Verschil tussen legering en composiet

Zowel legeringen als composieten zijn ten minste twee componentenmengsels. Er zijn echter ook meer dan een paar verschillen die ervoor zorgen dat ze geschikt zijn voor verschillende toepassingen. Legering is een combinatie van twee of meer componenten, waarvan er één van metaal moet zijn. Het doel van het samenvoegen van deze twee (of meer) ingrediënten is het creëren van een mengsel dat significant andere (betere) kwaliteiten heeft dan de geïsoleerde componenten. Toch hebben de huidige technologieën vaak eisen waaraan conventionele legeringen niet kunnen voldoen. Veel industrieën hebben tegenwoordig materialen nodig die worden gekenmerkt door betere mechanische eigenschappen zoals lage dichtheid, hoge sterkte, slijtvastheid en corrosie. Deze combinatie van eigenschappen kan worden gerealiseerd met composietmaterialen.

Composieten zijn eveneens een combinatie van twee of meer ingrediënten, maar metalen zijn niet noodzakelijkerwijs inbegrepen in hun formatie. Deze bestanddelen (die zowel fysiek als chemisch divers zijn) worden samengesteld om een ​​samenstelling te genereren die sterker is dan de originele elementen. Naast de synthetische (door de mens gemaakte) composieten zijn er ook natuurlijke composieten (bijvoorbeeld hout, botten en tanden).

Wat is legering?

Metalen en legeringen zijn materialen die worden gekenmerkt door een aantal specifieke kenmerken, waardoor ze de basis zijn geworden van de moderne technologie. Metalen bestaan ​​uit zuiver chemisch element met een kleine hoeveelheid andere elemententoevoeging. Ze worden weergegeven door karakteristieke metaalglans, verhoogde elektrische en thermische geleidbaarheid, goede mechanische eigenschappen, weerstand tegen elektrochemische invloeden en verhoogde temperaturen, gevoeligheid van verschillende technieken (behandeling) in zowel koude als verwarmde omstandigheden enzovoort. Alle genoemde kenmerken worden bepaald door de eigenschappen van de interne structuur van de atomen en hun onderlinge verbindingen. De metaaldensiteit ligt tussen 0,59 g / cm³ (lithium) en 22,4 g / cm³ (osmium). Metaal met het hoogste smeltpunt is wolfraam (3400⁰C), terwijl kwik de laagste is (- 39⁰C).

Legeringen zijn complexe materialen die bestaan ​​uit een basiselement en metalen of niet-metalen. De legeringselementen worden legeringscomponenten genoemd en hun aantal en specificaties bepalen de complexiteit van de legering en de kenmerken ervan. Een metaal (ten minste één) komt in de samenstelling van legeringen (bijvoorbeeld brons: koper en tinlegering, staal: ijzer en koolstoflegering, enz.). Legeringen verkrijgen volledig nieuwe kenmerken, die verschillen van die van hun componenten: gunstiger mechanische eigenschappen, verhoogde corrosieweerstand, kleurverandering, verbeterd verwerkingsvermogen, enz. De meeste legeringen worden verkregen door het smelten van de bestanddelen, maar er zijn andere methoden zoals goed - dat is het geval van metaal-keramieklegeringen die zijn gemaakt door sinteren.

In de industriële praktijk worden zuivere metalen vaak vervangen door legeringen. De redenen zijn veelvoudig: technisch zuivere metalen zijn moeilijk te verkrijgen in gezuiverde toestand, ze zijn duur, hebben over het algemeen een laag dempingsvermogen en sterkteniveaus, ongunstige chemische en fysische eigenschappen, zijn vaak moeilijk te hanteren met standaard verwerkingsmethoden en nog veel meer.

Wat is composiet?

Composieten worden gevormd uit composietmaterialen, b.v. door gieten, lamineren of extruderen. Composietmateriaal is een soort materiaal dat bestaat uit een combinatie van twee of meer eenvoudige (monolithische) materialen en waarbij de afzonderlijke componenten hun onderscheidende identiteit behouden. Het composietmateriaal heeft andere eigenschappen dan de eigenschappen van de componenten - de eenvoudige materialen. Dit betekent vaak dat de fysieke eigenschappen worden verbeterd omdat het belangrijkste technologische belang is om materialen te verkrijgen met superieure fysieke (meestal mechanische) eigenschappen in verhouding tot de eigenschappen van de componenten. In principe zijn er twee fasen (componenten) in het composietmateriaal: de matrix en de wapening. Deze segmenten hebben significant verschillende mechanische eigenschappen. De matrix is ​​zachter en dient als een vulmiddel om stabiliteit van de vorm van de harde fase te bereiken. De wapening is de vaste en harde component. Afhankelijk van de matrix worden composieten onderverdeeld in: metalen, keramiek en polymeer. Alle bestanddelen kunnen continu zijn of kunnen worden verspreid in een continue matrix. In het laatste geval is het noodzakelijk om een ​​ondergrens vast te stellen voor de grootte van de gedispergeerde fase waaronder het materiaal als monolithisch wordt beschouwd. Voorbeelden van veelgebruikte composieten zijn:

• met toevoeging van deeltjes - hardschurende aluminiumoxidedeeltjes van aluminiumoxide Al2O3 of siliciumcarbide SiC gebonden met een glas- of polymeermatrix in een vaste plaat;
• met toevoeging van vezels - plastic (epoxy of polyesterhars) versterkt met glasvezels;
• structurele composiet - afwisselende lagen in "multiplex" van dunne lagen hout en houtlijm (polymeer).

Legeringen hebben de volgende voordelen:

• laag gewicht
• uitstekende weerstand tegen vermoeidheidsbelastingen
• bestand tegen hoge temperaturen
• extreem langdurig
• lage of geen plasticiteit in vergelijking met metalen die vervormen en schimmelen veroorzaakt door hoge belastingen
• kan een sterkte- en gewichtsverhouding van maximaal 20% bieden
• beter bestand tegen belastingen tijdens thermische activiteit, omdat ze bijna geen thermische uitzetting hebben en de oorspronkelijke vorm behouden tijdens temperatuurverhoging
• bieden de mogelijkheid van onderdelenverbinding tijdens het productieproces zelf
• bestand tegen corrosie, langdurig en maatvast in extreme werkomstandigheden
• niet-metalen composietmaterialen zijn niet-magnetisch en kunnen worden gebruikt in gevoelige elektronische elementen. Bovendien zijn ze niet elektrisch geleidend, zodat ze in contact kunnen komen met elektronica

Verschil tussen legering en composiet

• Structuur

Legering is een combinatie van materialen - een mix van twee of meer metalen of metaal met een niet-metalen element. Zijn fysische eigenschappen liggen tussen die van de samenstellende metalen; maar de chemische eigenschappen van elk element blijven onaangetast. Het mengsel kan door fysieke middelen worden gescheiden. Een composiet wordt ook gevormd uit verschillende elementen (een metaal kan deel uitmaken van het mengsel maar niet noodzakelijkerwijs). Elementen kunnen door chemische reacties in hun oorspronkelijke staat worden teruggebracht.

• Kenmerken

Een legering is in essentie hetzelfde materiaal met extra eigenschappen. Mengsels worden gevormd uit componenten met het doel de eigenschappen te verbeteren dan de bestanddelen. Legering verandert permanent de fysieke eigenschappen van de metalen en enkele van de voordelen die kunnen worden behaald zijn verhoogde weerstand tegen corrosie en oxidatie, het veranderen van de elektrische eigenschappen, verbeterde sterkte, een hoger of lager smeltpunt in vergelijking met de samenstellende metalen enzovoort. Een composiet is een combinatie van materialen tot een geheel nieuw materiaal (met veranderde kwaliteiten). Het nieuwe materiaal is mogelijk robuuster, lichter of goedkoper dan de originele onderdelen.

• Toepassing

Afhankelijk van de structurele verbindingen en de technieken / methoden die in het productieproces worden gebruikt, vertonen zowel de legeringen als de composieten verschillende kenmerken en kunnen ze respectievelijk verschillende toepassingen hebben.

Legering versus composiet

Legering	samengesteld
mengsel van metalen of een mengsel van een metaal en een ander element	een composiet is een op maat gemaakte stof van elke combinatie
het geïntroduceerde element (opgeloste stof) lost op in het metaal dat wordt gelegeerd (oplosmiddel) om een ​​vaste oplossing te vormen. Kan niet worden onderscheiden	de component die de basis vormt van de composiet (matrix) en het toegevoegde element blijft onopgelost en kan worden geïdentificeerd.
homogeen mengsel	kan homogeen of heterogeen zijn
de samenstellende elementen behouden hun oorspronkelijke eigenschappen niet	de materialen die het composiet vormen behouden hun oorspronkelijke eigenschappen
hebben volledig verschillende verbeterde eigenschappen dan de reactantelementen	dragen sporen van elementaire kenmerken
geen strikte proporties hebben in elementaire samenstelling	hebben strikte proporties in elementaire samenstelling

Samenvatting

• Soms hebben zuivere metalen niet de bevredigende mechanische en technologische eigenschappen (bijvoorbeeld voor de vervaardiging van machine-elementen en gereedschappen en in de bouw) en worden ze daarom niet als zodanig gebruikt. Hier hebben legeringen en composieten bewezen van grote betekenis te zijn
• De legeringen bestaan ​​uit ten minste twee componenten waarin de basiscomponent metaal is, terwijl de andere componenten metallisch maar ook niet-metallisch kunnen zijn. Het nieuwe materiaal resulteert in verbeterde kenmerken - zoals betere weerstand tegen corrosie, verbeterde geleidbaarheid, lichtheid, hogere kostenefficiëntie, enzovoort
• Een samengesteld materiaal is een systeem dat bestaat uit twee of meer componenten met verschillende configuraties, waarvan er een de matrix of het basismateriaal (polymeer, keramiek of metaal) is waaraan de tweede component wordt toegevoegd (vezel, nano-buis, plaat, bolvormig deeltje) om de noodzakelijke combinatie van eigenschappen te bereiken (stijfheid, dichtheid, stijfheid, hardheid, thermische en elektrische haalbaarheid).
• Zowel legeringen als composieten hebben tal van voordelen - afhankelijk van de gebruikte materialen en technieken. Enkele van de verbeteringen zijn lichtgewicht, hoge sterkte en sterkte met betrekking tot gewicht, corrosiebestendigheid, hoge slagsterkte, maatvastheid, duurzaamheid, enz..