Unterschied zwischen Legierung und Verbundstoff

Sowohl Legierungen als auch Verbundstoffe sind mindestens zwei Komponentengemische. Es gibt jedoch auch einige Unterschiede zwischen ihnen, die sie für verschiedene Anwendungen geeignet machen. Legierung ist eine Kombination aus zwei oder mehr Komponenten, von denen eine metallisch sein muss. Der Zweck dieser zwei (oder mehr) Zutaten besteht darin, eine Mischung zu schaffen, die deutlich andere (bessere) Qualitäten aufweist als die isolierten Komponenten. Trotzdem haben die gegenwärtigen Technologien oft Anforderungen, die herkömmliche Legierungen nicht erfüllen können. Viele Industrien benötigen heutzutage Materialien, die sich durch bessere mechanische Eigenschaften auszeichnen, wie geringe Dichte, hohe Festigkeit, Abriebfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Diese Eigenschaftskombination kann mit Verbundwerkstoffen realisiert werden.

In ähnlicher Weise sind Verbundstoffe eine Kombination von zwei oder mehr Bestandteilen, aber Metalle sind nicht notwendigerweise in ihrer Bildung enthalten. Diese Bestandteile (die sowohl physikalisch als auch chemisch verschieden sind) werden zusammengefügt, um eine Zusammensetzung zu erzeugen, die stärker ist als die ursprünglichen Elemente. Neben den synthetischen (künstlichen) Kompositen gibt es auch natürliche Composites (z. B. Holz, Knochen und Zähne)..

Was ist Legierung??

Metalle und Legierungen sind Materialien, die sich durch eine Reihe spezifischer Merkmale auszeichnen, wodurch sie zur Grundlage der modernen Technologie geworden sind. Metalle bestehen aus reinem chemischen Element mit einer geringen Menge anderer Elementzugabe. Sie werden durch charakteristischen Metallglanz, erhöhte elektrische und thermische Leitfähigkeit, gute mechanische Eigenschaften, Beständigkeit gegen elektrochemische Einflüsse und erhöhte Temperaturen, Anfälligkeit für die Verarbeitung (Behandlung) verschiedener Techniken unter kalten und erwärmten Bedingungen usw. dargestellt. Alle aufgelisteten Eigenschaften sind von den Eigenschaften der inneren Struktur der Atome und ihren Verbindungen abhängig. Die Metalldichte liegt zwischen 0,59 g / cm³ (Lithium) und 22,4 g / cm³ (Osmium). Metall mit dem höchsten Schmelzpunkt ist Wolfram (3400)⁰C), während Quecksilber das niedrigste ist (- 39⁰C).

Legierungen sind komplexe Materialien, die aus einem Basiselement und Metallen oder Nichtmetallen bestehen. Die Legierungselemente werden Legierungskomponenten genannt. Ihre Anzahl und ihre Eigenschaften bestimmen die Komplexität der Legierung und ihre Eigenschaften. Ein Metall (mindestens eines) gelangt in die Zusammensetzung von Legierungen (z. B. Bronze: Kupfer- und Zinnlegierung, Stahl: Eisen- und Kohlenstofflegierung usw.). Legierungen erhalten völlig neue Eigenschaften, die sich von ihren Bestandteilen unterscheiden: günstigere mechanische Eigenschaften, erhöhte Korrosionsbeständigkeit, Farbveränderung, verbesserte Verarbeitungsfähigkeit usw. Die meisten Legierungen werden durch Schmelzen der Bestandteile erhalten, es gibt jedoch andere Verfahren Nun, das ist der Fall von Metallkeramiklegierungen, die durch Sintern hergestellt werden.

In der industriellen Praxis werden reine Metalle häufig durch Legierungen ersetzt. Die Gründe sind vielfältig: Technisch reine Metalle sind im gereinigten Zustand schwer zu erhalten, sie sind teuer, haben im Allgemeinen ein geringes Dämpfungsvermögen und Festigkeitswerte, ungünstige chemische und physikalische Eigenschaften, sind oft mit Standardverarbeitungsverfahren schwer zu handhaben und vieles mehr.

Was ist Composite??

Verbundstoffe werden aus Verbundwerkstoffen gebildet, z. durch Gießen, Laminieren oder Extrudieren. Verbundmaterial ist ein Materialtyp, der aus einer Kombination von zwei oder mehr einfachen (monolithischen) Materialien besteht und bei dem die einzelnen Komponenten ihre unverwechselbare Identität behalten. Der Verbundwerkstoff weist Eigenschaften auf, die sich von den Eigenschaften seiner Komponenten unterscheiden - den einfachen Materialien. Dies bedeutet oft, dass die physikalischen Eigenschaften verbessert werden, da das Hauptinteresse der Technik darin besteht, Materialien mit überlegenen physikalischen (normalerweise mechanischen) Eigenschaften in Bezug auf die Eigenschaften der Komponenten zu erhalten. Grundsätzlich gibt es im Verbundmaterial zwei Phasen (Komponenten): die Matrix und die Verstärkung. Diese Segmente haben deutlich unterschiedliche mechanische Eigenschaften. Die Matrix ist weicher und dient als Füllstoff, um die Formstabilität der harten Phase zu erreichen. Die Verstärkung ist die feste und harte Komponente. Abhängig von der Matrix werden Verbundwerkstoffe in Metalle, Keramiken und Polymere unterteilt. Alle Bestandteile können kontinuierlich sein oder können in einer kontinuierlichen Matrix dispergiert sein. Im letzten Fall muss eine Untergrenze für die Größe der dispergierten Phase festgelegt werden, unterhalb derer das Material als monolithisch betrachtet wird. Beispiele für häufig verwendete Verbundwerkstoffe sind:

mit Partikelzugabe - Hartschleifen von Aluminiumoxidpartikeln aus Aluminiumoxid Al2O3 oder Siliciumcarbid-SiC, gebunden mit einer Glas- oder Polymermatrix in einer festen Platte;
mit Faserzusatz - mit Glasfasern verstärkter Kunststoff (Epoxidharz oder Polyesterharz);
Strukturverbund - alternierende Schichten aus „Sperrholz“ aus dünnen Holzschichten und Holzkleber (Polymer).

Legierungen haben folgende Vorteile:

geringes Gewicht
ausgezeichnete Beständigkeit gegen Ermüdung
hohe Temperaturbeständigkeit
extrem langlebig
geringe oder keine Plastizität im Vergleich zu Metallen, die sich durch hohe Belastungen verformen und formen
kann ein Stärke- und Gewichtsverhältnis von bis zu 20% bieten
widerstandsfähiger gegen Belastungen bei thermischer Aktivität, da sie fast keine thermische Ausdehnung aufweisen und bei Temperaturerhöhung die ursprüngliche Form beibehalten
bieten die Möglichkeit der Teileverbindung während des Produktionsprozesses
Korrosionsbeständig, langlebig und formstabil bei extremen Arbeitsbedingungen
Nichtmetall-Verbundwerkstoffe sind nicht magnetisch und können in empfindlichen elektronischen Elementen eingesetzt werden. Außerdem sind sie nicht elektrisch leitend, so dass sie mit der Elektronik in Kontakt kommen können

Unterschied zwischen Legierung und Verbundstoff

Struktur

Legierung ist eine Kombination von Materialien - Mischung aus zwei oder mehr Metallen oder Metall mit einem nichtmetallischen Element. Seine physikalischen Eigenschaften liegen zwischen denen der Metallbestandteile; Die chemischen Eigenschaften jedes Elements bleiben jedoch unberührt. Die Mischung kann physikalisch getrennt werden. Ein Verbundstoff wird auch aus mehreren Elementen gebildet (ein Metall kann Teil der Mischung sein, muss jedoch nicht notwendigerweise sein). Elemente können durch chemische Reaktionen in ihren ursprünglichen Zustand zurückversetzt werden.

Eigenschaften

Eine Legierung ist im Wesentlichen das gleiche Material mit zusätzlichen Qualitäten. Mischungen werden aus Komponenten mit dem Zweck gebildet, die Qualitäten als die Bestandteile zu verbessern. Durch das Legieren werden die physikalischen Eigenschaften der Metalle dauerhaft geändert, und einige der erzielbaren Vorteile sind eine erhöhte Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit, eine Änderung der elektrischen Eigenschaften, eine verbesserte Festigkeit, ein höherer oder niedrigerer Schmelzpunkt im Vergleich zu den Metallbestandteilen und so weiter. Ein Verbundwerkstoff ist eine Kombination von Materialien, um ein völlig neues Material (mit geänderten Eigenschaften) zu bilden. Das neue Material ist möglicherweise robuster, leichter oder billiger als die Originalkomponenten.

Anwendung

Abhängig von den strukturellen Verbindungen und den im Herstellungsprozess verwendeten Techniken / Verfahren zeigen sowohl die Legierungen als auch die Verbundstoffe unterschiedliche Eigenschaften und können jeweils unterschiedliche Anwendungen haben.

Legierung vs. Verbund

Legierung	Zusammengesetzt
Mischung aus Metallen oder einer Mischung aus einem Metall und einem anderen Element	Ein Komposit ist eine maßgeschneiderte Substanz in beliebiger Kombination
Das eingebrachte Element (gelöster Stoff) löst sich in dem Metall auf, das legiert wird (Lösungsmittel), um eine feste Lösung zu bilden. Kann nicht unterschieden werden	Die Komponente, die die Basis des Komposits (Matrix) bildet, und das hinzugefügte Element bleiben ungelöst und könnten identifiziert werden.
eine homogene Mischung	kann homogen oder heterogen sein
Die Bestandteile behalten ihre ursprünglichen Eigenschaften nicht bei	Die Materialien, die den Verbundstoff bilden, behalten ihre ursprünglichen Eigenschaften
haben völlig andere verbesserte Eigenschaften als die Reaktandenelemente	Spuren von elementaren Eigenschaften tragen
haben keine strengen Verhältnisse in der Elementzusammensetzung	haben strenge Verhältnisse in der Elementzusammensetzung

Zusammenfassung

Manchmal haben reine Metalle nicht die zufriedenstellenden mechanischen und technologischen Eigenschaften (z. B. für die Herstellung von Maschinenelementen und Werkzeugen und in der Bauindustrie) und werden daher nicht als solche verwendet. Hier haben sich Legierungen und Verbundstoffe als äußerst wichtig erwiesen
Die Legierungen bestehen aus mindestens zwei Komponenten, bei denen die Basiskomponente aus Metall besteht, während die anderen Komponenten metallisch, aber auch nichtmetallisch sein können. Das neue Material führt zu verbesserten Eigenschaften, wie z. B. besserer Korrosionsbeständigkeit, verbesserter Leitfähigkeit, Leichtigkeit, höherer Kosteneffizienz und so weiter
Ein Verbundmaterial ist ein System, das aus zwei oder mehr Komponenten mit unterschiedlichen Konfigurationen besteht, von denen eine die Matrix oder das Basismaterial (Polymer, Keramik oder Metall) ist, zu der die zweite Komponente hinzugefügt wird (Faser, Nanoröhrchen, Platte, sphärisches Teilchen), um die notwendige Kombination von Eigenschaften (Steifigkeit, Dichte, Steifigkeit, Härte, thermische und elektrische Durchführbarkeit) zu erreichen.
Sowohl Legierungen als auch Verbundwerkstoffe haben - je nach verwendeten Materialien und Techniken - zahlreiche Vorteile. Einige der Verbesserungen sind geringes Gewicht, hohe Festigkeit und Festigkeit in Bezug auf Gewicht, Korrosionsbeständigkeit, hohe Schlagfestigkeit, Dimensionsstabilität, Haltbarkeit usw.

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