Razlika između legura i kompozita

I legure i kompoziti su najmanje dvije komponente smjese. Iako postoji i više od nekoliko razlika koje ih čine pogodnim za različite primjene. Legura je kombinacija dviju ili više komponenti od kojih jedna mora biti metalna. Svrha spajanja ova dva (ili više) sastojaka je stvaranje smjese koja će imati značajno drugačije (bolje) kvalitete od izoliranih komponenti. Ipak, sadašnje tehnologije često imaju zahtjeve koje uobičajene legure ne mogu ispuniti. Mnoge industrije danas trebaju materijale koji se odlikuju boljim mehaničkim svojstvima kao što su niska gustoća, visoka čvrstoća, otpornost na abraziju i koroziju. Ova kombinacija svojstava može se ostvariti s kompozitnim materijalima.

Sastavi su, na sličan način, kombinacija dva ili više sastojaka, ali metali nisu nužno uključeni u njihovo nastajanje. Ti sastojci (koji su i fizički i kemijski raznoliki) sastavljeni su kako bi se dobio sastav jači od originalnih elemenata. Uz sintetičke (umjetne) kompozite postoje i prirodni kompoziti (npr. Drvo, kosti i zubi).

Što je Legura?

Metali i legure su materijali koji se odlikuju nizom specifičnih svojstava, zahvaljujući kojima su postali temelj suvremene tehnologije. Metali se sastoje od čistog kemijskog elementa s malom količinom dodatka drugih elemenata. Prikazani su karakterističnim sjajem metala, povećanom električnom i toplinskom vodljivošću, dobrim mehaničkim svojstvima, otpornošću na elektrokemijske utjecaje i povišenim temperaturama, osjetljivošću obrade (obrade) različitih tehnika u hladnim i grijanim uvjetima i tako dalje. Sve nabrojane karakteristike uvjetovane su svojstvima unutarnje strukture atoma i njihovih međusobnih veza. Gustoća metala kreće se između 0,59 g / cm³ (litij) i 22,4 g / cm³ (Osmij). Metal s najvišom temperaturom taljenja je volfram (3400)⁰C), dok je živa s najnižom (- 39⁰C).

Legure su složeni materijali koji se sastoje od osnovnog elementa i metala ili nemetala. Legirajući elementi nazivaju se legiranim komponentama, a njihov broj i specifičnosti određuju složenost legure i njezine karakteristike. Metal (barem jedan) ulazi u sastav legura (npr. Bronca: legura bakra i kositra, čelik: željezna i ugljikova legura itd.). Legure stječu potpuno nove karakteristike, koje se razlikuju od njihovih komponenti: povoljnija mehanička svojstva, povećana otpornost na koroziju, promjena boje, poboljšana sposobnost obrade itd. Većina legura dobiva se topljenjem sastavnih dijelova, ali postoje i druge metode kao dobro - takav je slučaj metal-keramičkih legura koje se izrađuju sinterovanjem.

U industrijskoj praksi čisti se metali često zamjenjuju legurama. Razlozi su višestruki: tehnički čiste metale je teško dobiti u pročišćenom stanju, skupi su, obično imaju nisku sposobnost prigušivanja i čvrstoće, nepovoljna kemijska i fizička svojstva, često ih je teško obraditi standardnim metodama obrade i mnogim drugim.

Što je složeni?

Kompoziti nastaju od kompozitnih materijala, npr. lijevanjem, laminiranjem ili ekstrudiranjem. Kompozitni materijal je vrsta materijala koja se sastoji od kombinacije dvaju ili više jednostavnih (monolitnih) materijala i u kojima pojedine komponente zadržavaju svoj karakteristični identitet. Kompozitni materijal ima svojstva različita od svojstava njegovih sastavnih dijelova - jednostavnih materijala. To često znači da su fizička svojstva poboljšana, jer je glavni tehnološki interes dobivanje materijala vrhunskih fizičkih (obično mehaničkih) svojstava u odnosu na svojstva komponenata. U principu u kompozitnom materijalu postoje dvije faze (komponente): matrica i armatura. Ti segmenti imaju značajno različita mehanička svojstva. Matrica je mekša i služi kao punilo za postizanje stabilnosti oblika tvrde faze. Ojačanje je čvrsta i tvrda komponenta. Ovisno o matrici, kompoziti se dijele na: metale, keramiku i polimere. Svi sastojci mogu biti kontinuirani ili se mogu dispergirati u kontinuiranoj matrici. U posljednjem slučaju potrebno je uspostaviti donju granicu za veličinu dispergirane faze ispod koje se smatra monolitnom. Primjeri često korištenih kompozita su:

• s dodatkom čestica - čestice glinice tvrdog brušenja aluminij-oksida Al2O3 ili silikon-karbida SiC vezane staklenom ili polimernom matricom u čvrstoj ploči;
• s dodatkom vlakana - plastika (epoksidna ili poliesterska smola) ojačana staklenim vlaknima;
• strukturni kompozit - naizmjenični slojevi u "šperploči" tankih slojeva drveta i ljepila za drvo (polimer).

Legure imaju sljedeće prednosti:

• mala težina
• izvrsna otpornost na opterećenja od umora
• otpornost na visoke temperature
• izuzetno dugotrajan
• niska ili nikakva plastičnost u usporedbi s metalima koji se deformiraju i plijesni uslijed visokog opterećenja
• može pružiti omjer snage i težine do 20%
• otporniji su na opterećenja tijekom toplinske aktivnosti, jer gotovo da nemaju toplinsku ekspanziju i zadržavaju prvobitni oblik tijekom porasta temperature
• nude mogućnost spajanja dijelova tijekom samog procesa proizvodnje
• otporan je na koroziju, dugotrajan je i ima dimenzionalnu stabilnost u ekstremnim radnim uvjetima
• nemetalni kompozitni materijali nisu magnetski i mogu se koristiti u okruženju osjetljivih elektroničkih elemenata. Osim toga, nisu elektro provodljivi, tako da mogu biti u kontaktu s elektronikom

Razlika između legura i kompozita

• Struktura

Legura je kombinacija materijala - mješavina dva ili više metala ili metala s nemetalnim elementom. Njegova fizička svojstva međusobno su između sastojaka metala; ali kemijska svojstva svakog elementa ostaju neizmijenjena. Smjesa se može odvojiti fizičkim putem. Kompozit se također stvara od nekoliko elemenata (metal može biti dio smjese, ali ne nužno). Elementi se mogu vratiti u prvobitno stanje kemijskim reakcijama.

• Karakteristike

Legura je u osnovi isti materijal s dodatnim osobinama. Smjese se formiraju od komponenata sa svrhom poboljšanja kvaliteta u odnosu na sastavne dijelove. Legiranje trajno mijenja fizičke karakteristike metala, a neke od prednosti koje se mogu postići su povećana otpornost na koroziju i oksidaciju, promjena električnih svojstava, poboljšana čvrstoća, veća ili niža talište u usporedbi sa sastavnim metalima i tako dalje. Kompozit je kombinacija materijala koji tvore posve novi materijal (s izmijenjenim osobinama). Novi materijal može biti robusniji, lakši ili jeftiniji od originalnih komponenti.

• primjena

Ovisno o strukturnim spojevima i tehnikama / metodama koje se koriste u procesu proizvodnje, i legure i kompoziti pokazuju različite karakteristike i mogu imati različitu primjenu.

Legura vs. Kompozit

Legura	mješavina
mješavina metala ili mješavina metala i drugog elementa	Kompozit je tvar prilagođena bilo kojoj kombinaciji
element koji se uvodi (otopljen) otapa se u metalu legirajući (otapalo) da tvori čvrstu otopinu. Ne može se razlikovati	komponenta koja čini bazu kompozita (matrica) i dodani element ostaju nerazrijeđeni i mogu se prepoznati.
homogena smjesa	mogu biti homogeni ili heterogeni
sastavni elementi ne zadržavaju svoja izvorna svojstva	materijali koji tvore kompozit zadržavaju svoja izvorna svojstva
imaju potpuno drugačija poboljšana svojstva od elemenata reaktanata	nose tragove elementarnih karakteristika
nemaju stroge proporcije u elementarnom sastavu	imaju stroge proporcije u elementarnom sastavu

Sažetak

• Ponekad čisti metali nemaju zadovoljavajuća mehanička i tehnološka svojstva (na primjer, za izradu strojnih elemenata i alata i u građevinskoj industriji), pa se stoga ne koriste kao takvi. Tu se pokazalo da su legure i kompoziti od velikog značaja
• Legure se sastoje od najmanje dvije komponente u kojima je osnovna komponenta metal, dok ostale komponente mogu biti metalne, ali također i nemetalne. Novi materijal rezultira poboljšanim karakteristikama - kao što su bolji korozijski otpor, poboljšana vodljivost, lakoća, veća ekonomičnost i tako dalje
• Kompozitni materijal je sustav koji se sastoji od dvije ili više komponenti različitih konfiguracija, od kojih je jedna matrica ili osnovni materijal (polimer, keramika ili metal), kojem se dodaje druga komponenta (vlakno, nano cijev, ploča, sferne čestice) za postizanje potrebne kombinacije svojstava (krutost, gustoća, krutost, tvrdoća, toplinska i električna izvedivost).
• I legure i kompoziti imaju brojne prednosti - ovisno o korištenim materijalima i tehnikama. Neka poboljšanja su mala težina, velika čvrstoća i čvrstoća koja se odnose na težinu, otpornost na koroziju, čvrstoću na udarce, dimenzionalnu stabilnost, izdržljivost itd..