Różnica między stopem a kompozytem

Zarówno stopy, jak i kompozyty są co najmniej dwoma mieszaninami komponentów. Chociaż istnieje również więcej niż kilka różnic między nimi, które sprawiają, że są odpowiednie do różnych aplikacji. Stop jest kombinacją dwóch lub więcej komponentów, z których jeden musi być metaliczny. Celem połączenia tych dwóch (lub więcej) składników jest stworzenie mieszanki, która będzie miała znacząco różne (lepsze) cechy niż izolowane komponenty. Mimo to obecne technologie często mają wymagania, których nie można spełnić konwencjonalnymi stopami. Wiele branż potrzebuje dziś materiałów charakteryzujących się lepszymi właściwościami mechanicznymi, takimi jak niska gęstość, wysoka wytrzymałość, odporność na ścieranie i korozja. Ta kombinacja właściwości można zrealizować za pomocą materiałów kompozytowych.

Podobnie kompozyty są kombinacją dwóch lub więcej składników, ale metale niekoniecznie są uwzględnione w ich tworzeniu. Te składniki (które są zarówno zróżnicowane fizycznie, jak i chemicznie) są łączone w celu wygenerowania kompozycji, która jest silniejsza niż oryginalne pierwiastki. Oprócz kompozytów syntetycznych (wykonanych przez człowieka) istnieją również naturalne kompozyty (e.G. drewno, kości i zęby).

Co to jest stop?

Metale i stopy to materiały, które charakteryzują się wieloma konkretnymi cechami, dzięki czemu stały się podstawą nowoczesnej technologii. Metale składają się z czystego elementu chemicznego z niewielką ilością innego dodawania elementów. Są one przedstawiane przez charakterystyczny metalowy połysk, zwiększoną przewodność elektryczną i cieplną, dobre właściwości mechaniczne, odporność na wpływy elektrochemiczne i podwyższone temperatury, podatność na przetwarzanie różnych technik (obróbka) w warunkach zimnych i ogrzewanych i tak dalej. Wszystkie wymienione cechy są uwarunkowane właściwościami wewnętrznej struktury atomów i ich połączeń. Gęstość metalu waha się między 0.59 g/cm³ (lit) i 22.4 g/cm³ (osm). Metal o najwyższym punkcie temperatury topnienia to wolfram (3400⁰C), podczas gdy rtęć ma najniższy (- 39⁰C).

Stopy to złożone materiały złożone z elementu podstawowego i metali lub nie-metalowych. Elementy stopowe nazywane są składnikami stopu, a ich liczba i specyfiki określają złożoność stopu i jego cechy. Metal (co najmniej jeden) wchodzi do składu stopów (e.G. Brąz: stop miedzi i cyny, stal: żelazo i stop węglowy itp.). Stopy nabierają całkowicie nowych cech, które różnią się od tych z ich komponentów: korzystniejsze właściwości mechaniczne, zwiększona odporność na korozję, zmiana koloru, ulepszona zdolność przetwarzania itp. Większość stopów jest uzyskiwana przez stopienie składników, ale istnieją również inne metody - taka jest przypadek stopów metalowo -ceramicznych, które są wytwarzane przez spiekanie.

W praktyce przemysłowej czyste metale są często zastępowane stopami. Przyczyny są wiele: technicznie czyste metale są trudne do uzyskania w stanie oczyszczonym, są drogie, na ogół mają niską zdolność tłumienia i poziomy wytrzymałości, niekorzystne właściwości chemiczne i fizyczne są często trudne do obsługi standardowymi metodami przetwarzania i wielu innych.

Co jest złożone?

Kompozyty powstają z materiałów kompozytowych, e.G. przez odlewanie, laminowanie lub wytłaczanie. Materiał kompozytowy jest rodzajem materiału składającego się z kombinacji dwóch lub bardziej prostych (monolitycznych) materiałów i w których poszczególne elementy zachowują swoją charakterystyczną tożsamość. Materiał złożony ma właściwości inne niż właściwości jego komponentów - proste materiały. Często oznacza to, że właściwości fizyczne są ulepszane, ponieważ głównym zainteresowaniem technologicznym jest uzyskiwanie materiałów o doskonałych właściwościach fizycznych (zwykle mechanicznych) w stosunku do właściwości komponentów. Zasadniczo istnieją dwie fazy (składniki) w materiale kompozytowym: matryca i wzmocnienie. Segmenty te mają znacznie różne właściwości mechaniczne. Matryca jest bardziej miękka i służy jako wypełniacz do osiągnięcia stabilności kształtu fazy twardej. Wzmocnienie jest komponentem solidnym i twardym. W zależności od matrycy kompozyty są podzielone na: metale, ceramikę i polimerykę. Wszystkie składniki mogą być ciągłe lub mogą być rozproszone w macierzy ciągłą. W ostatnim przypadku konieczne jest ustalenie dolnego limitu rozmiaru rozproszonej fazy, poniżej której materiał jest uważany za monolityczny. Przykładami często używanych kompozytów są:

• Z dodaniem cząstek - cząsteczki tlenku glinu tlenku glinu Al2O3 lub krzemowego węglika związanego z matrycą szklaną lub polimerową w płytce stałej;
• z dodawaniem włókien - plastik (żywica epoksydowa lub poliestrowa) wzmocnione włóknami szklanymi;
• Strukturalny kompozyt - naprzemienne warstwy w „sklejce” cienkich warstw drewna i kleju drewna (polimer).

Stopy mają następujące zalety:

• niska waga
• Doskonała odporność na obciążenia zmęczeniowe
• Odporność na wysoką temperaturę
• Niezwykle długotrwały
• niska plastyczność lub żadna plastyczność w porównaniu z metaliami, które deformują i pleśnią spowodowane wysokim obciążeniami
• może zapewnić stosunek siły i masy do 20%
• Bardziej odporne na obciążenia podczas aktywności termicznej, ponieważ prawie nie mają rozszerzalności cieplnej i zachowują oryginalny kształt podczas zwiększenia temperatury
• oferować możliwość połączenia części podczas samego procesu produkcyjnego
• odporny na korozję, długotrwała i mają stabilność wymiarową w ekstremalnych warunkach pracy
• Niemetalowe materiały kompozytowe są niemagnetyczne i mogą być stosowane w środowisku wrażliwych elementów elektronicznych. Poza tym nie są przewodzące elektrycznie, więc mogą być w kontakcie z elektroniką

Różnica między stopem a kompozytem

• Struktura

Stop to połączenie materiałów - mieszanka dwóch lub więcej metali lub metalu z elementem niemetalicznym. Jego właściwości fizyczne pośrednie między właściwościami metali składowych; ale właściwości chemiczne każdego elementu pozostają nienaruszone. Mieszaninę można oddzielić za pomocą środków fizycznych. Z kilku elementów powstaje również kompozyt (metal może być częścią mieszaniny, ale niekoniecznie). Elementy można zwrócić do ich pierwotnego stanu za pomocą reakcji chemicznych.

• Charakterystyka

Stop jest zasadniczo ten sam materiał o dodatkowych cechach. Mieszanki powstają z komponentów w celu zwiększenia cech niż składniki. Stop na trwale zmienia charakterystykę fizyczną metali i niektóre zalety, które można osiągnąć, to zwiększona odporność na korozję i utlenianie, zmiana właściwości elektrycznych, poprawa wytrzymałości, wyższa lub niższa temperatura topnienia w porównaniu z metaliami składowymi i tak dalej. Kompozyt to połączenie materiałów, tworząc zupełnie nowy materiał (o zmienionych cechach). Nowy materiał może być bardziej niezawodny, lżejszy lub tańszy niż oryginalne komponenty.

• Aplikacja

W zależności od związków strukturalnych i technik/metod stosowanych w procesie produkcyjnym, zarówno stopy, jak i kompozyty przejawiają różne cechy i mogą mieć odpowiednio różne zastosowania.

Stop vs. Złożony

Streszczenie

• Czasami czyste metale nie mają zadowalających właściwości mechanicznych i technologicznych (na przykład do produkcji elementów i narzędzi maszynowych oraz w branży budowlanej) i dlatego nie są używane jako takie. Tutaj okazały się ogromne stopy i kompozyty
• Stopy składają się z co najmniej dwóch komponentów, w których podstawowym składnikiem jest metal, podczas gdy inne elementy mogą być metaliczne, ale także niemetaliczne. Nowy materiał powoduje zwiększenie cech - takich jak lepsza oporność na korozję, lepsza przewodność, lekkość, większa koszt kosztowa i tak dalej
• Materiał kompozytowy to system złożony z dwóch lub więcej komponentów o różnych konfiguracjach, z których jednym jest matryca lub materiał podstawowy (polimer, ceramika lub metal), do którego dodaje się drugi komponent (włókno, nano-rurka, płyta, płyta, cząsteczka sferyczna) w celu osiągnięcia niezbędnej kombinacji właściwości (sztywność, gęstość, sztywność, twardość, wykonalność termiczna i elektryczna).
• Zarówno stopy, jak i kompozyty mają wiele zalet - w zależności od zastosowanych materiałów i technik. Niektóre z ulepszeń to lekka waga, wysoka wytrzymałość i wytrzymałość związana z wagą, odpornością na korozję, wytrzymałość o wysokim wpływie, stabilność wymiarowa, trwałość itp.