залишаються незмінними. Суміш можна розділити фізичними засобами. Композит також утворюється з декількох елементів (метал може бути частиною суміші, але не обов’язково). Елементи можна повернути до початкового стану хімічними реакціями.

• Характеристика

Сплав - це, по суті, той самий матеріал з додатковими якостями. Суміші утворюються з компонентів з метою підвищення якостей, ніж складових. Легування постійно змінює фізичні характеристики металів та деякими з переваг, яких можна досягти, є підвищена стійкість до корозії та окислення, зміна електричних властивостей, поліпшена міцність, вища або нижча температура плавлення порівняно із складовими металами тощо. Композит - це комбінація матеріалів для формування абсолютно нового матеріалу (зі зміненими якостями). Новий матеріал може бути більш надійним, легшим або дешевшим, ніж оригінальні компоненти.

• Застосування

Залежно від структурних сполук та методів / методів, що використовуються у виробничому процесі, і сплави, і композити проявляють різні характеристики і можуть мати різне застосування відповідно.

Сплав проти композиту

Сплав	Композитний
суміш металів або суміш металу та іншого елемента	композит - це спеціальна речовина будь-якої комбінації
введений елемент (розчинник) розчиняється в металі, отримуючи легований розчинник (розчинник), утворюючи твердий розчин. Неможливо розрізнити	компонент, що утворює основу композиту (матриця), і доданий елемент залишаються нерозчиненими і можуть бути ідентифіковані.
однорідна суміш	можуть бути однорідними або неоднорідними
складові елементи не зберігають своїх первісних властивостей	матеріали, що утворюють композит, зберігають свої первісні властивості
мають абсолютно інші посилені властивості, ніж елементи реагенту	несуть сліди стихійних характеристик
не мають строгих пропорцій у стихійному складі	мають строгі пропорції в стихійному складі

Підсумок

• Іноді чисті метали не мають задовільних механічних і технологічних властивостей (наприклад, для виготовлення машинних елементів та інструментів і в будівельній галузі), і тому не використовуються як такі. Саме тут сплави та композити мають велике значення
• Сплави складаються щонайменше з двох компонентів, в яких основним компонентом є метал, а інші компоненти можуть бути металевими, але також неметалічними. Новий матеріал приводить до покращених характеристик - таких, як поліпшення корозійного опору, покращеної електропровідності, легкості, більшої економічності тощо
• Композитний матеріал - це система, що складається з двох або більше компонентів з різною конфігурацією, одним з яких є матриця або основний матеріал (полімер, кераміка або метал), до яких додається другий компонент (волокно, нанотрубка, плита, сферична частинка) для досягнення необхідного поєднання властивостей (жорсткість, щільність, жорсткість, твердість, теплова та електрична доцільність).
• І сплави, і композити мають численні переваги - залежно від використовуваних матеріалів та методик. Деякі з удосконалень - це невелика вага, висока міцність і міцність, пов’язані з вагою, стійкість до корозії, міцність на удар, стабільність розмірів, довговічність тощо.